JP2967601B2 - コーティング形成方法 - Google Patents
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- JP2967601B2 JP2967601B2 JP3088304A JP8830491A JP2967601B2 JP 2967601 B2 JP2967601 B2 JP 2967601B2 JP 3088304 A JP3088304 A JP 3088304A JP 8830491 A JP8830491 A JP 8830491A JP 2967601 B2 JP2967601 B2 JP 2967601B2
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- ceramic particles
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- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C13/00—Pressure vessels; Containment vessels; Containment in general
- G21C13/02—Details
- G21C13/06—Sealing-plugs
- G21C13/067—Sealing-plugs for tubes, e.g. standpipes; Locking devices for plugs
- G21C13/0675—Seals for the plugs
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C24/00—Coating starting from inorganic powder
- C23C24/08—Coating starting from inorganic powder by application of heat or pressure and heat
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/34—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
- F16J15/3496—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member use of special materials
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
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Description
【０００１】
【発明の分野】本発明は、一般に軸シールに関し、特
に、原子炉冷却材ポンプにおけるシール面上にコーティ
ングを形成する方法に関するものである。
に、原子炉冷却材ポンプにおけるシール面上にコーティ
ングを形成する方法に関するものである。
【０００２】
【先行技術の説明】加圧水型原子力発電プラントにおい
ては、蒸気を発生させる蒸気発生器に炉心から熱を伝え
るため、原子炉冷却系統が使用されている。そして、蒸
気はタービン式発電機を駆動するために用いられる。原
子炉冷却系統は複数の独立した冷却ループを有してお
り、各冷却ループは、炉心に接続され、また、蒸気発生
器と原子炉冷却材ポンプとを含んでいる。
ては、蒸気を発生させる蒸気発生器に炉心から熱を伝え
るため、原子炉冷却系統が使用されている。そして、蒸
気はタービン式発電機を駆動するために用いられる。原
子炉冷却系統は複数の独立した冷却ループを有してお
り、各冷却ループは、炉心に接続され、また、蒸気発生
器と原子炉冷却材ポンプとを含んでいる。
【０００３】原子炉冷却材ポンプは、一般に、高温且つ
高圧で、例えば約288℃（550°F)、約176kg/cm2（2500p
si)で大量の原子炉冷却材を移動させるよう設計された
竪型単段遠心ポンプである。このポンプは、基本的に、
下部から上部にかけて３つの普遍的部分、即ち、水圧部
分と、軸シール部分と、モータ部分とを備えている。下
部の水圧部分は、ポンプの軸（以下、「ポンプ軸」とも
称する）の下端に取り付けられたインペラーを有してお
り、対応のループに原子炉冷却材を圧送すべくインペラ
ーはポンプハウジング内で駆動される。上部のモータ部
分は、ポンプ軸を駆動するために連結されたモータを備
えている。中間の軸シール部分は、直列に配置された３
つの軸シール若しくは封止装置、即ち、下部の第１封止
装置、中間の第２封止装置及び上部の第３封止装置を有
している。これらの封止装置はポンプ軸の上端の近傍に
該ポンプ軸と同軸に配置されている。これらを共働させ
る目的は、原子炉冷却系統の高い正圧の冷却材が通常の
運転状態時にポンプ軸を伝って原子炉格納容器雰囲気に
漏洩するのを機械的に抑えることにある。従来から知ら
れているポンプ軸封止装置の代表的な例は、米国特許第
3,522,948号、同第3,529,838号、同第3,632,117号、同
第3,720,222号、同第4,275,891号、同第4,690,612号及
び同第4,693,481号の各明細書に開示されている。
高圧で、例えば約288℃（550°F)、約176kg/cm2（2500p
si)で大量の原子炉冷却材を移動させるよう設計された
竪型単段遠心ポンプである。このポンプは、基本的に、
下部から上部にかけて３つの普遍的部分、即ち、水圧部
分と、軸シール部分と、モータ部分とを備えている。下
部の水圧部分は、ポンプの軸（以下、「ポンプ軸」とも
称する）の下端に取り付けられたインペラーを有してお
り、対応のループに原子炉冷却材を圧送すべくインペラ
ーはポンプハウジング内で駆動される。上部のモータ部
分は、ポンプ軸を駆動するために連結されたモータを備
えている。中間の軸シール部分は、直列に配置された３
つの軸シール若しくは封止装置、即ち、下部の第１封止
装置、中間の第２封止装置及び上部の第３封止装置を有
している。これらの封止装置はポンプ軸の上端の近傍に
該ポンプ軸と同軸に配置されている。これらを共働させ
る目的は、原子炉冷却系統の高い正圧の冷却材が通常の
運転状態時にポンプ軸を伝って原子炉格納容器雰囲気に
漏洩するのを機械的に抑えることにある。従来から知ら
れているポンプ軸封止装置の代表的な例は、米国特許第
3,522,948号、同第3,529,838号、同第3,632,117号、同
第3,720,222号、同第4,275,891号、同第4,690,612号及
び同第4,693,481号の各明細書に開示されている。
【０００４】歴史的に、原子炉冷却材ポンプの軸シール
(封止装置)は、当該ポンプにとり主要な問題部分となっ
ており、原子力発電プラントの設備使用率に相当な影響
を与えている。封止装置は高い系統圧力(約176kg/cm2(2
500psi))を安全に抑えることができなければならない。
直列配列の３つの封止装置はこの圧力を抑えるために使
用され、特に、下部の第１封止装置は、圧力降下の大部
分(約159kg/cm2（2250psi)）を吸収する。下部の第１封
止装置はポンプのメインシールである。この第１封止装
置は一般的には静水圧膜・支持型漏洩制御式シールであ
り、その主要構成要素は、ポンプ軸と共に回転する環状
のランナと、ポンプハウジングと共に静止状態を保つ非
回転シールリングである。第１封止装置のランナ及びシ
ールリングは互いに接触或は摺動するようにはなってい
ないが、中間及び上部の封止装置の対応の構成要素、即
ち回転ランナと非回転シールリングは接触形ないし摺動
形のシールを構成する。
(封止装置)は、当該ポンプにとり主要な問題部分となっ
ており、原子力発電プラントの設備使用率に相当な影響
を与えている。封止装置は高い系統圧力(約176kg/cm2(2
500psi))を安全に抑えることができなければならない。
直列配列の３つの封止装置はこの圧力を抑えるために使
用され、特に、下部の第１封止装置は、圧力降下の大部
分(約159kg/cm2（2250psi)）を吸収する。下部の第１封
止装置はポンプのメインシールである。この第１封止装
置は一般的には静水圧膜・支持型漏洩制御式シールであ
り、その主要構成要素は、ポンプ軸と共に回転する環状
のランナと、ポンプハウジングと共に静止状態を保つ非
回転シールリングである。第１封止装置のランナ及びシ
ールリングは互いに接触或は摺動するようにはなってい
ないが、中間及び上部の封止装置の対応の構成要素、即
ち回転ランナと非回転シールリングは接触形ないし摺動
形のシールを構成する。
【０００５】従来、接触形封止装置（中間の第２封止装
置及び上部の第３封止装置）の構成要素であるランナ
は、シールに接触する面に炭化クロムのコーティングを
有するステンレス鋼製の基体から構成されている。コー
ティングは、爆裂ガンもしくはデトネーションガン（de
tonation gun）技術を用いてステンレス鋼製基体上に炭
化クロム粉を付着させることにより形成される。コーテ
ィングと基体との間の接合は、粉体化された炭化クロム
を基体に衝突させた際の機械的衝撃力のみにより得られ
る。このようにして設けられたコーティングの密度は、
理論密度の 100％を大幅に下回るのが一般的である。
置及び上部の第３封止装置）の構成要素であるランナ
は、シールに接触する面に炭化クロムのコーティングを
有するステンレス鋼製の基体から構成されている。コー
ティングは、爆裂ガンもしくはデトネーションガン（de
tonation gun）技術を用いてステンレス鋼製基体上に炭
化クロム粉を付着させることにより形成される。コーテ
ィングと基体との間の接合は、粉体化された炭化クロム
を基体に衝突させた際の機械的衝撃力のみにより得られ
る。このようにして設けられたコーティングの密度は、
理論密度の 100％を大幅に下回るのが一般的である。
【０００６】前述したようにして形成された炭化クロム
コーティングは、十分に満足いくものでないことが分か
っている。即ち、炭化クロムコーティングを有するラン
ナにブリスタリングが発生したことが観察された。ブリ
スタリングは、原子炉で適用される核水化学を構成する
腐食性物質、例えば塩素含有化合物やイオウ含有化合物
との接触により発生される。このような腐食性物質が炭
化クロムコーティングの細孔を通ってステンレス鋼基体
とコーティングの境界部に浸透する。この腐食により発
生される水素ガスの形成は、やがてはコーティング面の
剥離、即ちブリスタリングを生ずる。このように、ブリ
スタリングは、従来のコーティングに特有の多孔性、及
びステンレス鋼とコーティングの境界部での接合が最適
でないことに起因する。
コーティングは、十分に満足いくものでないことが分か
っている。即ち、炭化クロムコーティングを有するラン
ナにブリスタリングが発生したことが観察された。ブリ
スタリングは、原子炉で適用される核水化学を構成する
腐食性物質、例えば塩素含有化合物やイオウ含有化合物
との接触により発生される。このような腐食性物質が炭
化クロムコーティングの細孔を通ってステンレス鋼基体
とコーティングの境界部に浸透する。この腐食により発
生される水素ガスの形成は、やがてはコーティング面の
剥離、即ちブリスタリングを生ずる。このように、ブリ
スタリングは、従来のコーティングに特有の多孔性、及
びステンレス鋼とコーティングの境界部での接合が最適
でないことに起因する。
【０００７】炭化クロムのコーティングを改善するため
の最近の手段が、特開平２−２９８２７６号公報に開示
されている。その手段では、デトネーシヨンガンの使用
により、溶融された粉体をステンレス鋼の基体上にコー
ティングとして付着させ、その後、コ−ティングを被包
し、更に、ほぼ最大限の理論密度までコーティングを高
密度化させるために、熱間等静圧圧縮成形法（ＨＩＰ）
を適用することとしている。この熱間等静圧圧縮成形法
による処理工程において、コーティングは高温・高圧の
サイクルにさらされ、細孔が除去され、コーティングの
構成材料間を冶金的に接合できるよう焼結される。しか
し、被包されたコーティング内のガスの放出を避けるた
め、熱間等静圧圧縮成形法による処理工程中に達する最
高温度は、コーティングの構成材料の融点２／３以下の
温度とされている。
の最近の手段が、特開平２−２９８２７６号公報に開示
されている。その手段では、デトネーシヨンガンの使用
により、溶融された粉体をステンレス鋼の基体上にコー
ティングとして付着させ、その後、コ−ティングを被包
し、更に、ほぼ最大限の理論密度までコーティングを高
密度化させるために、熱間等静圧圧縮成形法（ＨＩＰ）
を適用することとしている。この熱間等静圧圧縮成形法
による処理工程において、コーティングは高温・高圧の
サイクルにさらされ、細孔が除去され、コーティングの
構成材料間を冶金的に接合できるよう焼結される。しか
し、被包されたコーティング内のガスの放出を避けるた
め、熱間等静圧圧縮成形法による処理工程中に達する最
高温度は、コーティングの構成材料の融点２／３以下の
温度とされている。
【０００８】この手段は、付着されたコーティングの細
孔を除去し、それによりブリスタリングを減じるための
方法としては適切なものだとしても、基体にコーティン
グを付着させるためにデトネーションガン技術を用いて
いては、コーティングと基体との間で得られる接合の質
に限界がある。コーティングを形成する粉体はセラミッ
クと金属結合剤の混合物であるが、これらは共に、デト
ネーションガン技術を用いてスプレーされるためには、
溶融状態とされなければならない。デトネーションガン
は溶融混合物を粘土状に付着させ、それらが基体に付く
と、急速に冷却する。冷却された粘土状混合物は、次善
の微粒子間接合となっているコーティングであり、熱サ
イクル的環境で微小割れや層剥離を生じやすいコーティ
ングを形成する。
孔を除去し、それによりブリスタリングを減じるための
方法としては適切なものだとしても、基体にコーティン
グを付着させるためにデトネーションガン技術を用いて
いては、コーティングと基体との間で得られる接合の質
に限界がある。コーティングを形成する粉体はセラミッ
クと金属結合剤の混合物であるが、これらは共に、デト
ネーションガン技術を用いてスプレーされるためには、
溶融状態とされなければならない。デトネーションガン
は溶融混合物を粘土状に付着させ、それらが基体に付く
と、急速に冷却する。冷却された粘土状混合物は、次善
の微粒子間接合となっているコーティングであり、熱サ
イクル的環境で微小割れや層剥離を生じやすいコーティ
ングを形成する。
【０００９】付着された炭化クロムコーティングに熱間
等静圧圧縮成形を次いで適用することは、コーティング
を高密度化するが、デトネーションガンの使用により生
ずる問題を回避することができないのが一般的である。
従って、付着されたコーティングを更に改善すべく、前
記手段を改良する必要がある。
等静圧圧縮成形を次いで適用することは、コーティング
を高密度化するが、デトネーションガンの使用により生
ずる問題を回避することができないのが一般的である。
従って、付着されたコーティングを更に改善すべく、前
記手段を改良する必要がある。
【００１０】
【発明の概要】本発明は、前記必要性を満足するため
に、基体上にコーティングを形成する改良方法を提供す
る。コーティングの組成間で更に良好な微粒子間接合を
形成すること、コーティングと基体との間の接合を向上
させること、及び、コーティングの高密度化を改善する
こと、によって、コーティングにより与えられる耐摩耗
性、耐腐食性ないし耐侵食性及び熱特性は向上される。
本発明は、デトネーションガン技術によるプラズマスプ
レー付着法の適用を排除する。本発明では、デトネーシ
ョンガン技術に代えて、コーティングを形成する粉体
は、遊離した状態で付着され、或はまた、前成形体とし
て部分的に固められた状態で付着される。また、デトネ
ーションガン技術の使用を排除することのできる粉体の
処理を導入することとした。
に、基体上にコーティングを形成する改良方法を提供す
る。コーティングの組成間で更に良好な微粒子間接合を
形成すること、コーティングと基体との間の接合を向上
させること、及び、コーティングの高密度化を改善する
こと、によって、コーティングにより与えられる耐摩耗
性、耐腐食性ないし耐侵食性及び熱特性は向上される。
本発明は、デトネーションガン技術によるプラズマスプ
レー付着法の適用を排除する。本発明では、デトネーシ
ョンガン技術に代えて、コーティングを形成する粉体
は、遊離した状態で付着され、或はまた、前成形体とし
て部分的に固められた状態で付着される。また、デトネ
ーションガン技術の使用を排除することのできる粉体の
処理を導入することとした。
【００１１】より詳細に述べるならば、粉体の処理は、
粉体状の混合物のガス含有量を減じることができ、この
粉体を金属結合剤で少なくとも部分的に薄く被覆された
セラミック粒子から成る混合物とすることができ、デト
ネーションガン技術による溶融物スプレーのような方法
で粉体を付着させる必要を無くすことができ、更には、
熱間等静圧圧縮成形法による処理工程中に金属結合剤の
成分の融点の近くまでコーティングを形成する付着粉体
の温度を上昇させ、その後のコーティングと基体の冷却
を制御して微粒子間接合を改善すると共に、コーティン
グと基体との間の接合を改善することができる。
粉体状の混合物のガス含有量を減じることができ、この
粉体を金属結合剤で少なくとも部分的に薄く被覆された
セラミック粒子から成る混合物とすることができ、デト
ネーションガン技術による溶融物スプレーのような方法
で粉体を付着させる必要を無くすことができ、更には、
熱間等静圧圧縮成形法による処理工程中に金属結合剤の
成分の融点の近くまでコーティングを形成する付着粉体
の温度を上昇させ、その後のコーティングと基体の冷却
を制御して微粒子間接合を改善すると共に、コーティン
グと基体との間の接合を改善することができる。
【００１２】従って、本発明は、例えば原子炉冷却材ポ
ンプに使用されるような封止装置の構成要素のシール面
にコーティングを形成するためのコーティング形成方法
に向けられている。このコーティング形成方法は、(ａ)
セラミック粒子及び金属結合剤の混合物内のガス含有量
を大幅に減じるように、且つ、前記金属結合剤で前記セ
ラミック粒子を少なくとも部分的に被覆するように、前
記混合物から成る粉体を処理する工程と、(ｂ)封止装置
の構成要素のシール面に形成された溝に粉体の前記混合
物を付着させ、該シール面にコーティングを形成する工
程と、(ｃ)前記シール面上の少なくとも前記コーティン
グを覆うように金属製カバーを取り付けることにより、
少なくとも前記コーティングを被包する工程と、(ｄ)前
記カバーと前記シール面上の前記コーティングとの間の
空気を減圧排気する工程と、(ｅ)前記コーティングを実
質的に最大限の理論密度まで高密度化し、前記溝におい
て前記シール面に前記コーティングを冶金的に接合し、
前記金属結合剤で前記セラミック粒子の濡れを形成し、
且つ、前記金属結合剤により濡れが形成された前記セラ
ミック粒子間を微粒子間接合する態様で、前記カバーに
より被包された前記コーティング及び前記構成要素を熱
間等静圧圧縮成形する工程と、から成る。
ンプに使用されるような封止装置の構成要素のシール面
にコーティングを形成するためのコーティング形成方法
に向けられている。このコーティング形成方法は、(ａ)
セラミック粒子及び金属結合剤の混合物内のガス含有量
を大幅に減じるように、且つ、前記金属結合剤で前記セ
ラミック粒子を少なくとも部分的に被覆するように、前
記混合物から成る粉体を処理する工程と、(ｂ)封止装置
の構成要素のシール面に形成された溝に粉体の前記混合
物を付着させ、該シール面にコーティングを形成する工
程と、(ｃ)前記シール面上の少なくとも前記コーティン
グを覆うように金属製カバーを取り付けることにより、
少なくとも前記コーティングを被包する工程と、(ｄ)前
記カバーと前記シール面上の前記コーティングとの間の
空気を減圧排気する工程と、(ｅ)前記コーティングを実
質的に最大限の理論密度まで高密度化し、前記溝におい
て前記シール面に前記コーティングを冶金的に接合し、
前記金属結合剤で前記セラミック粒子の濡れを形成し、
且つ、前記金属結合剤により濡れが形成された前記セラ
ミック粒子間を微粒子間接合する態様で、前記カバーに
より被包された前記コーティング及び前記構成要素を熱
間等静圧圧縮成形する工程と、から成る。
【００１３】更に、このコーティング形成方法は、更
に、(ｆ)封止装置の構成要素及びカバーにより被包され
たコーティングを所定の割合で冷却する工程と、(ｇ)冷
却後に、コーティングからカバーを取り外す工程とを含
む。冷却は、例えば１時間に約100℃の割合で行われ
る。
に、(ｆ)封止装置の構成要素及びカバーにより被包され
たコーティングを所定の割合で冷却する工程と、(ｇ)冷
却後に、コーティングからカバーを取り外す工程とを含
む。冷却は、例えば１時間に約100℃の割合で行われ
る。
【００１４】より詳細には、粉体を処理する工程は、セ
ラミック粒子及び金属結合剤の混合物を形成するため
に、セラミック粒子及び金属結合剤を混合する副工程
と、溶融された金属結合剤により被覆されガス含有量が
減じられたセラミック粒子群を形成するために、セラミ
ック粒子の融点よりも低い金属結合剤の融点までセラミ
ック粒子及び金属結合剤の混合物を加熱する副工程と、
溶融された金属結合剤により被覆されたセラミック粒子
群を冷却して、その固形の固まりを形成する副工程と、
少なくとも部分的に金属結合剤で被覆された状態を保っ
たままセラミック粒子の粉体混合物を所望の寸法に粒状
化するために、金属結合剤で被覆されたセラミック粒子
の固まりを粉砕する副工程と、を含んでいる。粉体混合
物を付着させる工程は、粉体混合物をばらの状態で付着
させること、又は、前成形体として部分的に固めた状態
で付着させることから成る。
ラミック粒子及び金属結合剤の混合物を形成するため
に、セラミック粒子及び金属結合剤を混合する副工程
と、溶融された金属結合剤により被覆されガス含有量が
減じられたセラミック粒子群を形成するために、セラミ
ック粒子の融点よりも低い金属結合剤の融点までセラミ
ック粒子及び金属結合剤の混合物を加熱する副工程と、
溶融された金属結合剤により被覆されたセラミック粒子
群を冷却して、その固形の固まりを形成する副工程と、
少なくとも部分的に金属結合剤で被覆された状態を保っ
たままセラミック粒子の粉体混合物を所望の寸法に粒状
化するために、金属結合剤で被覆されたセラミック粒子
の固まりを粉砕する副工程と、を含んでいる。粉体混合
物を付着させる工程は、粉体混合物をばらの状態で付着
させること、又は、前成形体として部分的に固めた状態
で付着させることから成る。
【００１５】更に、封止装置の構成要素及びカバーによ
り被包されたコーティングを熱間等静圧圧縮成形する工
程は、金属結合剤によるセラミック粒子の濡れを生じさ
せるのに十分であるように、金属結合剤の融点未満であ
るがその温度に近い高温で行われる。熱間等静圧圧縮成
形におけるその高い温度は、金属結合剤の融点の200℃
以内であるのが好ましい。
り被包されたコーティングを熱間等静圧圧縮成形する工
程は、金属結合剤によるセラミック粒子の濡れを生じさ
せるのに十分であるように、金属結合剤の融点未満であ
るがその温度に近い高温で行われる。熱間等静圧圧縮成
形におけるその高い温度は、金属結合剤の融点の200℃
以内であるのが好ましい。
【００１６】本発明の上記及び他の特徴や効果は、本発
明の実施例を示す図面に沿っての以下の詳細な説明を読
むことによって、当業者にとり明らかとなろう。
明の実施例を示す図面に沿っての以下の詳細な説明を読
むことによって、当業者にとり明らかとなろう。
【好適な実施例の詳細な説明】以下の説明において、同
一の参照符号は、全図面を通して同一又は相当部分を示
している。また、以下の説明において、「前方」、「後
方」、「左方」、「右方」、「上方」、「下方」等の語
は便宜上の言葉であり、限定的な語として理解されるべ
きものではない。
一の参照符号は、全図面を通して同一又は相当部分を示
している。また、以下の説明において、「前方」、「後
方」、「左方」、「右方」、「上方」、「下方」等の語
は便宜上の言葉であり、限定的な語として理解されるべ
きものではない。
【００１７】
【従来の原子炉冷却材ポンプ】図面、特に図１を参照す
ると、従来一般の原子炉の冷却系統における複数の冷却
ループ10のうちの１つが概略的に示されている。冷却ル
ープ10は、原子炉の炉心16に閉回路で直列に接続された
蒸気発生器12及び原子炉冷却材ポンプ14を備えている。
蒸気発生器12は、その入口プレナム20と出口プレナム22
と連通する一次系管18を備えている。蒸気発生器12の入
口プレナム20は、炉心16の出口と流通可能に連結されて
おり、 該出口から閉回路における流路24を経て高温の冷
却材を受け入れるようになっている。 蒸気発生器12の出
口プレナム22は、 閉回路の流路26を介して原子炉冷却材
ポンプ14の入口吸込み側に流通可能に連結されている。
原子炉冷却材ポンプ14の出口圧力側は炉心16の入口と流
通可能に連結され、 該入口に閉回路の流路28を通して低
温の冷却材を供給するようになっている。
ると、従来一般の原子炉の冷却系統における複数の冷却
ループ10のうちの１つが概略的に示されている。冷却ル
ープ10は、原子炉の炉心16に閉回路で直列に接続された
蒸気発生器12及び原子炉冷却材ポンプ14を備えている。
蒸気発生器12は、その入口プレナム20と出口プレナム22
と連通する一次系管18を備えている。蒸気発生器12の入
口プレナム20は、炉心16の出口と流通可能に連結されて
おり、 該出口から閉回路における流路24を経て高温の冷
却材を受け入れるようになっている。 蒸気発生器12の出
口プレナム22は、 閉回路の流路26を介して原子炉冷却材
ポンプ14の入口吸込み側に流通可能に連結されている。
原子炉冷却材ポンプ14の出口圧力側は炉心16の入口と流
通可能に連結され、 該入口に閉回路の流路28を通して低
温の冷却材を供給するようになっている。
【００１８】簡単に述べるならば、原子炉冷却材ポンプ
14は、冷却材を高圧で閉回路内を圧送する。詳細には、
炉心16から流出する高温の冷却材は、蒸気発生器12の入
口プレナム20に導かれ、そこに連通している１次系管18
に導入される。 高温の冷却材は、１次系管18内におい
て、公知手段（図示しない）を経て蒸気発生器12に供給
される冷却給水と熱交換関係で流れる。従って、給水は
加熱され、その一部がタービン発電機（図示しない）を
駆動する際に用いられる蒸気に変換される。そして、熱
交換により温度が下がった冷却材は、原子炉冷却材ポン
プ14を経て炉心16に再循環される。
14は、冷却材を高圧で閉回路内を圧送する。詳細には、
炉心16から流出する高温の冷却材は、蒸気発生器12の入
口プレナム20に導かれ、そこに連通している１次系管18
に導入される。 高温の冷却材は、１次系管18内におい
て、公知手段（図示しない）を経て蒸気発生器12に供給
される冷却給水と熱交換関係で流れる。従って、給水は
加熱され、その一部がタービン発電機（図示しない）を
駆動する際に用いられる蒸気に変換される。そして、熱
交換により温度が下がった冷却材は、原子炉冷却材ポン
プ14を経て炉心16に再循環される。
【００１９】原子炉冷却材ポンプ14は、 多量の冷却材
を、高温且つ高圧で閉回路全体に流すことができなけれ
ばならない。熱交換後に蒸気発生器12からポンプ14に流
れる冷却材の温度は、 熱交換前に炉心16から蒸気発生器
12に流れる冷却材の温度よりも相当に低く冷却される
が、それでもなお、その温度は比較的に高く、一般的に
は約288℃（550°F）である。ポンプ14により与えられ
る冷却材の圧力は、通常、約176kg/cm2（2500psi）であ
る。
を、高温且つ高圧で閉回路全体に流すことができなけれ
ばならない。熱交換後に蒸気発生器12からポンプ14に流
れる冷却材の温度は、 熱交換前に炉心16から蒸気発生器
12に流れる冷却材の温度よりも相当に低く冷却される
が、それでもなお、その温度は比較的に高く、一般的に
は約288℃（550°F）である。ポンプ14により与えられ
る冷却材の圧力は、通常、約176kg/cm2（2500psi）であ
る。
【００２０】図２及び図３に示すように、従来の原子炉
冷却材ポンプ14は、 一般に、 一端がシールハウジング32
で終端しているポンプハウジング30を有している。ま
た、ポンプ14はポンプ軸34を有し、このポンプ軸34は、
ポンプハウジング30の中心で延びると共に、シールハウ
ジング32内で封止可能に且つ回転可能に取り付けられて
いる。 図示していないが、ポンプ軸34の下部部分はイン
ペラーに連結され、 上部部分は高馬力の誘導型電動モー
タに連結されている。モータがポンプ軸34を回転させる
と、ポンプハウジング30の内部36のインペラーは、周囲
の圧力から約176kg/cm2（2500psi）のカバーガスの圧力
までの範囲の圧力でポンプハウジング30内を流れる冷却
材を循環させる。シールハウジング32の外側部分は周囲
の雰囲気により囲まれているので、この加圧された冷却
材は、上向きの静圧荷重をポンプ軸34に及ぼす。
冷却材ポンプ14は、 一般に、 一端がシールハウジング32
で終端しているポンプハウジング30を有している。ま
た、ポンプ14はポンプ軸34を有し、このポンプ軸34は、
ポンプハウジング30の中心で延びると共に、シールハウ
ジング32内で封止可能に且つ回転可能に取り付けられて
いる。 図示していないが、ポンプ軸34の下部部分はイン
ペラーに連結され、 上部部分は高馬力の誘導型電動モー
タに連結されている。モータがポンプ軸34を回転させる
と、ポンプハウジング30の内部36のインペラーは、周囲
の圧力から約176kg/cm2（2500psi）のカバーガスの圧力
までの範囲の圧力でポンプハウジング30内を流れる冷却
材を循環させる。シールハウジング32の外側部分は周囲
の雰囲気により囲まれているので、この加圧された冷却
材は、上向きの静圧荷重をポンプ軸34に及ぼす。
【００２１】ポンプハウジング30の内部36とシールハウ
ジング32の外部との間に約176kg/cm2（2500psi）の圧力
バウンダリーを維持しながら、 ポンプ軸34がシールハウ
ジング32内で自由に回転し得るように、直列に配置され
た下部の第１封止装置38、中間の第２封止装置40及び上
部の第３封止装置42が、ポンプハウジング30内に、 ポン
プ軸34の回りの図２及び図３に示す位置に設けられてい
る。圧力封止の大部分（約158kg/cm2(2250psi)）を受け
持つ下部の第１封止装置38は非接触の静圧式であり、他
方、第２及び第３封止装置40、42は接触・摩擦による機
械式である。
ジング32の外部との間に約176kg/cm2（2500psi）の圧力
バウンダリーを維持しながら、 ポンプ軸34がシールハウ
ジング32内で自由に回転し得るように、直列に配置され
た下部の第１封止装置38、中間の第２封止装置40及び上
部の第３封止装置42が、ポンプハウジング30内に、 ポン
プ軸34の回りの図２及び図３に示す位置に設けられてい
る。圧力封止の大部分（約158kg/cm2(2250psi)）を受け
持つ下部の第１封止装置38は非接触の静圧式であり、他
方、第２及び第３封止装置40、42は接触・摩擦による機
械式である。
【００２２】一般に、ポンプ14における各封止装置38、
40、42は、ポンプ軸34に一体的に回転するように取り付
けられた環状のランナ44、46、48と、シールハウジング
32内に固定された環状のシールリング50、52、54をそれ
ぞれ有している。互いに対をなすランナ44、46、48とシ
ールリング50、52、54とは、それぞれ、互いに対向して
いる上向きの面56、58、60と、下向きの面62、64、66と
を有している。下部の第１封止装置38におけるランナ44
とシールリング50の対向面56、62は、通常、互いに接し
ておらず、一般的には流体膜がその間を流れている。他
方、中間の第２封止装置40のランナ46とシールリング52
の対向面58、64、及び上部の第３封止装置42のランナ48
とシールリング54の対向面60、66は、互いに対して接触
ないし摩擦係合しているのが一般的である。
40、42は、ポンプ軸34に一体的に回転するように取り付
けられた環状のランナ44、46、48と、シールハウジング
32内に固定された環状のシールリング50、52、54をそれ
ぞれ有している。互いに対をなすランナ44、46、48とシ
ールリング50、52、54とは、それぞれ、互いに対向して
いる上向きの面56、58、60と、下向きの面62、64、66と
を有している。下部の第１封止装置38におけるランナ44
とシールリング50の対向面56、62は、通常、互いに接し
ておらず、一般的には流体膜がその間を流れている。他
方、中間の第２封止装置40のランナ46とシールリング52
の対向面58、64、及び上部の第３封止装置42のランナ48
とシールリング54の対向面60、66は、互いに対して接触
ないし摩擦係合しているのが一般的である。
【００２３】第１封止装置38は通常、膜・支持モードで
作動するので、シールハウジング32と、該シールハウジ
ング32に回転可能に取り付けられたポンプ軸34との間の
環状スペースに漏洩する冷却材を処理するために、何等
かの措置を採らなければならない。従って、シールハウ
ジング32は第１のリークオフポート68を備え、他方、第
２及び第３のリークオフポート70、72が第２及び第３封
止装置40、42から漏洩する冷却材を処理する。
作動するので、シールハウジング32と、該シールハウジ
ング32に回転可能に取り付けられたポンプ軸34との間の
環状スペースに漏洩する冷却材を処理するために、何等
かの措置を採らなければならない。従って、シールハウ
ジング32は第１のリークオフポート68を備え、他方、第
２及び第３のリークオフポート70、72が第２及び第３封
止装置40、42から漏洩する冷却材を処理する。
【００２４】
【改良された微粒子間接合のためのコーティング形成方
法】次に、図４及び図５は、接触形の第２封止装置40の
環状ランナ46を示している。このランナ46は、例えば30
4、316又は410タイプのステンレス鋼から作られ中央開
口76を有する環状の基体74の形となっている。また、基
体74の外側の上部接触シール面58には、環状の溝78が形
成されている。例えば、溝78の深さ及び幅はそれぞれ、
0.178mm(0.007in.)、約12.7mm(1/2in.)である。
法】次に、図４及び図５は、接触形の第２封止装置40の
環状ランナ46を示している。このランナ46は、例えば30
4、316又は410タイプのステンレス鋼から作られ中央開
口76を有する環状の基体74の形となっている。また、基
体74の外側の上部接触シール面58には、環状の溝78が形
成されている。例えば、溝78の深さ及び幅はそれぞれ、
0.178mm(0.007in.)、約12.7mm(1/2in.)である。
【００２５】本発明のコーティング形成方法によれば、
コーティング80（好ましくは、１種以上の金属結合剤で
被覆された１種以上のセラミック又は耐火性物質の粒子
から成るコーティング）が、外側のシール面58の環状溝
78を満たしてそこから外方に突出するように付着され
る。図示実施例において、付着されたコーティング80
は、約0.152〜0.203mm(0.006〜0.008in.）の範囲内の厚
さを有する。同様なコーティングが、接触形の第３封止
装置42のランナ48の溝にも付着される。従って、本発明
のコーティング形成方法は、ランナ46及びランナ48の両
方に適用される。
コーティング80（好ましくは、１種以上の金属結合剤で
被覆された１種以上のセラミック又は耐火性物質の粒子
から成るコーティング）が、外側のシール面58の環状溝
78を満たしてそこから外方に突出するように付着され
る。図示実施例において、付着されたコーティング80
は、約0.152〜0.203mm(0.006〜0.008in.）の範囲内の厚
さを有する。同様なコーティングが、接触形の第３封止
装置42のランナ48の溝にも付着される。従って、本発明
のコーティング形成方法は、ランナ46及びランナ48の両
方に適用される。
【００２６】コーティング80により与えられる耐摩耗
性、耐腐食性ないし耐侵食性及び熱特性を向上するため
に、図６においてブロック図の形で示したような本発明
のコーティング形成方法が用いられる。ブロック82は、
本形成方法の第１工程を示すもので、セラミック粒子と
金属結合剤との混合物から成る粉体を処理する。以下で
詳細に説明するが、この処理工程は粉体を前処理し、混
合物のガス含有量を大幅に減ずると共に、金属結合剤で
セラミック粒子を少なくとも部分的に被覆するものであ
る。
性、耐腐食性ないし耐侵食性及び熱特性を向上するため
に、図６においてブロック図の形で示したような本発明
のコーティング形成方法が用いられる。ブロック82は、
本形成方法の第１工程を示すもので、セラミック粒子と
金属結合剤との混合物から成る粉体を処理する。以下で
詳細に説明するが、この処理工程は粉体を前処理し、混
合物のガス含有量を大幅に減ずると共に、金属結合剤で
セラミック粒子を少なくとも部分的に被覆するものであ
る。
【００２７】ブロック84は本形成方法の第２工程を示し
ており、この工程で、ランナ46の基体74のシール面58に
コーティング80を形成するために、シール面58の溝78に
粉体混合物を付着させる。この付着工程は、粉体混合物
をばら状態で付着させることにより行っても良いし、或
はまた、前成形インサートとして部分的に固めた状態で
付着させる方法を採っても良い。
ており、この工程で、ランナ46の基体74のシール面58に
コーティング80を形成するために、シール面58の溝78に
粉体混合物を付着させる。この付着工程は、粉体混合物
をばら状態で付着させることにより行っても良いし、或
はまた、前成形インサートとして部分的に固めた状態で
付着させる方法を採っても良い。
【００２８】図６のブロック85は、シール面58上のコー
ティング80を被包するという本形成方法の第３工程を示
している。前記２つの態様のいずれも、コーティング80
を被包するために使用され得る。図７に示すように、ス
テンレス鋼又はモリブデンのような適当な材料から作ら
れた密閉容器86内にランナ46の基体74及びコーティング
80を封じることにより、基体74及びコーティング80の両
者が被包される。また、容器86の内部とランナ46の上面
58及び下面92の各々との間に、セラミックインサート、
即ち粉体88をモリブデン薄板と共に配置し、容器86から
ランナ46を確実に分離できるようにするのが好ましい。
他方、図８に示すように、コーティング80のみがカバー
94により被包され、外側の雰囲気から封止されるように
しても良い。このカバー94はステンレス鋼又はモリブデ
ンのような適当な材料から作られ、基体74に両側の縁部
94Ａで電子ビーム等により溶接される。図６のブロック
96は本形成方法の第４工程を示すもので、この第４工程
は、容器86又はカバー94と、ランナ基体74のシール面58
上のコーティング80との間から、空気を図７に示す管97
を介して減圧排気するものである。
ティング80を被包するという本形成方法の第３工程を示
している。前記２つの態様のいずれも、コーティング80
を被包するために使用され得る。図７に示すように、ス
テンレス鋼又はモリブデンのような適当な材料から作ら
れた密閉容器86内にランナ46の基体74及びコーティング
80を封じることにより、基体74及びコーティング80の両
者が被包される。また、容器86の内部とランナ46の上面
58及び下面92の各々との間に、セラミックインサート、
即ち粉体88をモリブデン薄板と共に配置し、容器86から
ランナ46を確実に分離できるようにするのが好ましい。
他方、図８に示すように、コーティング80のみがカバー
94により被包され、外側の雰囲気から封止されるように
しても良い。このカバー94はステンレス鋼又はモリブデ
ンのような適当な材料から作られ、基体74に両側の縁部
94Ａで電子ビーム等により溶接される。図６のブロック
96は本形成方法の第４工程を示すもので、この第４工程
は、容器86又はカバー94と、ランナ基体74のシール面58
上のコーティング80との間から、空気を図７に示す管97
を介して減圧排気するものである。
【００２９】ブロック98は本形成方法の第５工程を示
し、この第５工程では、コーティング80を実質的に最大
限の理論密度まで高密度化すると共に、コーティング80
をランナ46の基体74の溝78内において該基体74のシール
面58に冶金的に接合させるために、容器86又はカバー94
により被包されたランナ74及びコーティング80を熱間等
静圧圧縮成形する。より詳細には、コーティング80を有
する基体74は、一般的な熱間等静圧圧縮成形機（図示し
ない）に配置され、高圧高温のサイクルにさらされる。
容器86又はカバー94の材料は、このような高圧高温のサ
イクルに耐えることができる。熱間等静圧圧縮成形は、
351〜2109kg/cm2(5000〜30000psi）の範囲内の圧力で実
行されるのが好ましい。
し、この第５工程では、コーティング80を実質的に最大
限の理論密度まで高密度化すると共に、コーティング80
をランナ46の基体74の溝78内において該基体74のシール
面58に冶金的に接合させるために、容器86又はカバー94
により被包されたランナ74及びコーティング80を熱間等
静圧圧縮成形する。より詳細には、コーティング80を有
する基体74は、一般的な熱間等静圧圧縮成形機（図示し
ない）に配置され、高圧高温のサイクルにさらされる。
容器86又はカバー94の材料は、このような高圧高温のサ
イクルに耐えることができる。熱間等静圧圧縮成形は、
351〜2109kg/cm2(5000〜30000psi）の範囲内の圧力で実
行されるのが好ましい。
【００３０】本発明による改良点の１つは、金属結合剤
によってセラミック粒子のいわゆる濡れを形成し、それ
によりセラミック粒子間を微粒子間接合するために、金
属結合剤の融点未満であるが該融点に近い高温で、ブロ
ック98の熱間等静圧圧縮成形工程を実行することであ
る。この温度は金属結合剤の融点の100℃以内であるの
が好ましい。例えば、金属結合剤がニッケルクロム（Ni
Cr）である場合、その温度は、ニッケルクロムの融点、
1394℃の200℃以内となる。
によってセラミック粒子のいわゆる濡れを形成し、それ
によりセラミック粒子間を微粒子間接合するために、金
属結合剤の融点未満であるが該融点に近い高温で、ブロ
ック98の熱間等静圧圧縮成形工程を実行することであ
る。この温度は金属結合剤の融点の100℃以内であるの
が好ましい。例えば、金属結合剤がニッケルクロム（Ni
Cr）である場合、その温度は、ニッケルクロムの融点、
1394℃の200℃以内となる。
【００３１】図６のブロック100は、容器86又はカバー9
4により被包されたコーティング80を有するランナ基体7
4を冷却する本形成方法の第６工程を示している。基体7
4及びコーティング80の熱膨張率の違いに関連される問
題を緩和するために、冷却は１時間に約100℃に抑えら
れるべきである。別言すれば、冷却は１時間に約100℃
の割合で行われる。
4により被包されたコーティング80を有するランナ基体7
4を冷却する本形成方法の第６工程を示している。基体7
4及びコーティング80の熱膨張率の違いに関連される問
題を緩和するために、冷却は１時間に約100℃に抑えら
れるべきである。別言すれば、冷却は１時間に約100℃
の割合で行われる。
【００３２】熱間等静圧圧縮成形工程及び冷却工程が完
了したならば、図６で本形成方法の第７工程を示すブロ
ック102により示されるように、容器86又はカバー94が
取り外される。この後、ランナ46の基体74とコーティン
グ80は洗浄され、仕上げ加工が行われる。
了したならば、図６で本形成方法の第７工程を示すブロ
ック102により示されるように、容器86又はカバー94が
取り外される。この後、ランナ46の基体74とコーティン
グ80は洗浄され、仕上げ加工が行われる。
【００３３】図９を参照すると、本発明のコーティング
形成方法における粉体処理第１工程（図６のフローチャ
ートのブロック82で示す部分）を構成する副工程のフロ
ーチャートが示されている。図９のブロック104で示す
粉体処理の第１副工程は、所望の割合でセラミック粒子
と金属結合剤の所望の混合物を形成するために、セラミ
ック粒子と金属結合剤とを混合して調合するという工程
である。用いられる金属結合剤の量は、通常、混合物の
重量で15〜40％の範囲であり、前述の熱間等静圧圧縮成
形工程においてセラミック粒子の良好な濡れを形成する
のに必要な最小量とすべきである。好適な混合物の構成
の一例はCrC及びNiCrである。用途によっては、WC-Co-C
uやAl2O3、Si3N4のような他のセラミック、或は、CoやN
iのような他の金属結合剤も使用できる。金属結合剤の
選択は、セラミックとの適合性、及び、特定の用途につ
いてのその腐食性ないしは摩耗性に基づく。
形成方法における粉体処理第１工程（図６のフローチャ
ートのブロック82で示す部分）を構成する副工程のフロ
ーチャートが示されている。図９のブロック104で示す
粉体処理の第１副工程は、所望の割合でセラミック粒子
と金属結合剤の所望の混合物を形成するために、セラミ
ック粒子と金属結合剤とを混合して調合するという工程
である。用いられる金属結合剤の量は、通常、混合物の
重量で15〜40％の範囲であり、前述の熱間等静圧圧縮成
形工程においてセラミック粒子の良好な濡れを形成する
のに必要な最小量とすべきである。好適な混合物の構成
の一例はCrC及びNiCrである。用途によっては、WC-Co-C
uやAl2O3、Si3N4のような他のセラミック、或は、CoやN
iのような他の金属結合剤も使用できる。金属結合剤の
選択は、セラミックとの適合性、及び、特定の用途につ
いてのその腐食性ないしは摩耗性に基づく。
【００３４】図９のブロック106で示す粉体混合物処理
の第２副工程では、溶融した金属結合剤で被覆され且つ
ガス含有量が減じられた一まとまりのセラミック粒子を
形成するために、セラミック粒子の融点よりも低い金属
結合剤の融点までセラミック粒子と金属結合剤の混合物
を加熱することによって、この混合物を前処理すること
としている。この工程によって、セラミック粒子は通
常、結合剤の層によって確実に囲まれることになる。
の第２副工程では、溶融した金属結合剤で被覆され且つ
ガス含有量が減じられた一まとまりのセラミック粒子を
形成するために、セラミック粒子の融点よりも低い金属
結合剤の融点までセラミック粒子と金属結合剤の混合物
を加熱することによって、この混合物を前処理すること
としている。この工程によって、セラミック粒子は通
常、結合剤の層によって確実に囲まれることになる。
【００３５】図９のブロック108は、溶融した金属結合
剤で被覆されたセラミック粒子群を冷却して固体の塊を
形成するという粉体混合物処理の第３副工程を示し、ブ
ロック110は、金属結合剤で被覆されたセラミック粒子
の固まりを粉砕し、セラミック粒子の粉体混合物を所望
のサイズに粒状化する第４副工程を示している。この
際、粒状化されたセラミック粒子は未だ金属結合剤によ
り少なくとも部分的に被覆されている。この状態で、粉
体混合物は、前述した図６のブロック98で示す熱間等静
圧圧縮成形工程に対する準備が整ったことになる。この
時、粉体は、ガス含有量が少なく、同時に、熱間等静圧
圧縮成形工程中に良好な濡れと微粒子間接合を形成する
面特性を有する。
剤で被覆されたセラミック粒子群を冷却して固体の塊を
形成するという粉体混合物処理の第３副工程を示し、ブ
ロック110は、金属結合剤で被覆されたセラミック粒子
の固まりを粉砕し、セラミック粒子の粉体混合物を所望
のサイズに粒状化する第４副工程を示している。この
際、粒状化されたセラミック粒子は未だ金属結合剤によ
り少なくとも部分的に被覆されている。この状態で、粉
体混合物は、前述した図６のブロック98で示す熱間等静
圧圧縮成形工程に対する準備が整ったことになる。この
時、粉体は、ガス含有量が少なく、同時に、熱間等静圧
圧縮成形工程中に良好な濡れと微粒子間接合を形成する
面特性を有する。
【００３６】
【本発明のコーティング形成方法の利点】以上から、図
６のフローチャートにより示したコーティング形成方法
の主な利点は以下の通りとなる。
６のフローチャートにより示したコーティング形成方法
の主な利点は以下の通りとなる。
【００３７】（１）ほぼ最高の密度で、例えばCrC＋NiC
rのシールないし被覆が得られ、これによって、腐食メ
カニズムやスポーリングを促進するガス状細孔が除去さ
れる。
rのシールないし被覆が得られ、これによって、腐食メ
カニズムやスポーリングを促進するガス状細孔が除去さ
れる。
【００３８】（２）CrC＋NiCrの酸化が殆ど又は全くな
く、その結果、微粒子間接合が改善され、層剥離ないし
スポーリングを起こす傾向が緩和され、熱衝撃抵抗性が
改善される。
く、その結果、微粒子間接合が改善され、層剥離ないし
スポーリングを起こす傾向が緩和され、熱衝撃抵抗性が
改善される。
【００３９】（３）被覆（コーティング80）が、応力の
圧縮状態、割れや層剥離が始まらないようにする状態と
なる。
圧縮状態、割れや層剥離が始まらないようにする状態と
なる。
【００４０】（４）熱間等静圧圧縮成形の圧力・温度サ
イクルの制御によって、シール（被覆）と基体との境界
部で良好な相互拡散が得られ、基体と被覆との間の界面
強度が高められる。
イクルの制御によって、シール（被覆）と基体との境界
部で良好な相互拡散が得られ、基体と被覆との間の界面
強度が高められる。
【００４１】（５）CrC-CrCの微粒子間接合の強度も、
従来のスプレー技術や粉体冶金技術に比較して高めら
れ、耐腐食性及び耐摩耗性が向上される。
従来のスプレー技術や粉体冶金技術に比較して高めら
れ、耐腐食性及び耐摩耗性が向上される。
【００４２】（６）良好な密着結合剤の存在によって、
熱応力割れに対する抵抗性が向上される。
熱応力割れに対する抵抗性が向上される。
【００４３】（７）複数の構成要素を１つのサイクルで
形成（被覆）することができ、これによって、プロセス
の一貫性が得られると共に、長期的にはプロセスの経済
面も好ましいものとなる。
形成（被覆）することができ、これによって、プロセス
の一貫性が得られると共に、長期的にはプロセスの経済
面も好ましいものとなる。
【００４４】（８）カン（容器）内の真空状態により、
被覆及び被覆境界部にはガスが入っておらず、その結
果、例えば水素のような種がないことにより、耐腐食性
が大幅に向上される。
被覆及び被覆境界部にはガスが入っておらず、その結
果、例えば水素のような種がないことにより、耐腐食性
が大幅に向上される。
【００４５】（９）被覆は本質的に割れを生じることは
なく、高い破損強度を有する。
なく、高い破損強度を有する。
【００４６】（１０）同一の熱間等静圧圧縮成形サイク
ル中に、複数の構成要素を処理することができ、プロセ
スの一貫性及び好適な経済性が保証される。
ル中に、複数の構成要素を処理することができ、プロセ
スの一貫性及び好適な経済性が保証される。
【００４７】本発明及びこれに付随する多くの利点は、
上の説明から理解されるであろう。また、本発明の精神
及び範囲を逸脱することなく、或はその実質的な利点を
犠牲にすることなく形態、構成及び配列に関し、種々の
変更が可能であり、よって、以上に述べた形態は単に本
発明の好適な実施例に過ぎないことは明らかであろう。
上の説明から理解されるであろう。また、本発明の精神
及び範囲を逸脱することなく、或はその実質的な利点を
犠牲にすることなく形態、構成及び配列に関し、種々の
変更が可能であり、よって、以上に述べた形態は単に本
発明の好適な実施例に過ぎないことは明らかであろう。
【図１】原子炉の炉心と閉回路で直列に接続された蒸気
発生器及び原子炉冷却材ポンプを具備する従来の原子炉
冷却系統における冷却ループの１つを示す概略説明図で
ある。
発生器及び原子炉冷却材ポンプを具備する従来の原子炉
冷却系統における冷却ループの１つを示す概略説明図で
ある。
【図２】従来の原子炉冷却材ポンプの軸シール部分を示
す一部切欠き斜視図であり、シールハウジングと、軸シ
ール部分において該シールハウジング内に配置されポン
プ軸を囲んでいる第１、第２及び第３の封止装置との断
面を示す図である。
す一部切欠き斜視図であり、シールハウジングと、軸シ
ール部分において該シールハウジング内に配置されポン
プ軸を囲んでいる第１、第２及び第３の封止装置との断
面を示す図である。
【図３】図２に示した従来の原子炉冷却材ポンプのシー
ルハウジングと封止装置の拡大断面図である。
ルハウジングと封止装置の拡大断面図である。
【図４】図３の原子炉冷却材ポンプにおける第２の封止
装置のランナの拡大縦断面図であり、ランナの上側のシ
ール面に付着されたコーティングを示す図である。
装置のランナの拡大縦断面図であり、ランナの上側のシ
ール面に付着されたコーティングを示す図である。
【図５】図４の５−５線に沿って見た場合のランナの平
面図である。
面図である。
【図６】本発明のコーティング形成方法の工程を示すフ
ローチャート図である。
ローチャート図である。
【図７】コーティングと基体の全体を被包するようにし
て本発明のコーティング形成方法における熱間等静圧圧
縮成形工程を実施するための装置の一例を概略的に示す
縦断面図である。
て本発明のコーティング形成方法における熱間等静圧圧
縮成形工程を実施するための装置の一例を概略的に示す
縦断面図である。
【図８】コーティングのみを被包するようにして本発明
のコーティング形成方法における熱間等静圧圧縮成形工
程を実施するための別の装置を概略的に示す縦断面図で
ある。
のコーティング形成方法における熱間等静圧圧縮成形工
程を実施するための別の装置を概略的に示す縦断面図で
ある。
【図９】本発明のコーティング形成方法における粉体処
理工程を構成する副工程を示すフローチャート図であ
る。
理工程を構成する副工程を示すフローチャート図であ
る。
14 原子炉冷却材ポンプ 30 ポンプハウジング 32 シールハウジング 34 ポンプ軸 40 第２封止装置 42 第３封止装置 46，48 ランナ 58 シール面 74 基体 78 溝 80 コーティング 86 容器 94 カバー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ１６Ｊ 15/34 Ｆ１６Ｊ 15/34 Ｆ Ｇ２１Ｃ 13/028 Ｇ２１Ｃ 15/243 ５１０Ｇ 15/243 ５１０ 13/02 Ｆ Ｇ２１Ｄ 1/00 Ｇ２１Ｄ 1/00 Ｕ (72)発明者 エリーノア・ゲットリッフェ アメリカ合衆国、ペンシルベニア州、マ リースビル、メドーブルック・ロード 3591 (56)参考文献 特開 平２−298276（ＪＰ，Ａ) 特公 平３−39993（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭63−6630（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭59−39505（ＪＰ，Ｂ２) 欧州特許出願公開286024（ＥＰ，Ａ ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G21D 1/04 GDP B30B 11/00 C04B 37/02 F01C 19/00 F04D 29/10 F16J 15/34 G21C 13/028 G21C 15/243 510 G21D 1/00
Claims (1)
- 【請求項１】 封止装置の構成要素のシール面にコーテ
ィングを形成するためのコーティング形成方法であっ
て、 (ａ)セラミック粒子及び金属結合剤の混合物内のガス含
有量を大幅に減じるように、且つ、前記金属結合剤で前
記セラミック粒子を少なくとも部分的に被覆するよう
に、前記混合物から成る粉体を処理する工程と、 (ｂ)前記封止装置の前記構成要素の前記シール面にコー
ティングを形成するために、該シール面に形成された溝
に粉体の前記混合物を付着させる工程と、 (ｃ)前記シール面上の少なくとも前記コーティングを覆
うように金属製カバーを取り付けることにより、少なく
とも前記コーティングを被包する工程と、 (ｄ)前記カバーと前記シール面上の前記コーティングと
の間の空気を減圧排気する工程と、 (ｅ)前記コーティングを実質的に最大限の理論密度まで
高密度化し、前記溝において前記シール面に前記コーテ
ィングを冶金的に接合し、前記金属結合剤で前記セラミ
ック粒子の濡れを形成し、且つ、前記金属結合剤により
濡れが形成された前記セラミック粒子間を微粒子間接合
する態様で、前記カバーにより被包された前記コーティ
ング及び前記構成要素を熱間等静圧圧縮成形する工程
と、から成るコーティング形成方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/512,244 US5057340A (en) | 1990-04-20 | 1990-04-20 | Method of forming a coating on a reactor coolant pump sealing surface |
| US512244 | 1995-08-07 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04225196A JPH04225196A (ja) | 1992-08-14 |
| JP2967601B2 true JP2967601B2 (ja) | 1999-10-25 |
Family
ID=24038283
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3088304A Expired - Lifetime JP2967601B2 (ja) | 1990-04-20 | 1991-04-19 | コーティング形成方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5057340A (ja) |
| EP (1) | EP0453303A1 (ja) |
| JP (1) | JP2967601B2 (ja) |
| KR (1) | KR100254755B1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| US6128361A (en) * | 1996-03-26 | 2000-10-03 | General Electric Company | Coating for reducing corrosion of zirconium-based alloys induced by . .beta-particle irradiation |
| US6946096B2 (en) | 2002-05-03 | 2005-09-20 | Honeywell International, Inc. | Use of powder metal sintering/diffusion bonding to enable applying silicon carbide or rhenium alloys to face seal rotors |
| US7438741B1 (en) * | 2003-05-20 | 2008-10-21 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Erosion-corrosion resistant carbide cermets for long term high temperature service |
| US7287756B2 (en) * | 2004-03-08 | 2007-10-30 | Westinghouse Electric Co Llc | Film riding shaft seal |
| US8128865B2 (en) * | 2007-10-31 | 2012-03-06 | Solar Turbines Inc. | Process of making a shrouded impeller |
| ITCO20110061A1 (it) * | 2011-12-12 | 2013-06-13 | Nuovo Pignone Spa | Metodo e materiale anti-usura funzionalmente graduato |
| FR3009124A1 (fr) * | 2013-07-24 | 2015-01-30 | Areva Np | Glace pour garniture d'etancheite pour systeme d'etancheite d'arbre |
| GB201321937D0 (en) * | 2013-12-11 | 2014-01-22 | Aes Eng Ltd | Mechanical Seals |
| CN115340410A (zh) * | 2022-06-20 | 2022-11-15 | 武汉理工大学 | 一种用于碳化硅纤维增强的碳化硅复合材料表面的陶瓷基封严涂层及其制备方法和应用 |
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|---|---|---|---|---|
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| JPS5277982A (en) * | 1975-12-25 | 1977-06-30 | Nissan Motor Co Ltd | High-temperature wear-proof sliding material and its production |
| GB1526381A (en) * | 1976-01-26 | 1978-09-27 | Niro Atomizer As | Wear-resistant rotor wheel |
| US4150998A (en) * | 1976-12-09 | 1979-04-24 | General Electric Company | Rotary sealant abradable material and method for making |
| US4280841A (en) * | 1977-09-27 | 1981-07-28 | Nippon Tungsten Co., Ltd. | Method for manufacturing a mechanical seal ring |
| US4281931A (en) * | 1977-12-21 | 1981-08-04 | Machida Endoscope Co., Ltd. | Measuring apparatus comprising light optics utilizing cylindrical focusing glass fiber |
| NL7804454A (nl) * | 1978-04-26 | 1979-10-30 | Skf Ind Trading & Dev | Werkwijze om op een metalen voorwerp een dichte laag hardmetaal of cermets aan te brengen. |
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| DE3301841A1 (de) * | 1983-01-20 | 1984-07-26 | Elektroschmelzwerk Kempten GmbH, 8000 München | Polykristalline sinterkoerper auf basis europiumhexaborid und verfahren zu ihrer herstellung |
| FR2556070B1 (fr) * | 1983-12-01 | 1987-12-11 | Ceraver | Procede de fabrication d'une garniture mecanique d'etancheite pour machine rotative |
| DE3431240A1 (de) * | 1984-08-24 | 1986-03-06 | Michael 4150 Krefeld Laumen | Kaeltemaschine bzw. waermepumpe sowie strahlpumpe hierfuer |
| DE3543802A1 (de) * | 1985-12-12 | 1987-06-19 | Bbc Brown Boveri & Cie | Hochtemperatur-schutzschicht und verfahren zu ihrer herstellung |
| DE3864874D1 (de) * | 1987-04-08 | 1991-10-24 | Westinghouse Electric Corp | Reaktorkuehlmittelpumpendichtflaechen mit titannitridbeschichtung. |
| US4909841A (en) * | 1989-06-30 | 1990-03-20 | Westinghouse Electric Corp. | Method of making dimensionally reproducible compacts |
-
1990
- 1990-04-20 US US07/512,244 patent/US5057340A/en not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-04-19 KR KR1019910006286A patent/KR100254755B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1991-04-19 JP JP3088304A patent/JP2967601B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1991-04-19 EP EP91303519A patent/EP0453303A1/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0453303A1 (en) | 1991-10-23 |
| JPH04225196A (ja) | 1992-08-14 |
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| KR100254755B1 (ko) | 2000-05-01 |
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