JPH0325397A - ポンプロータの供用中検査装置 - Google Patents

ポンプロータの供用中検査装置

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JPH0325397A
JPH0325397A JP2138637A JP13863790A JPH0325397A JP H0325397 A JPH0325397 A JP H0325397A JP 2138637 A JP2138637 A JP 2138637A JP 13863790 A JP13863790 A JP 13863790A JP H0325397 A JPH0325397 A JP H0325397A
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pump
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pump rotor
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    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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    • F04D29/60Mounting; Assembling; Disassembling
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  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、一mに、原子炉冷却系統の原子炉冷却材ポン
プに関し、特に、原子炉冷却材ポンプのポンプロータの
運転中検査を容易化するための装置に関するものである
友ユ置L屯!量生功 次期の加圧水型原子炉の目標は、安全性、発電コスト、
信頼性及び保守性の改善にある.次期の加圧水型原子炉
で使用されることが計画されている新式の原子炉冷却系
統は安全性等の前記全ての面において改善されており、
独特な小型、,形状の既戒楕戒部材を用いている.がが
る原子炉冷却系統で用いられる構成部材の1つはキャン
ドモータポンプである.原子炉冷却系統の2つの冷却ル
ープの各々について2つのキャンドモータポンプが用い
られる。キャンドモータボンプのポンプケーシングは原
子炉冷却系統の蒸気発生器のチャンネルヘッド底部に直
接取り付けられる.この形状は2つの横戊部材を単一の
構造体に効果的に結合するものである。
この形状の効果は非常に大きい.キャンドモータポンプ
は、高い信頼性が実証されており、独自に単純化された
補助流体系統を有している.また、このポンプは軸シー
ルを用いていないので、軽度の冷却材喪失事故( LO
CA )の潜在的な危険性を低減する。更に、ポンプと
蒸気発生器とが密結合しているので、配管脚部を不要と
し、ループの圧力降下を改善し、支持系統を単純化し、
更に軽度の冷却材喪失事故中における炉心の解放の可能
性を低減する. キャンドモータボンプについては予防保守プログラムが
確立されている.このプログラムは主要な検査の合間に
実行されるべきであり、ポンプの健全性を確かめ、構戒
部材の永久的損傷を防止し、プラント停止時間を最小ど
する。燃料交換毎に行われるように計画されているja
械的検査は、分離トルクないしはプレー力ウェイトルク
(breakawaytorque)の試験(ポンプロ
ータが自由にスピン又は回転していること、及び摩擦が
ないことを確かめるための試験)と、軸方向端部遊びの
試@(スラスト軸受の過度の摩耗を検査するための試験
)から成る. しかしながら、密封されたキャンドモータボンプは倒立
状態で蒸気発生器のチャンネルヘッドの底部に取り付け
られ、そのキャンドモータのステータフランジが原子炉
容器フランジよりも十分下側に配置されるので、燃料交
換作業中の燃料交換キャナルの水位はキャンドモータポ
ンプの底部の上方約13.7n ( 45ft. )の
位置にあり、よって、ポンプ及び冷却系統の排水を行わ
なければ、検査ボートを通してポンプロータに物理的に
到達することはできない. 従って、冷却系統の排水をせずに、また、ポンプを分解
せずに、そして臨界経路ないしクリティカルパスと干渉
することなく、前記機械的検査を行えることが非常に望
まれている.また、プレー力ウェイトルク試験は、スラ
スト及びラジアル軸受が屹燥した状態ではなく湿潤状態
とされている場合、殆ど損傷を起こす恐れなく行うこと
ができる。更に、プラントの有効性に対するキャンドモ
ータボンプの機械的検査の影響を最小とするために、検
査は、燃料交換のためのプラント予定停止期間中に、ポ
ンプが水面下相当な距離にある状態で行われるのが望ま
しい. 従って、ポンプが水中深くに沈められた状態で、プラン
ト燃料交換中にポンプロータ検査を行うことができる運
転中ポンプ検査手段が必要とされている. 急』ノと匪ス 本発明は、上記必要性を満足するように設計された原子
炉冷却材ポンプのロー夕の運転中検査を容易化する装置
を提供する。本発明の装置は、予めポンプの排水を行う
必要なく、ロータブレー力ウエイトルクと軸方向端部遊
びの測定によってポンプロータを運転中検査することが
できる.従って、本発明は運転中ロータ検査装置に向け
られており、この装置は、(a)ポンプヶーシングを貫
通し、ポンプロータの一方の端部と軸方向に整列してい
る円筒形の穴を画成する手段と、(b)ポンプロータの
前記端部に一体的に回転できるよう設けられた延長部で
あり、運転中ロータ検査を行うための工具を受け入れる
よう形成された要素を持つ外側端部を有し、且つ前記穴
内に延びる円筒形の継手部材を備えている前記延長部と
、(C)前記穴内に配置され前記継手部材を囲む中空の
円筒形部材であり、前記六に沿って、通常のポンプ運転
のために前記円筒形部材が収容される引込み位置と、運
転中ロータ検査を行うために前記円筒形部材が突出され
る突出位置との間で前記継手部材に対して摺動可能とな
っている前記円筒形部材と、(d)前記穴を閉じ、通常
のポンプ運転のために前記円筒形部材をその引込み位置
で保持するよう前記穴を横切って前記外側ケーシングに
封止可能に取り付けられるカバー部材であり、前記穴を
開け、運転中ロータ検査を行うために前記円筒形部材を
その突出位置に移動させるよう前記外側ケーシングから
取り外すことができるようになっている前記カバー部材
と、を備えている.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。
口の゛t− 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。
4生肚立1』 図面、特に第1図を参照すると、原子炉炉心容器ないし
原子炉容器10と、それに接続された冷却系統12とが
示されている.冷却系統12は総括的に狩号14A及び
14Bで示された2つの冷却ループを含んでいる.冷却
ルーブ14A、14Bはそれぞれ、1つの蒸気発生器1
6と、1対の高慣性式キャンドモータポンプ18と、1
本のホットレッグバイブ20と、1本のコールドレッグ
バイプ22とを備えている. 各冷却ループ14A、14Bにおける対をなすボンプ1
8は密封されており、それぞれの冷却ループにおける1
つの蒸気発生器16に倒立配置で取り付けられている.
各ポンプ18は、蒸気発生器16のチャンネルヘッド2
6の底部に直接、溶接等により取り付けられた外側ケー
シング24を有しており、2つのm戒部材を効果的に単
一ti造体に組み合わせている. ホットレッグバイブ20は原子炉容器10と対応の蒸気
発生器16との間で延び両者を相互連結し、原子炉容器
10から蒸気発生器16に高温の原子炉冷却水を流通さ
せる.コールドレッグパイプ22はボンプ18と原子炉
容器10との間で延び両者を相互連結し、低温の原子炉
冷却水を蒸気発生器16からポンプl8を介して原子炉
容器10に流通させる。更に、加圧タンク28がサージ
ライン30により一方のホットレッグバイブ20に接続
されている.第2図を参照すると、原子炉冷却材ポンプ
18の1つが詳細に示されている。ポンプ18は中央に
軸方向に延びるポンプロータ32を有しており、ロータ
32の下端はビボットパッド軸受34により回転可能に
取り付けられ、上端はビボットパッド・スラスト軸受3
6により回転可能に取り付けられている。
上部と下部の軸受34、36の間にはキャンドモータ3
8がポンプロータ32に沿って配置されている。モータ
38は、ポンプロータ32上に回転するよう取り付けら
れたロータ部分40と、ロータ部分40の回りに動かな
いように取り付けられたステータ42とを備えている.
yA状の冷却水ジャケット44がモータ38を囲んでい
る.また、冷却コイル(図示しない〉が上部スラスト軸
受36を冷却するために該軸受36に隣接して設けられ
ている。
また、ポンプロータ32の上端部にはインペラー46が
取り付けられており、このインペラ−46はロータ“3
2と共に回転し、蒸気発生器16からポンプ外側ケーシ
ング24の上端部の中央入口ノズル48を通して軸方向
に冷却水を引き入れ、外側ケーシング24の出口ノズル
50から接線方向に沿って対応のコールドレッグバイブ
22に冷却水を排出する。このようにして、ポンプ18
を作動させると、入口ノズル48において負圧が生じて
冷却水を原子炉容器10から対応のホットレッグバイブ
20を経て蒸気発生器16に吸い込み、また、出口ノズ
ル50においては正圧を生じて冷却水をコールドレッグ
バイブ22から圧送して原子炉容器10に戻す. のポンプロータの    査 ポンプ18の健全性を確かめるための機械的な検査であ
って、プラント停止時間を最小とするよう構成部材の永
久的損傷は防止する検査は、燃料交換毎に行われるよう
に計画されている.各ポンプ18のこの検査は、ポンプ
ロータ32が自由にスピンし且つ摩擦がないことを確か
めるためのプレー力ウェイl・ルク試験を含んでおり、
また、スラスト軸受の過度の摩耗を検査するための軸方
向端部遊び試験を含んでいる。第3図〜第7図に示すよ
うに、ポンプロータの運転中検査装置52は、このよう
な検査を、冷却系統の排水を行うことなく、そしてポン
プ18を分解することなく、行うことができるようにな
っている。
ポンプ18の下端部は、複数のボルト56によりポンプ
外側ケーシング24に取り付けられたステータキャップ
若しくはフランジ54の形態の閉鎖部材によって密封さ
れている。ポンプ18の楕或は、ポンプロータ32が中
央のキャビテイ58内で回転し、このキャビティ58は
、低い木頭圧力の原子炉冷却水を含有しポンプロータ3
2に沿ってステータフランジ54まで下方に延びている
。蒸気発生器16の底部に倒立式のポンプ18を配置し
ているため、ステータフランジ54は原子炉容器10内
の水位よりも.十分に低い位置となる。従って、本発明
によるポンプロータ運転中検査装置52がない場合、ま
ず冷却系統12から排水を行わない限り、ステータフラ
ンジ54を取り外してポンプロータ32の検査をするこ
とができない。これは、燃料交換キャナル内の水位がポ
ンプ18の底部の上方約13.7n (45fL.)に
あるため、燃料交換作業中に検査を行う場合に顕著であ
る.ポンプロータ運転中検査装置52は、ステータフラ
ンジ54の上方のロータキャビテイ58内に冷却水が存
在している場合に対応できる,よう設計されている. まず、第3図を参照すると、運転中検査装置52は、ス
テータフランジ54を貫通して画成された円筒形の六6
0の形態の検査ボートを含んでおり、この穴60はポン
プロータ32の下端部32Aの軸線に沿って整列されそ
の下方に配置されている。円筒形の六60は、ステータ
フランジ54の外側に連通ずる開放下端部60Aと、ポ
ンプの中央キャビテイ58の下端部に連通ずる開放上端
部60Bとを有している。
更に、検査装置52は、ロータ32の下端部32Aに取
り付けられた延長部62と、中空の円筒形部材64と、
エンドキャップ66と、カバー部材68とを備えている
より詳細には、保守装置52のロータ延艮部62は、キ
ャビティS8の下端部からステータフランジ54の六6
0の開放上端部60Bを通って穴60内に延びる円筒形
の継手部材70を備えている。継手部材70は、その外
面70Aにおいて、穴60の円筒形壁面60Cから径方
向内方にw1隔されてよ3つ、面70A、600間に環
状の空間72を画戒している,継手部材70には外側ソ
ケット74及び内側ねじ穴76が形戒されており、内側
ねじ穴76は、外側ソケット74に接合しそこから軸方
向上方に延びている。継手部材70の外側ソケット74
と内測ねじ穴76は、その下部終端部70I3で開放し
、穴60の開放下端部00Aに対向しており、第6図及
び第7図に示すような工具78、80の相補的形状の押
入端部を受け入れるようになっている。これらの工具7
8、80はそれぞれ、運転中ロータ検査の際におけるプ
レー力ウエイトルク測定及びロータ軸方向遊び測定を行
うのに用いられる。
運転中検査装置52の中空の円筒形部材64は、上端部
64A及び下端部64Bのそれぞれで開放している.円
筒形部材64は、穴60内であって、継手部材外面70
Aと穴壁面60Cとの間の環状空間72内に配置されて
おり、軸方向に静止1−ている継手部材70及びステー
タフランジS4に対して、それぞの面70A、60Cに
沿って摺動可能となっている。エンドキャップ66は、
複数の締結具82(第3図ではその1つのみを示す)に
′より円筒形部材64の開放下端部64Bに取外し可能
に取り付けられている。エンドキャップ66は、円筒形
部材64の下端部64B内に嵌合する内側部分66Aと
、円筒形部材64をシールするための0リング86が着
座される環状の凹部84とを有している。また、エンド
キャップ66は、円筒形部材64の下端部64Bの下側
に配置される外側柵部66Bを有している. 第3図に示す上方引込み位置と、第4図に示す下方突出
位置との間における継手部材70及びステータフランジ
54に対する環状空間72内での円筒形部材64の往復
摺動の上限と下限は、円筒形部材64の上端部64A及
び下端部64Bに画戊された第1対のストッパ要素と、
六60の壁面60Cにおける軸方向に離間された位置に
画戊された第2対のストッパ要素とにより決定される。
より詳細には、第1対のストッパ要素は、円筒形部材6
4の下端部64Bに取り付けられたエンドキャップ66
の柵部66Bと、円筒形部材64の上端部64Aに画成
された径方向に突出する環状棚部88の形態を採る。第
2対のストッパ要素は、六60の壁面60Cに沿う互い
に軸方向に離隔された位置における該壁面60Cの径方
向段部分により画或された上向き上部環状肩部90と下
向き下部環状肩部92の形態を採る。円筒形部材64は
、第3図の上方引込み位置にある場合、通常のポンプ運
転のために収容され、下部突出位置にある場合には、円
筒形部材64は突出し運転中ロータ検査ができるようセ
ットされる。
更に、運転中検査装置52は、円筒形部材64の外面6
4Cと内面64Dのそれぞれに設けられた外部シール9
4と内部シール96を備えている.円筒形部材64の外
面64Cでの外部シール94は、穴壁面60Cに形成さ
れた環状の溝100内で支持された0リングシール98
によって構戒されている。Oリングシール98は、円筒
形部材64が第3図の上方引込み位置又は第4図の下方
突出位置にある場合、そしてその両位置間で移動してい
る場合に、円筒形部材64の外面64Cを囲みこれと係
合する。このように、外部シール98は、円筒形部材6
4の外面64Cと穴60の壁面60Cとの間に常に配置
され、円筒形部材64の外面64Cに沿うキャビティ5
8からの冷却水の漏れを防止する効果がある。
円筒形部材64の内面64Dでの内部シール96は、継
手部材70の外面70Aに形戒された環状隆起ランド部
102と、円筒形部材64の内面64Dの環状4106
内で支持されたOリングシール104とにより構成され
ている.0リングシール104は、円筒形部材64が第
4図の下方突出位置にある場合にのみ、継手部材70の
外面70Aの環状ランド部102を取り囲みこれと係合
する.このように、内部シール96は円筒形部材64の
内面64Dと継手部材70の外面70Aとの間に常にあ
るわけではない.円筒形部材64が下方突出位置にある
ときだけ、内部シール96は機能して円筒形部材64の
内面64Dに沿うキャビティ58からの冷却水の漏れを
防止する効果がある.円筒形部材64が第4図の下方突
出位置にある場合にのみ、円筒形部材64の内面64D
における内部シール96が効力を有するので、円筒形部
材64が第3図の上方引込み位置にある場合には、冷却
水は内部○リングシール104を介してキャビティ58
から継手部材70の下方へと流通する。前述したように
、検査装置52のエンドキャップ66は、通常、円筒形
部材64の下端部64Bに封止可能に取り付けられてい
る。このように円筒形部材64の開放下端部64Bを閉
じるエンドキャップ66は、円筒形部材64が通常のポ
ンプ運転中に引込み位置に配置されている場合、更に、
運転中ロータ検査作業を行うために検査装置52を変化
させる際に円筒形部材64が引込み位置から突出位置に
移動している間、六60?ら円筒形部材64の開放下端
部64Bを通しての冷却水の漏れを防止する。しかし、
円筒形部材64が第4図の下方突出位置に達した場合、
エンドキャップ66を取り外すと、継手部材70の下関
の円筒形部材64の内部空間に入っていた少量の冷却水
だけが漏出する.円筒形部材64が下方突出位置に移動
され、内部シール96が形戒されて内部○リングシール
104を越えて更に冷却水が流出するのを防止するので
、冷却水の喪失量は最小であり、例えばカップ半分の一
次冷却水である。運転中ロータ検査作業を行う形に検査
装置S2を切り変える場合、円筒形部材64が突出■位
置に達しているならば、測定工具78、80を穴60の
下端部60Aを通して継手部材70のソケット74及び
ねじ穴76に挿入するための出入口を提供するために、
エンドキャップ66を収り外さなければならない。
第3図に示すように、運転中検査装置52のカバー部材
68は通常、六60、即ち検査ポートを閉じるために、
穴60の開放下端部60Aを横切るようにして配置され
る。詳細には、円筒形プレートの形態のカバー部材68
が複数のボルト108によりステータフランジ54に脱
着可能に且つ封止可能に取り付けられる。カバー部材6
8はその上面68Aに環状の凹部110を有しており、
この凹部110内に環状のフレキシブルガスケットもし
くはシール112が@座され、ステータフランジ54と
カバー部材68との間にシールを形成している.通常の
ポンプ運転中にカバー部材68がステータフランジ54
に取り付けられている場合、円筒形部材64は上方引込
み位置で保持される。
カバー部材68が第4図の場合のようにステータフラン
ジ54から取り外されたならば、その場合には円筒形部
材64は下方突出位置に移動できる.原子炉容器lOの
燃料交換キャナル内の冷却水の定常水頭は、円筒形部材
84上に約68.0kg(150lb.)の下方への力
を与え、カバー部材68が取り外されると、円筒形部材
64を下方に押し下げる。このように、円筒形部材64
は自動的に下方に移動する.しかしながら、円筒形部材
64が下方突出位置に動かす際に補助を必要とする場合
、円筒形部材64を引っ張るための工具を一次的に取り
付けるために、ねじ穴114がエンドキャップ66の外
面に設けられている. 運転中検査装置52は更に環状の保持部材116と取付
フランジ118とを備えている.検査装置52の保持部
材116は、カバー部材68の取外し、円筒形部材64
の下方突出位置への移動及びエンドキャップ66の取外
しの陵に、六60の開放下端部60Aの回りでステータ
フランジS4に取り付けるようになっている.保持部材
l16は、保守工具78、80を挿入することのできる
中央開口116Aを有しており、エンドキャップ66の
取付けに用いられる締結具82によって円筒形部材64
の下端部64Bに取り付けられる.保持部材116を用
いる目的は2つある。第1に、保持部材11Bは、穴6
0を囲むステータフランジ54のシール面54Aを覆っ
て引っ掻き傷を防ぐよう機能する。この目的で環状ガス
ケット119が保持部材116に貼り付けられている。
第2に、保持部材116は円筒形部材64をその下方突
出位置で保持し、運転中ロータ検査作業が行われている
際に、円筒形部材64が偶発的に上昇して内部シール9
6が解除し検査ボート、I口ち穴60から更に冷却水が
流出することがないようにしている.運転中検査装Wt
52の取付フランジ118は、保持部材116がステー
タフランジ54に取り付けられた後、保持部材116の
回りにこれを覆うようにしてステータフランジS4に取
り付けるようになっている。第7図及び第8図に示すよ
うに、取1寸フランジ118は、カバー部材68の取1
寸用のボルト108によりステータフランジ54に取り
付けられている.この取付フランジ118は2つの異な
る状態でそれぞれ別個の目的のために用いられる.第1
に、第7図に示すように、取けフランジ1l8は運転中
ロータ検査作業の実行中に、ロータ端部遊びを測定する
ために用いられる検査工具80を取り付けるべく使用さ
れる。第2に、第8図に示すように、取付部材118は
、ボン118の移送中に、継手部材70の内側ねじ穴7
6内にねじ込まれるわじを取り付けるために用いられ、
ポンプキャビティ58を密封しロータ32が動かないよ
うに保持する。
簡単に述べるならば、ロータプレー力ウェイトルクの運
転中検査測定は、第6図の工具78、即ち継手部材70
の六角外側ソケット74内に挿入されるアダプタを有す
るトルクレンチを使用することにより行われる.湿潤状
態でのポンプ10の予期されるプレー力ウェイトルクは
約17228−n(1270ftlb)であり、継手部
材70上への内部Oリングシール104の摩擦により発
生される別の1・ルクは1.358−n( 1ft−1
b)よりも小さく、無視して良い。ポンプロータ32の
軸方向端部遊びの運転中検査測定は、第7図の工具80
により行われる.この工具80は、取1寸フランジ11
8に取り゛付けられるジャックスクリュー122であり
、継手部材70の内側ねじ穴76にねじ込まれる端部ア
ダプタを有している。ジャックスクリュー122を回す
ことにより、軸方向ロータ端部遊びはディアルインジケ
ータ124により測定できる. 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、本発明の猜神及び範囲を逸
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
あることは明らかであり、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。
【図面の簡単な説明】
第1図は、原子炉の炉心と、本発明のポンプロータの運
転中検査装置が用いられる原子炉冷却材ポンプを有し前
記炉心に連結された冷却系統とを示す斜視図、第2図は
、冷却系統における原子炉冷却材ポンプの一つを部分的
に切り欠いて示す部分断面側面図、第3図は、第2図の
ポンプの底部に組み込まれた本発明による運転中検査装
置の拡大軸方向断面図であり、非作動状態の運転中検査
装置の椙戒部材を示す図、第4図〜第7図は、ポンプロ
ータのトルク検査及び軸方向端部遊び検査を容易に行う
ための作動状態に切り換えられた運転中検査装置の構戒
部材を示す第3図と同様な断面図、第8図は、ポンプ移
送状態に置かれた運転中検査装置の横戒部材を示す第4
図と同様な断面図である。図中、 10・・・原子炉容2S12・・・冷却系統16・・・
蒸気発生器 l8・・・キャンドモータポンプ 24・・・外側ケーシング  32・・・ポンプロータ
52・・・運転中検査装rIt60・・・穴62・・・
延長部      64・・・円筒形部材68・・・カ
バー部材    70・・・継手部材78.80・・・
工具

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 外側ケーシングと、該外側ケーシング内に回転可能に取
    り付けられたポンプロータとを有するポンプにおいて、
    前記ポンプロータの運転中検査を容易化するための運転
    中検査装置であつて、(a)前記外側ケーシングを貫通
    し、前記ポンプロータの一方の端部と軸方向に整列して
    いる円筒形の穴を画成する手段と、 (b)前記ポンプロータと共に回転できるよう該ポンプ
    ロータの前記端部に設けられた延長部であり、運転中ロ
    ータ検査を行うための工具を受け入れるよう形成された
    要素を持つ外側端部を有し、且つ前記穴内に延びる円筒
    形の継手部材を備えている前記延長部と、 (c)前記穴内に配置され前記継手部材を囲む中空の円
    筒形部材であり、前記穴に沿って、通常のポンプ運転の
    ために前記円筒形部材が収容される引込み位置と、運転
    中ロータ検査を行うために前記円筒形部材が突出される
    突出位置との間で前記継手部材に対して摺動可能となっ
    ている前記円筒形部材と、 (d)前記穴を閉じ、通常のポンプ運転のために前記円
    筒形部材をその引込み位置で保持するよう前記穴を横切
    って前記外側ケーシングに封止可能に取り付けられるカ
    バー部材であり、前記穴を開け、運転中ロータ検査を行
    うために前記円筒形部材をその突出位置に移動させるよ
    う前記外側ケーシングから取り外すことができるように
    なっている前記カバー部材と、 を備えるポンプロータの運転中検査装置
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