JPS59150385A - インタナルポンプの非常用冷却装置 - Google Patents

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】 〔発明の技術分野〕 本発明は沸騰水形原子炉のインタナルポンプに冷却水漏
洩事故が生じた場合にそのインタナルポンプの冷却を確
保する非常用冷却装置に関する。

〔発明の技術的背景〕

一般に沸騰水形原子炉は原子炉圧力容器内に複数台のジ
ェットポンプを設け、原子炉圧力容器内の冷却水の一部
をこの原子炉圧力容器外に取出し、再循環ポンプによっ
て昇圧して上記ジェットポンプに駆動水として送り、こ
れらジェットポンプによって原子炉圧力容器内の冷却水
を炉心を通して再循環させていた。

ところで、最近でｈ上記ジェットポンプの代りにインタ
ナルポンプによって原子炉圧力容器内の冷却水を循環さ
せるものが開発されている。

第１図および第２図にはこのようなインタナルポンプを
備えた沸騰水形原子炉を示す。図中１は原子炉圧力容器
１内し、この原子炉圧力容器１内にはシュラウド２が設
けられており、このシュラウド２内には炉心３が収容纏
れている。

そして、この原子炉圧力容器１の底部には複数台のイン
タナルポンプヱ・・・が設けられている。

上記原子炉圧力容器１匹の冷却水はこれらインタナルポ
ンプＬ・・・によって下方より炉心３内に送られ、この
炉心３内で梯騰して水と蒸気の二相流となり、上方に送
られる。この水と蒸気の二相流は気水分離器５で水と蒸
気とに分離され、分離された水は給水スパージャ６から
供給される給水とともにインタナルポンプｌ…によって
ふたたび炉心３内に流入し、この径路を循環する。また
、分離された蒸気は蒸気乾燥器７で湿分を除去されたの
ち主蒸気ノズル８，８、主蒸気管（図示せず）を介して
タービンに送られる。

そして、上記のインタナルポンプ４は第２図に示す如く
構成されている。すなわち、図中１０はモータケーシン
グであって水密構造をなしており、その先端部は原子炉
圧力容器１の下鏡部に設けられたノズル１９内に外側か
ら挿入され、このノズル１９の先端部に溶接されている
。そして、このモータケーシング１θ内には水浸形のモ
ータ部１１が収容されている。１２はその回転軸であっ
て、この回転軸１２はラジアルベアリング１３．１３お
よびスラストベアリング７４．１４によって支承されて
いる。また、この回転軸１２の下端部にはインペラ１５
が設けられており、このインペラ１５によってモータケ
ーシング１０内の冷却水が循環されるように構成されて
いる。なお、１６は固定子、１７は回転子である。また
、２０はポンプ部であって、ディフューザ２１とインペ
ラ２２とから構成されている。そして、上記ディフュー
ザ２１は上記ノズル１９の先端部に着座し、ストレッチ
チューブ２３およびストレッチチューブナツト２４によ
って固定されている。そして、このインペラ２２と上記
モータ″部しユの回転軸１２はポンプ軸２５によって連
結されている。

したがって、このイソペラ２２はポンプ軸２５を介して
モータ部１１によって駆動され、原子炉圧力容器１内の
冷却水を下方に送る。また、上記モータケーシング１０
の下端部および上端部にはそれぞれ冷却水入口配管３０
および冷却水出目配Ｗ３１が接続されており、・これら
冷却水入口配管３０および冷却水出口配管３１は熱交換
器３２に接続されている。そして、モータケーシング１
０内の冷却水は前記回転軸１２０下端に取付けられたイ
ンペラ１５によって上記熱交換器３２を介して循環され
、この冷却水は熱交換器３２によって外部の冷却水と熱
交換され、このモータ部１１を冷却する。

また、上記ストレッチチューブ２３の内周面にはラビリ
ンス部３３が設けられており、原子炉圧力容器ＩＰ′ｇ
の高温の冷却水がこのストレッチチューブ２３の内周面
とポンプ軸２５の外周面との間の聞ＷＬヲ通ってモータ
ケーシング１０内に流入するのを防止している。また、
モータケーシング１０の上部にはインフレーションシー
ル３４が設けられ、モータ部１１を取外す場合には圧力
水供給管３５を介してこのインフレーションシール３４
に圧力水を供給してこのインフレーションシール３４ｔ
−膨張させてポンプ軸２５の外周面に密看させ、モータ
ケーシング１０を開いた場合に原子炉圧力容器１内の冷
却水が漏出するのを防止する。また、このモータケーシ
ング１０内上部には゛パージ水供給管３６が接続されて
いる。そして、このパージ水供給管３６を介してモータ
ケーシング１０内にパニジ水が供給され、このパージ水
はラビリンス部３３を通って原子炉圧力容器１側に流れ
、原子炉圧力容器１内の高温の冷却水がモータケーシン
グ１０内に流入するのを防止している。

〔背景技術の問題点〕

上記モータケーシングには冷却水入口配管および冷却水
出口配管が接続され、またラジアルベアリングやスラス
トベアリングの温度を検出する温度検出器がこのモータ
ケーシングを貫通して設けられている。したがって、こ
れら冷却水入口配管、冷却水出口配管および温度検出器
等が破損した場合にはこのモータケーシング内の冷却水
が漏出する可能性がある。そして、このモータケーシン
グ内の冷却水が多量に漏出するとモータケーシング内が
低圧となり、その結果ラビリンス部を通って原子炉圧力
容器内の高温の冷却水がモータケ〒、シング内に流入す
る。

したがって、この高温の冷却水によってモータ部の固定
子等の絶縁体が損傷し、モータ部が破損する可能性があ
った。

〔発明の目的〕

本発明は以上の事情にもとづいてなされたもので、その
目的とするところはモータケーシング内の冷却水が漏出
した場合にモータ部の冷却を確保し、このモータ部の破
損を防止することができるインタナルポンプの非常用冷
却装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は原子炉圧力容器内の冷却水を循環させるインタ
ナルポンプのモータケーシング内の冷却水の温度または
圧力を検出しこの冷却水の温度上昇または圧力低下によ
りモータケーシング内の冷却水の漏洩を検知する冷却水
漏洩検知機構と、この冷却水漏洩検知機構からの信号を
受は冷却水漏洩手放時に上記モータケーシング内に非常
用冷却水を供給する非常用冷却水供給機構とを具備した
ものである。したがつｔ、万一モータケーシング内の冷
却水の漏洩事故が発生した場合には非常用冷却水供給機
構からモータケーシング内に非常用冷却水が供給され、
モータ部の冷却を確保するので原子炉圧力容器内からの
高温の冷却水によってモータ部が損傷することを確実に
防止できるものである。

〔発明の実施例〕

以下第３図ないし第５図を参照して本発明の第１実施例
を説明する。第１図はインタナルポンプを備えた沸騰水
形原子炉を示し、図中１０１は原子炉圧力容器である。

この原子炉圧力容器１０１内にはシュラウド１０２が設
けられており、このシュラウド１０２内には炉心１０３
が収容されている。そして、この原子炉圧力容器１０１
の底部には複数台のインタナルポンプ１０４・・・が設
けられ、原子炉圧力容器１０１内の冷却水はこれらイン
タナルポンプ１０４・・・によって下方より炉心１０３
内に送られ、この炉心１０３内で沸騰して水と蒸気の二
相流となり、上方に送られる。この水と蒸気の二相流は
気水分離器１０５で水と蒸気とに分離され、分離された
水は給水スパージャ１０６から供給される給水とともに
インタナルポンプ１０４・・・によってふたたび炉心１
０３内に流入し、この径路を循環する。また、分離され
た蒸気は蒸気乾燥器１０７で湿分を除去されたのち主蒸
気ノズル１０８．１０８、主蒸気管（図示せず）′ｆ、
介してタービンに送られる。

そして、上記のインタナルポンプ１０４は第２図に示す
如く構成されてい″る。すなわち、図中１１０はモータ
ケーシングであって水蜜構造をなしており、その先端部
は原子炉圧力容器１０１の下鏡部に設けられたノズル１
１９内に外側から挿入され、このノズル１１９の先端部
に溶接されている。そして、このモータケーシング１１
０内には水浸形のモータ部１１ノが収容されている。１
１２はその回転軸であって、この回転軸１１２はラジア
ルベアリングＩＩ３゜１１３およびスラストベアリング
１１４．Ｌｉ２によって支承されている。また、この回
転軸１１２の下端部にはインペラ１１５が設けられてお
り、このインペラ１１５によってモータケーシング１１
０内の冷却水が循環されるように構成されている。なお
、１１６は固定子、１１７は回転子である。また、１２
０はポンプ部であって、ディフューザ１２１とインペラ
１２２とから構成されている。そして、上記ディフュー
ザ１２１は上記ノズル１１９の先端部に看座し、ストレ
ッチチューブ１２３およ、びストレッチチューブナツト
１２４によって固定されてしする。

そして、このインペラ１２２と上記モータ部１１１の回
転軸１１２はポンプ軸１２５によって連結されている。

したがって、このインペラ１２２はポンプ軸１２５を介
してモータ部、１１１によって駆動され、原子炉圧力容
器１０１内の冷却水金下方に送る。また、上記モータケ
ーシング１１０の下端部および上端部にはそれぞれ冷却
水入口配管１３０および冷却水出口配管１３１が接続さ
れており、これら冷却水入口配管１３０および冷却水出
口配管１３１は熱交換器１３２に接続され工いる。そし
て、モ」タケ−ソング１１０内の冷却水は前記回転軸１
１２の下端に取付けられたインペラ１１５によって上記
熱交換器１３２を介′して循環され、この冷却水は熱交
換器１３２によ−って外部の冷却水と熱交換され、この
モータ部１１１を？ｄｔｌスル。

また、上記ストレッチチューブ１２３の内周面にはラビ
リンス部１３３が設けられており、原子炉圧力容６ｉｏ
ｘ内の高温の冷却水がこのストレッチチューブ１２３の
内周面とポンプ軸１２５の外周面との間の間隙全通って
モータケーシング１ノθ内に流入するのを防止している
。

また、モータケーシング１１０の上部にはインフレーシ
ョンシール１３４が設けられ、モータ部１１１を取外す
場合には圧力水供給管１３５を介してこのインフレーシ
ョンシール１３４に圧力水を供給してこのインフレーシ
ョンシール１３４ｆ：膨張させてポンプ軸１２５の外周
面に密着させ、モータケーシング１１０ｆ開いた場合に
原子炉圧力容器１０１内の冷却水が漏出するのを防止す
る。また、このモータケーシング１１０内上部にはパー
ジ水供給管１３６が接続されている。そして、このパー
ジ水供給管１３６を介してモータケーシング１１０内に
パージ水が供給され、このパージ水はラビリンス部１３
３を通って原子炉圧力容器１０１側に流れ、原子炉圧力
容器１０１内の高温の冷却水がモータケーシング１１０
内に流入するのを防止している。

そして、上記モータケ−シング１１０の上部には非常用
冷却水供給管７４　ｏが接続されている。そして、この
非常用冷却水供給管１４０は非常用冷却水供給機構１４
１に接続されている。

この非常用冷却水供給＠構１４ノはポンプ１４２および
弁１４３とから構成され、圧力抑制室等の水源１４４か
らの冷却水を上記ポンプ１４２によ、つて加圧し、上記
弁１４３および非常用冷却水供給管１４Ｏｆ介してモー
タケーシング１ノθ内に供給するように＃に＃：されて
いる。

また、１５０は冷却水漏洩検知＠構である。

この冷却水漏洩検知ａ構１５０は温度検出器１５１と制
卸回路１５２とから構成されている。

上記温度検出器１５１はモータケーシング１１０の上部
に取付けられており、このモータケーシング１ノθ内の
冷却材の温度を検出するように構成されている。そして
、この温度検出器１５１の検出信号は上記の制御回路１
５２に送られる。

この制御回路１５２は上記温度検出器１５１で検出され
た上記モータケーシング１１０内の冷却水の温度が通常
運転時の温度より上昇した場合に前記非常用冷却水供給
機構１４ノのポンプ１４２に起動信号を送ってこのポン
プ１４２を起動させ、またモータケーシング１１０内の
冷却水の温度に対応して上記ポンプ１４２の吐出量を制
御し、上記モータケーシング１１０内の冷却水の温度を
所定の温度以下に維持するように構成されている。

１　　　以上の如く構成された本発明の第１実施例は通
常時にはモータケーシング１１０内の冷却水はモータ部
１１１の回転軸１１２の下端に取付けられたインペラ１
１５によって熱交換器１３２會通して循環される。した
がって、モータ部１１１で発生する熱および原子炉圧力
容器１０１側から伝えられる熱は上記の熱交換器１３２
を介して外部の冷却水に逃され、このモータケーシング
１ノθ内の冷却水はｉ定の温度忙維持される。

そして、万一冷却水入口配管１３ｏ１冷却水出ロ配管１
３１等に破損が生じ、モータケーシング１１０内の冷却
水が外部に漏出するとこのモータケーシング１１０内の
圧力が低下し、原子炉圧力容器１０１内の高温の冷却水
がラビリンス部ＺＳＳ全通してモータケーシング１１０
内に流入する。この結果モータケ−′シンク１１０内の
冷却水の温度は上昇する。そして、この冷−動水の温度
上昇は温度検出器１５１によって検出され、制御回路１
５２から非常用冷却水供給機構１４１のポンプ１４２に
起動信号が送られてこのポンプ１４２が起動し、モータ
ケーシング１１０内に低温の非常用冷却水を供給する。

したがってこの非常用冷却水がラビリンス部１３３を通
してモータケーシング１１０内に流入する高温の冷却水
と混合して低温となり、モータケーシング１１０内の温
度上昇を防止する。

また、上記ポンプ１４２の吐出量すなわち非常用冷却水
の供給量はモータケーシング１１０内の温度に対応して
制御され、このモータケーシング１１０内の冷却水の温
度を所定の温度以下に維持する。よって、このような冷
却水の漏洩事故時に原子炉圧力容器１０１側から流入す
る高温の冷却水によりモータ部１１ノが損傷することが
防止される。

また、第６図には本発明の第２実施例を示す。

この第２実施例は前記第１実施例における温度検出器１
５１０代りに圧力検出器１５３を用いたものである。こ
の第２実施例は冷却水の漏出によるモータケーシング１
１０内の圧力低下を検出してポンプ１４２を起動させ、
また圧力低下量に対応してポンプ１４２の吐出量を制御
するものである。なお、この第２実施例ｄ上記の点以外
は前記第１実施例と同様な構成であり、第６図中第１実
施例に対応する部分には同符号を附してその説明を省略
する。

また、第７図には本発明の第３実施例を示す。

この第３実施例は制御回路１５２によってポンプ１４２
を制御する代りに弁１４３を開閉し、また開度を制御す
るようにしたものである。なお、この第３実施例は上記
の点以外は前記第１実施例と同様の構成である。

また、第８図には本発明の第４実施例を示す。

この第４実施例は上ｉ己第３実施例と同様に制御回路１
５２によって弁１４３を開閉制卸し、また開度を制御す
るものである。なお、この第４実施例の冷却水漏洩検知
機構１５０は前記第２実施例と同様の構成である。

また、第９図には本発明の第５実施例を示す。

この第５実施例は非常用冷却水供給機構１４１をパージ
水供給系と兼用させたものである。すなわち、この第５
実施例はポンプ１４２の吐出側からパージ水供Ｉ＃ｉ管
１５５を分岐させ、このパージ水供給管１５５澄モータ
ケーシーング１１０の上部に接続するとともにこのパー
ジ水併給管１５５の途中に流量調整弁１５６を設けたも
の　゛で、その他の構成は前記第３実施例と同様の構成
である。この第５実施例は常時ポンプ１４２を運転して
おき、通常時には弁１４３が閉弁されているため、ポン
プ１４２から吐出された冷却水は流量調整弁１５６で流
量を調整され、パーｑ水供給管１５５を介してモータケ
ーシング１１０内にパージ水として供給される。そして
、モータケーシング１１０内の冷却水の漏洩事故が生じ
た場合には弁１４３が開弁され、非常用冷却水供給管１
４０を介して大流量の冷却水がモータケーシング１ノθ
内に供給され、このモータケーシング１１０内の温度上
昇を防止する。

また、第１０図には本発明の第６実施例を示す。この第
６実施例は前記第５実施例における温度検出器１５１の
代りに圧力検出器１５３を用いたもので、その他の構成
は前記第５実施例と同様の構成である。

さらに、本発明は上記の各実施例にも限定されず、たと
えばポンプの吐出量または弁の開度は必らずしもモータ
ケーシング内の温度あるいは圧力に対応して制御される
必要はなく、モータケーシング内の温度上昇あるいは圧
力低下によってポンプの起動、停止あるいは弁の開閉だ
けをおこなうものであってもよい。

〔発明の効果〕

上述の如く本発明は原子炉圧力容器内の冷却水を循環さ
せるインタナルポンプのモータケーシング内の冷却水の
温度または圧力を検出しこの冷却水の温度上昇または圧
力低下によりモータケーシング内の冷却水の漏洩を検知
する冷却水漏洩検知機構と、この冷却水漏洩検知機構か
らの信号を受は冷却水漏洩事故時に上記モータケーシン
グ内に非常用冷却水を供給する非常用冷却水供給機構と
を具備したものである。したがって、万一モータケーシ
ング内の冷却水の漏洩事故が発生した場合には非常用冷
却水供給機構からモータケーシング内に非常用冷却水が
供給され、モータ部の冷却を確保するので原子炉圧力容
器内からの高温の冷却水によってモータ部が損傷するこ
とを確実に防止することができる等、その効果は大であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来例を示し、第１図はｓＭｊ水
形原形原子炉断面図、第２図はインタナルポンプの縦断
面図である。第３図ないし第５図は本発明の＠１実施例
を示し、第３図は沸騰水形原子炉の縦断面図、第４図は
インタナルポンプの縦断面図、第５図は概略構成図であ
る。 第６図は第２実施例の概略構成図、第７図は第３実施例
の概略構成図、第８図は第４実施例の概略構成図、第９
図は第５実施例の概略構成図、第１０図は第６実施例°
の概略構成図である。 １０１・・・原子炉圧力容器、１０３・・・炉心、１０
４…インタナルポンプ、１１０…モータケーシング、１
１ノ・・・モータ部、１４１・・・非常用冷却水供給機
構、１４２・・・ポンプ、１５０・・・冷却水漏洩検知
機構、１５１・・・温度検出器、１５３・・・圧力検出
器。 出願人代理人　　弁理士　鈴　圧式　彦第５図 第６図 ５２ 第７図 １５２ 第８図 ｔ′Ｄｚ 第９図 第１０図 １、事件の表示 特願昭５８−２０１０７号 ２、発明の名称 インタナルポンゾの非常用冷却装置 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 （３０７）東京芝浦電気株式会社 ４、代理人 ５、自発補正 特許庁長官　　若　杉　和　夫　　殿 １、事件の表示 特願昭５８−２０１．０７号 （３０７）東京芝浦電気株式会社 ４、代理人 ５、自発補正

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 原子炉圧力容器内の冷却水を循環させるインタナルポン
   プのモータケーシング内の冷却水の温度または圧力を検
   出しこの冷却水の温度上昇または圧力低下によりモータ
   ケーシング内の冷却水の漏洩を検知する冷却水漏洩検知
   機構と、この冷却水漏洩検知機構からの信号を受は冷却
   水漏洩事故時に上記インタナルポンプのモータケーシン
   グ内に非常用冷却水を供給する非常用冷却水供給機構と
   を具備したことを特徴とするインタナルポンプの非常用
   冷却装置。