JPH05346484A - インターナルポンプ - Google Patents
インターナルポンプInfo
- Publication number
- JPH05346484A JPH05346484A JP4154717A JP15471792A JPH05346484A JP H05346484 A JPH05346484 A JP H05346484A JP 4154717 A JP4154717 A JP 4154717A JP 15471792 A JP15471792 A JP 15471792A JP H05346484 A JPH05346484 A JP H05346484A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- water
- temperature
- casing
- seal
- seal purge
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】インターナルポンプにおいて、ポンプシャフト
とケーシングとの狭隙内に流入する高温炉水と低温シー
ルパージ水との急激な接触に起因する熱疲労の発生を抑
制することができるインターナルポンプ構造を提供す
る。 【構成】モータ冷却水Ｃの出口を分岐し、シールパージ
水Ｄとしてポンプシャフト１１とケーシング１２の狭隙
内へ供給することにより、炉水Ａとシールパージ水Ｄと
の二流体温度差を小さくする系統を設けた。
とケーシングとの狭隙内に流入する高温炉水と低温シー
ルパージ水との急激な接触に起因する熱疲労の発生を抑
制することができるインターナルポンプ構造を提供す
る。 【構成】モータ冷却水Ｃの出口を分岐し、シールパージ
水Ｄとしてポンプシャフト１１とケーシング１２の狭隙
内へ供給することにより、炉水Ａとシールパージ水Ｄと
の二流体温度差を小さくする系統を設けた。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はインターナルポンプに係
り、特に、ポンプシャフト及びケーシングの壁温変動に
起因する熱疲労の発生を抑制するのに好適なシールパー
ジ水の昇温機構に関する。
り、特に、ポンプシャフト及びケーシングの壁温変動に
起因する熱疲労の発生を抑制するのに好適なシールパー
ジ水の昇温機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のインターナルポンプを図５に示
す。本発明の一実施例である図１と比べると、シャフト
１１及びケーシング１２は平滑円筒タイプである。すな
わち、本発明のようにシールパージ水を昇温しないと、
シャフトとケーシング間の狭い間隙内へ高温炉水が下降
・流入し、低温シールパージ水と高温炉水が急激に接触
することにより、図２に示すような液温変動を生じ、シ
ャフト及びケーシング表面で壁温変動が生じる。その結
果、材料の表面における非定常熱応力が発生し、表面き
裂発生の原因となり、インターナルポンプの信頼性，安
全性などの心配が考えられる。
す。本発明の一実施例である図１と比べると、シャフト
１１及びケーシング１２は平滑円筒タイプである。すな
わち、本発明のようにシールパージ水を昇温しないと、
シャフトとケーシング間の狭い間隙内へ高温炉水が下降
・流入し、低温シールパージ水と高温炉水が急激に接触
することにより、図２に示すような液温変動を生じ、シ
ャフト及びケーシング表面で壁温変動が生じる。その結
果、材料の表面における非定常熱応力が発生し、表面き
裂発生の原因となり、インターナルポンプの信頼性，安
全性などの心配が考えられる。
【０００３】しかし、これら両者とも基本的にはポンプ
シャフトが軸受特性に依存して偏心や振れ回り現象を生
じることにより、シャフトとケーシング間の狭い間隙内
に炉水雰囲気場よりも負圧の状態を呈し、高温炉水が下
降・流入することに起因している。そこで、以上のよう
なシャフト及びケーシングの表面熱疲労を抑制するため
には、偏心，振れ廻りを抑制すること、炉水と接触する
シールパージ水との二流体温度差を小さくし、シールパ
ージ水がポンプノズル１３の上部において高温炉水と緩
やかに接触することが望まれる。
シャフトが軸受特性に依存して偏心や振れ回り現象を生
じることにより、シャフトとケーシング間の狭い間隙内
に炉水雰囲気場よりも負圧の状態を呈し、高温炉水が下
降・流入することに起因している。そこで、以上のよう
なシャフト及びケーシングの表面熱疲労を抑制するため
には、偏心，振れ廻りを抑制すること、炉水と接触する
シールパージ水との二流体温度差を小さくし、シールパ
ージ水がポンプノズル１３の上部において高温炉水と緩
やかに接触することが望まれる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術はポンプ
偏心及び振れ廻りによるシャフトとケーシング間隙内へ
の高温炉水の流入防止の点について考慮されておらず、
シャフトとケーシング間の狭い間隙内で低温シールパー
ジ水と高温炉水が接触し、流体の混合が十分行われずに
二流体接触部の近くでの壁温変動に伴う非定常熱応力の
発生に関する問題が考えられる。
偏心及び振れ廻りによるシャフトとケーシング間隙内へ
の高温炉水の流入防止の点について考慮されておらず、
シャフトとケーシング間の狭い間隙内で低温シールパー
ジ水と高温炉水が接触し、流体の混合が十分行われずに
二流体接触部の近くでの壁温変動に伴う非定常熱応力の
発生に関する問題が考えられる。
【０００５】本発明の目的はポンプシャフトとケーシン
グ間の狭い間隙内で低温シールパージ水と高温炉水とが
接触するのを防止、または抑制することにある。
グ間の狭い間隙内で低温シールパージ水と高温炉水とが
接触するのを防止、または抑制することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は炉水と接触するシールパージ水の温度を高
くするように、昇温されたモータ冷却水の出口からシー
ルパージ水系を構成し、低温シールパージ水と高温炉水
との急激な熱接触が生じないようにしたものである。
に、本発明は炉水と接触するシールパージ水の温度を高
くするように、昇温されたモータ冷却水の出口からシー
ルパージ水系を構成し、低温シールパージ水と高温炉水
との急激な熱接触が生じないようにしたものである。
【０００７】
【作用】昇温されたモータ冷却水出口からシールパージ
水を分岐・供給する系統を設けると、炉水と接触するシ
ールパージ水との温度差が小さくなり、流体温度変動あ
るいは壁温変動が生じても熱疲労は抑制される。
水を分岐・供給する系統を設けると、炉水と接触するシ
ールパージ水との温度差が小さくなり、流体温度変動あ
るいは壁温変動が生じても熱疲労は抑制される。
【０００８】また、別系統の補助タンクからシールパー
ジ水が供給される場合、このタンク内の液を加熱ヒータ
により昇温する。その結果、上記と同様に炉水と接触す
るシールパージ水との温度差が小さくなり、流体温度変
動あるいは壁温変動が発生しても熱疲労を抑制すること
ができる。
ジ水が供給される場合、このタンク内の液を加熱ヒータ
により昇温する。その結果、上記と同様に炉水と接触す
るシールパージ水との温度差が小さくなり、流体温度変
動あるいは壁温変動が発生しても熱疲労を抑制すること
ができる。
【０００９】以上の二つの方式により、ポンプシャフト
とケーシング間の狭い間隙内で高温炉水とシールパージ
水が高温度差を有して急激に接触するのを防止できる。
これらの作用により、ポンプシャフトとケーシングの表
面温度の変動が抑制され、その結果、非定常壁温変動に
伴う熱疲労を抑制することができる。
とケーシング間の狭い間隙内で高温炉水とシールパージ
水が高温度差を有して急激に接触するのを防止できる。
これらの作用により、ポンプシャフトとケーシングの表
面温度の変動が抑制され、その結果、非定常壁温変動に
伴う熱疲労を抑制することができる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１，図２及び図
４により説明する。図１はインターナルポンプの縦断面
図を示す。まず、インターナルポンプの構成について説
明する。ポンプシャフト１１はポンプケーシング１２内
の中心部に設置され、シャフト１１の上部には原子炉圧
力容器１の下部鏡板１ａとシュラウド２に固定されたデ
ィフューザ１０内にポンプのインペラ９が設置されてい
る。又、インペラ９下部にはモータケーシング１６が設
置され、その内部にはモータステータ１７とモータロー
タ１８が設置されている。なお、モータケーシング１６
の冷却用の熱交換器１９もある。また、ポンプケーシン
グ１２とモータケーシング１６の間には二次シール１５
も設置されている。ここで、二次シール１５の上部にモ
ータケーシング冷却水の出口を分岐し、流体をシールパ
ージ水としてシールパージ水流入管が設置されている。
また、ケーシング１２の上端部における部分にシールパ
ージ水と高温炉水との急激な接触を抑制するための炉水
流入抑制機構のようなものを設置する必要もある。図４
に示すように、インターナルポンプ５は原子炉圧力容器
１内の下部鏡板１ａに数台が周方向に設置されている。
４により説明する。図１はインターナルポンプの縦断面
図を示す。まず、インターナルポンプの構成について説
明する。ポンプシャフト１１はポンプケーシング１２内
の中心部に設置され、シャフト１１の上部には原子炉圧
力容器１の下部鏡板１ａとシュラウド２に固定されたデ
ィフューザ１０内にポンプのインペラ９が設置されてい
る。又、インペラ９下部にはモータケーシング１６が設
置され、その内部にはモータステータ１７とモータロー
タ１８が設置されている。なお、モータケーシング１６
の冷却用の熱交換器１９もある。また、ポンプケーシン
グ１２とモータケーシング１６の間には二次シール１５
も設置されている。ここで、二次シール１５の上部にモ
ータケーシング冷却水の出口を分岐し、流体をシールパ
ージ水としてシールパージ水流入管が設置されている。
また、ケーシング１２の上端部における部分にシールパ
ージ水と高温炉水との急激な接触を抑制するための炉水
流入抑制機構のようなものを設置する必要もある。図４
に示すように、インターナルポンプ５は原子炉圧力容器
１内の下部鏡板１ａに数台が周方向に設置されている。
【００１１】次に、インターナルポンプの動作について
説明する。まず、高温炉水Ａはポンプインペラ９により
原子炉圧力容器１内の下部鏡板１ａに沿って吐出され
て、原子炉本体へ送り込まれる。この時、炉水の吐出流
Ａは炉本体内炉心３へ流入し、ここで核反応により蒸気
を発生する。そして、熱水と蒸気は気水分離器６で二相
分離され、蒸気乾燥器７を通過して蒸気Ｂは主蒸気ノズ
ル８から蒸気タービンへ流出する。一方、気水分離器６
で二相分離された熱水Ａは圧力容器１とシュラウド２内
のダウンカマ部を下降し、再び、インターナルポンプ５
で循環される。一方、インターナルポンプ５において、
下部からモータ冷却に用いられ、昇温されたモータ冷却
水をシールパージ水Ｄとして供給し、シャフト軸方向を
上部に向かってケーシング１２とポンプシャフト１１間
の狭隙内へ押し込まれる。ここで、シャフト１１は軸受
特性から定まる偏心や振れ廻りを生じる可能性がある。
もちろん、昇温されたシールパージ水温は二次シール１
５の耐熱温度以下である必要がある。さらに、炉内圧力
より高い圧力でシールパージ水を供給するため、ポンプ
昇圧、あるいは加圧器等が必要である。本発明の軸方向
温度分布は図２に示すようになる。すなわち、炉水と接
触するシールパージ水が入口部で昇温されて流入する
と、ある軸方向位置で二流体接触による液温変動が生じ
ても極めて小さな変動となり、非定常熱疲労によるき裂
の発生は無いと考えられる。また、軸方向の温度分布は
従来例に比べて平坦になり、温度勾配も極めてゆるやか
になる。この結果、ポンプシャフト１１及びケーシング
１３表面の熱疲労が抑制される。
説明する。まず、高温炉水Ａはポンプインペラ９により
原子炉圧力容器１内の下部鏡板１ａに沿って吐出され
て、原子炉本体へ送り込まれる。この時、炉水の吐出流
Ａは炉本体内炉心３へ流入し、ここで核反応により蒸気
を発生する。そして、熱水と蒸気は気水分離器６で二相
分離され、蒸気乾燥器７を通過して蒸気Ｂは主蒸気ノズ
ル８から蒸気タービンへ流出する。一方、気水分離器６
で二相分離された熱水Ａは圧力容器１とシュラウド２内
のダウンカマ部を下降し、再び、インターナルポンプ５
で循環される。一方、インターナルポンプ５において、
下部からモータ冷却に用いられ、昇温されたモータ冷却
水をシールパージ水Ｄとして供給し、シャフト軸方向を
上部に向かってケーシング１２とポンプシャフト１１間
の狭隙内へ押し込まれる。ここで、シャフト１１は軸受
特性から定まる偏心や振れ廻りを生じる可能性がある。
もちろん、昇温されたシールパージ水温は二次シール１
５の耐熱温度以下である必要がある。さらに、炉内圧力
より高い圧力でシールパージ水を供給するため、ポンプ
昇圧、あるいは加圧器等が必要である。本発明の軸方向
温度分布は図２に示すようになる。すなわち、炉水と接
触するシールパージ水が入口部で昇温されて流入する
と、ある軸方向位置で二流体接触による液温変動が生じ
ても極めて小さな変動となり、非定常熱疲労によるき裂
の発生は無いと考えられる。また、軸方向の温度分布は
従来例に比べて平坦になり、温度勾配も極めてゆるやか
になる。この結果、ポンプシャフト１１及びケーシング
１３表面の熱疲労が抑制される。
【００１２】また、本発明の他の実施例を図３により説
明する。図３の本発明は図１の発明に対し、従来のシー
ルパージ水供給ラインは同様で、シールパージ水を貯め
た補助タンク２１内で加熱ヒータ２２により加熱・昇温
する。なお、加熱源は蒸気でも良いし、熱交換器を介し
て加熱してもよい。いずれにしても、高温炉水より高圧
で、常温から二次シール耐熱温度範囲まで昇温されたシ
ールパージ水であれば、基本的にどのような供給系でも
可能である。
明する。図３の本発明は図１の発明に対し、従来のシー
ルパージ水供給ラインは同様で、シールパージ水を貯め
た補助タンク２１内で加熱ヒータ２２により加熱・昇温
する。なお、加熱源は蒸気でも良いし、熱交換器を介し
て加熱してもよい。いずれにしても、高温炉水より高圧
で、常温から二次シール耐熱温度範囲まで昇温されたシ
ールパージ水であれば、基本的にどのような供給系でも
可能である。
【００１３】従って、本系統を設置すれば、ポンプシャ
フトとケーシングとの狭流路内での二流体温度変動が抑
制され、その結果、壁温変動に起因した非定常熱疲労の
発生が抑制される。それ故、インターナルポンプが信頼
性，安全性の高いものとなる。
フトとケーシングとの狭流路内での二流体温度変動が抑
制され、その結果、壁温変動に起因した非定常熱疲労の
発生が抑制される。それ故、インターナルポンプが信頼
性，安全性の高いものとなる。
【００１４】
【発明の効果】本発明によれば、ポンプシャフトとケー
シング間の狭い間隙内に流入する炉水と接触するシール
パージ水が昇温されていることにより、従来のような二
流体の急激な接触を防止できるので、温度差の大きな二
流体の熱伝達に起因する非定常壁温変動及びそれに伴う
非定常熱疲労の発生を抑制できる。
シング間の狭い間隙内に流入する炉水と接触するシール
パージ水が昇温されていることにより、従来のような二
流体の急激な接触を防止できるので、温度差の大きな二
流体の熱伝達に起因する非定常壁温変動及びそれに伴う
非定常熱疲労の発生を抑制できる。
【図１】本発明の一実施例のインターナルポンプの縦断
面図。
面図。
【図２】図１のインターナルポンプの温度分布の特性
図。
図。
【図３】本発明の他の実施例のインターナルポンプの縦
断面図。
断面図。
【図４】原子炉圧力容器の縦断面図。
【図５】従来のインターナルポンプの縦断面図。
１…原子炉圧力容器、１ａ…下部鏡板、２…シュラウ
ド、５…インターナルポンプ、９…ポンプインペラ、１
０…ディフューザ、１０ａ…ディフューザ外筒、１１…
ポンプシャフト、１２…ポンプケーシング、１３…ポン
プノズル、１４…間隙、１５…二次シール、１６…モー
タケーシング、１７…モータステータ、１８…モータロ
ータ、１９…熱交換器、Ａ…炉水流れ、Ｃ…モータ冷却
水流れ、Ｄ…シールパージ水流れ。
ド、５…インターナルポンプ、９…ポンプインペラ、１
０…ディフューザ、１０ａ…ディフューザ外筒、１１…
ポンプシャフト、１２…ポンプケーシング、１３…ポン
プノズル、１４…間隙、１５…二次シール、１６…モー
タケーシング、１７…モータステータ、１８…モータロ
ータ、１９…熱交換器、Ａ…炉水流れ、Ｃ…モータ冷却
水流れ、Ｄ…シールパージ水流れ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 知昭 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 千葉 吉秋 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内
Claims (2)
- 【請求項１】沸騰水型原子炉において、インターナルポ
ンプのシャフトとケーシングの間隙に供給するシールパ
ージ水をモータ冷却水出口から分岐・供給する系統を設
け、少なくとも常温よりは昇温し、炉水と前記シールパ
ージ水の入口温度との二流体温度差を小さくし、前記シ
ャフト及び前記ケーシングの壁面温度変動を低減し、材
料の非定常熱疲労を抑制することを特徴とするインター
ナルポンプ。 - 【請求項２】沸騰水型原子炉において、インターナルポ
ンプシャフトとケーシングの間隙に供給するシールパー
ジ水を補助タンクで加熱し、少なくとも常温よりは昇温
することにより、炉水と前記シールパージ水入口温度と
の温度差を小さくし、前記シャフト及び前記ケーシング
の壁面温度変動を低減し、材料の非定常熱疲労を抑制す
ることを特徴とするインターナルポンプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4154717A JPH05346484A (ja) | 1992-06-15 | 1992-06-15 | インターナルポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4154717A JPH05346484A (ja) | 1992-06-15 | 1992-06-15 | インターナルポンプ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05346484A true JPH05346484A (ja) | 1993-12-27 |
Family
ID=15590430
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4154717A Pending JPH05346484A (ja) | 1992-06-15 | 1992-06-15 | インターナルポンプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05346484A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6504888B1 (en) * | 1999-12-23 | 2003-01-07 | General Electric Company | Apparatus and methods of flow measurement for a boiling water reactor internal pump |
-
1992
- 1992-06-15 JP JP4154717A patent/JPH05346484A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6504888B1 (en) * | 1999-12-23 | 2003-01-07 | General Electric Company | Apparatus and methods of flow measurement for a boiling water reactor internal pump |
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