JP5425784B2 - 一次冷却材用ポンプ - Google Patents

Description

本発明は、移送手段をその内部に設けた遠心ポンプ用ケーシングと、熱遮蔽部と、前記移送手段を駆動するモータ部と、前記遠心ポンプ用ケーシングに設けられるケーシングフランジ、及び前記モータ部に設けられるフランジの間に配設された力伝達結合手段とを備えているモータポンプ組立体、特に一次冷却材用ポンプに関する。

モータポンプ組立体として構成されるこのような一次冷却材用ポンプは、配管と、強固かつ気密に溶接される吸込みノズル及び吐出しノズルとを一体化した耐圧ケーシングを備えている。このケーシングには、作動機構兼制御機構の態様となっている移送手段と、熱遮蔽部と、モータ部とを備えるプラグインユニット部を収容する吐出し側の孔開口部が設けられている。ケーシングは熱遮蔽部の耐圧蓋によって閉じられ、高温のポンプ部から低温に保つべきモータ部への熱流束を減らすように、電気駆動モータが熱遮蔽部に連結されている。これら諸部分を組み立てるための締付ボルトは、ケーシングに設けられたフランジにねじ込まれており、熱遮蔽部に挿通されるか、又は熱遮蔽部の脇にて案内されることとなる。締付ボルトはさらにモータのフランジを貫通し、モータのフランジの先端ポンプ側で、これに当接するナット要素によってモータポンプ組立体を組み立てるように構成されている。このような一次冷却材用ポンプは発電所にて垂直又は水平に設置されている。一次冷却材用ポンプを主に蒸気発生器の直下で垂直に配設した場合、この発電所の部分を安価に製造できる。そして、一次冷却材用ポンプを蒸気発生器の下方に配設することによって発電所の構造上の体積が本質的に減少することとなる。

発電所の稼動効率（アベイラビリティ）を改善するために有利であることが確認されているモータポンプ組立体の構造様式では、整備又は修理のときに、ケーシングとモータ部との間の結合は解除され、熱遮蔽部及び回転するポンプ部を備えるとともにプラグインユニットとして構成されたモータと、場合によっては存在するケーシング組込み物とが、ユニットとしてケーシングから引き出され、整備点検作業のために取り除かれることとなる。

コスト上の理由から標準の発電所として構成される発電出力８００メガワット超の大型発電所では、しばしばポンプを分解するための空間的条件がごく限られたものとなっている。そこで本発明の課題は、このように大きな一次冷却材用ポンプについて、窮屈な組込み状況のもとで所望の点検又は修理のために、迅速かつ確実な組立又は分解を保証する構造態様を提供することである。

このような課題については、前記結合手段のボルト頭部をその内部に差し込んで保持するように構成された収容部が、前記ケーシングフランジの周面部の少なくとも半分に設けられていることによって解決される。

これらのボルト頭部は遠心ポンプとモータとの間で締付ボルトとして機能する結合手段と一体の構成要素となっている。そのため、結合要素内に存在する予張力を解消し、予張力を加えるように付属するナットを完全に又は部分的に取り外した後、差し込んで保持されたボルト頭部を単純に回すことによって結合を解除することができる。次には、これらの結合手段を、プラグインユニットと共にモータポンプ組立体から取り除くことができる。結合手段を、ケーシングフランジの周面部の少なくとも半分上に配置すると、組込みの位置に依存して、軸線方向でケーシングから引き出されるプラグインユニットを僅かに、上方又は下方に移動し、又は横に取り除くことができる。この解決手段では、このような一次冷却材用ポンプに使用される素材、通常、二相鋼の場合、不適切に取付けられても、このような結合が間違って焼付くことを防止できる。

本発明の諸構成では、前記収容部が位置決め用のロック部を備えており、前記ロック部が前記ボルト頭部を取付位置で保持し、これによって正確な取付位置が保証されることとなる。ロックされていないボルト頭部は緊締することはできない。

収容部は、機械加工によってケーシングフランジに一体に形成されるか、又は別部材として構成してフランジに嵌挿されている。このような構成は、使用可能な製造機械又は吸収すべき諸力に依存している。ケーシングフランジの剛性にとって有利であると確認されたことは、前記収容部がモータ部側から前記ケーシングフランジに嵌挿され、前記ケーシングフランジ内で位置を固定して保持されていることである。別部材の場合には、２部分構成又は多部分構成であるＴ頭の座面が、軸線方向で同時に当接することを保証するような精密に平らな加工を実現できるという利点を提供する。

別の諸構成によれば、取付け状態の前記ボルト頭部と前記ケーシングフランジとの間に単数又は複数の固定手段が配置されている。ボルト頭部が正しく嵌挿されてはじめて固定手段の機能が保証されているように、固定手段が構成されている。ボルト頭部の座面と収容部とが完全に隣接している場合にのみ、固定手段がロックし、又は取付け可能となる。そして、前記ボルト頭部が少なくとも２腕状部（zweiflugelig）付きＴ頭として構成されていると有利であることが確認されている。これによって、このような結合にて最大の座面をもたらすことができる。

前記２腕状部付きＴ頭の場合に、前記収容部内に設けられ、かつ前記Ｔ頭を挿通させる挿通口が前記フランジ周面部に対して接線方向に配置されているとき、最小の構造寸法を実現できる。そして、伝達すべき諸力の種類及び強さとポンプのケーシングフランジ内で使用可能な空間環境とに応じて、多腕状部（mehrflugelig）付きボルト頭部も利用可能となっている。腕状部の数が等しくない場合に、多数の腕状部はモータポンプ組立体の回転軸線側を向くことになる。

本発明の実施例が図面に示してあり、以下で詳しく述べられる。

蒸気発生器に結合されたモータポンプ組立体を示す図である。 モータポンプ組立体の断面図である。 Ｔ頭ボルトの配置における詳細を示す図である。 Ｔ頭ボルトの配置における詳細を示す図である。

図１に示したモータポンプ組立体１は、垂直に取付けられた蒸気発生器２の下方に垂下させて冷却材回路に付属する結合配管内に溶接されている。こうして蒸気発生器２内に存在する一次冷却材は吸込み管３を通して最短経路で一次冷却材用ポンプ１に直接流入し、そのポンプインペラによってさらに移送される。冷却材回路の配管はすべてケーシング４と溶接されているのに対して、モータ部５と熱遮蔽部６とは、プラグインユニットの方式における結合手段７によって一次冷却材用ポンプ１のケーシング４のケーシングフランジ８に取付けられている。

図２は、このような一次冷却材用ポンプの断面を示す。整備、修理又は点検のとき、通常、ねじ付ボルトとして構成される結合手段７のナット９が緩められ、（フランジ２１を備えた）モータ部５は近位ポンプ側に取付けられる熱遮蔽部６、ポンプインペラ１０及び流れを案内するケーシングインサート１１と共にケーシング４から引き出される。

窮屈な空間環境のもとで少ない取付労力かつ搬送労力とすることを実現するために、ケーシングフランジ８の少なくとも半分に配設される結合手段７が、ケーシングフランジ８から容易に取り除くことができる。これによって、カートリッジ又はインサートの態様で形成され、モータ部５、熱遮蔽部６及びインペラ１０を備えるポンプインサートが、ケーシング４に設けられたケーシングフランジ８まで引き出すことができるだけとなる。引き続き、ポンプインサート一式は結合手段７を取り除いた領域を通して持ち上げることができ、又は横方向に旋回して進出させることができる。このような一次冷却材用ポンプ１内にて二相鋼が使用される場合、ボルト結合はそれが不適切に又は長時間圧迫された状態で利用され又は取付けられると、いわゆる焼付きが直ぐにに発生する傾向がある。このような状態は、ボルト結合は困難な取付条件又は稼働状況のもとで軽視できないリスクである。

図３に示すリスク回避機構は、収容部１２内で差し込んで保持されたボルト頭部１３を有する結合手段７の使用を予定している。図３は、ここでＴ頭ボルトとして形成される結合手段７のボルト頭部１３が取付けられるケーシングフランジ８の一部を下から透視して見た図を示している。理解し易くする理由から、取付ける必要のある多数の結合手段７のうち３つのみが示されている。

ケーシングフランジ８の内部に収容部１２が配置されており、これらの収容部には、Ｔ頭ボルトとして構成された結合手段７にて対応するＴ頭１５を挿通するための挿通口１４が設けられている。このような収容部１２は、高強度中実ケーシングフランジ８の内部に周知の機械加工により形成することができる。ケーシングフランジ８の内部、そして収容部１２の挿通口１４の背後側に、それぞれ（自由）空間１６が設けられている。この空間の大きさは、その内部でボルト頭部１３又はＴ頭１５の回動が可能であるように設計されている。同様に、収容部１２を、別部材として構成して、ケーシングフランジ８の当該取付部内で取付けること、例えば当該ねじ孔にねじ込むことが可能である。

小さな構造体積を実現するために、Ｔ頭１５を挿通させる挿通口１４の長手軸線はケーシングフランジの周面部に対して接線方向に配置されている。これによって、特に２腕状部付きＴ頭の場合、Ｔ頭の腕状部を周面部に対して概ね平行に向けて取付けることができる。

合計３つのうちここで左側は収容部１２に導入する前のＴ頭１５を示す。その右横に示したＴ頭１５は収容部１２の挿通口１４に完全に挿通され、空間１６の内部で底面１７に当接している。Ｔ頭１５は、ここで９０°の回動後、その当接面が収容部１２のロック部に当接することによって、さらなる回動が防止されることとなる。

その力伝達位置にある結合手段７を固定するために、外部から固定手段１８がケーシングフランジ８の小さな孔に押し込まれ、そのなかで取付けられている。このような固定手段は、各Ｔ頭１５がその収容部１２のロック部に確実に当接しているときにのみ取付可能に構成されている。ここに示した実施例において、固定手段１８は、市販の六角孔付きボルト又は六角ボルトとして示してあり、これに相当する手段を選択することもできる。

図４は、図３の透視した図を別方向から見た図を示しており、ケーシングフランジ８と、当該ケーシングフランジ８内に取付ける必要がある結合手段７とを上方から見た図である。

左側は収容部１２と、当該収容部１２内に設けられるロック部１９と挿通前のＴ頭１５とを示している。はっきりと確認できるロック手段２０は、ここで枠縁状要素として示されている。これらのロック手段は点状隆起部又は窪みとして形成することもできる。組立時又は分解時に失うことのないようにロック手段を部材の１つに一体化すると有利であることが確認されている。

中央のＴ頭１５は挿通された状態で空間１６の底面１７に当接し、その回動前の状態が図示されている。空間１６は、ロック手段２０の上方でＴ頭１５を回動可能とする大きさの軸線方向への広がりを有している。

ここで右側のＴ頭１５はロックされた固定状態で示されている。この図にて、Ｔ頭は完全にロック部１９に載置されており、ロック手段２０は、（図２に示した）ナット９の締付けを増すようにボルト結合を締付けると、結合手段７が回動することを防止できる。

Ｔ頭１５を備えた中央の結合手段が図示した状態にある場合、固定手段１８の取付けは可能でなくなり、Ｔ頭が固定手段１８のための進路を塞ぐこととなる。Ｔ頭１５が収容部１２内のその力伝達位置、つまり多少低い位置に達してはじめて、固定手段１８が、Ｔ頭１５の上面と空間１６の底面１７との間の空間を通って、ケーシングフランジに完全に取付けられることとなる。固定手段を挿通するためのこの空間の高さはロック部１９上のロック手段２０の高さに少なくとも一致している。

その逆に、Ｔ頭１５が嵌挿される前に固定手段１８が取付けられている場合、Ｔ頭１５が空間１６に完全に押し込むことができず、従って、力伝達のための位置に回すこともできなくなっている。これによって、結合手段７のモータ部５のフランジ２１により支えられるナット９の締付けを増すときに、摩擦接合が発生しないということが保証されることとなる。

１ モータポンプ組立体、一次冷却材用ポンプ
２ 蒸気発生器
３ 吸込み管
４ ケーシング
５ モータ部
６ 熱遮蔽部
７ 結合手段
８ ケーシングフランジ
９ ナット
１０ ポンプインペラ
１１ ケーシングインサート
１２ 収容部
１３ ボルト頭部
１４ 挿通口
１５ Ｔ頭
１６ （自由）空間
１７ 底面
１８ 固定手段
１９ ロック部
２０ ロック手段
２１ モータ部のフランジ

Claims (6)

1. 移送手段を内部に設けた遠心ポンプ用ケーシング（４）と、熱遮蔽部（６）と、前記移送手段を駆動するモータ部（５）と、前記遠心ポンプ用ケーシング（４）に設けられるケーシングフランジ（８）、及び前記モータ部（５）に設けられるフランジ（２１）の間に配設された力伝達結合手段（７）とを備えているモータポンプ組立体（１）において、
   前記結合手段（７）に設けられるボルト頭部（１３，１５）をその内部に差し込んで保持するように構成された収容部（１２）が、前記ケーシングフランジ（８）の周面部の少なくとも半分に配設され、
   前記ボルト頭部（１３，１５）が少なくとも２腕状部又は多腕状部付きＴ頭（１５）として構成されていることを特徴とする、モータポンプ組立体。
2. 前記収容部（１２）が位置決め用のロック部（１９）を備えており、前記ロック部が前記ボルト頭部（１３，１５）を取付位置で保持するように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載のモータポンプ組立体。
3. 前記収容部（１２）が別部材として構成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載のモータポンプ組立体。
4. 前記収容部（１２）がモータ部側から前記ケーシングフランジ（８）に嵌挿され、前記ケーシングフランジ（８）内で位置を固定して保持されていることを特徴とする、請求項３に記載のモータポンプ組立体。
5. 取付け状態の前記ボルト頭部（１３，１５）と前記ケーシングフランジ（８）との間に単数又は複数の固定手段（１８）が配設されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のモータポンプ組立体。
6. 前記２腕状部付きＴ頭（１５）を用いる場合に、前記収容部（１２）内に設けられて前記Ｔ頭（１５）を挿通する挿通口（１４）が、前記ケーシングフランジ（８）の周面部に対して接線方向に配設されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のモータポンプ組立体。

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