JPS63132196A - インタ−ナルポンプ式沸騰水型原子炉 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、原子炉に関し、原子炉圧力容器内に設けた
ポンプを容鼎外のモータで駆動することにより、容器内
の冷却材を循環するインターナルポンプ式沸騰水型原子
炉に係る。

〔従来の技術〕

一般的なインターナルポンプ式沸騰水型原子炉は、第２
図の如く、モータ２２で原子炉圧力容器９内のポンプ１
２を駆動することにより、ｆＭ子炉圧力容器９内の冷却
材を矢印の如く循環させる。

その循環途中で冷却材はシュラウド３内の炉心１：’、
−）７．、加熱され、その後に気液分離装置４で上部へ
のＸフ蒸気５と下方矢印方向への循環液６とに分けられ
る。蒸気は主蒸気配管７と主蒸気隔離弁８とを通って発
電機を駆動する為のタービンへ駆動源として送給される
。

原子炉圧力容！！＃９は、その容器と一体のスカート１
４がペデスタル１５上に据付けられることにより自立設
置される。このペデスタル１５の内側には、炉心１の核
反応を制御する為の制御棒２やモータ２２やモータ２２
の冷却装置２３が収納され、且つそれらの交換の為の作
業の為に、トンネル２１と通じる下部ドライウェル室２
０が存在する。

一方、原子炉圧力容器９は種々の機器が置かれる上部ド
ライウェル１８と圧力抑制室１９との建屋に囲われてお
り、特に圧力抑制室１９内には、圧力抑制プール水１１
が蓄えられている。

この圧力抑制室１９は、原子炉圧力容器９内の異常圧力
蒸気を主蒸気逃がし安全弁１ｏを介して受は入れ、プー
ル水１１で凝縮減圧されること、イウエル内の空気とと
もにベント管１６から水平ベント１７を通してプール水
１１内へ受は入れて凝縮減圧する作用をする。このドラ
イウェル１８゜２０が大きいと、ドライウェル内の空気
を受は入れる為の圧力抑制室１９も耐圧上大きくせざる
得ない。しかも、原子炉圧力容器９の下部には、冷却装
Ｗ１２３やモータ２２や制御棒２などが突き出ているか
ら、原子炉圧力容器９を支持するペデスタル１５の径が
原子炉圧力容器９の径を大幅に超える大きな径となる。

よって、その分だけ、圧力抑制室１９が小さくなる。圧
力抑制室１９を太きくしようとすると、建雇が大型にな
る。

一方、ポンプの保守点検を容易にする為に、ポンプも、
ポンプの駆動用モータも全部水平に設置する例が特開昭
５４−７４９９７号公報に開示されている。しかし、こ
の例では、ポンプ、特にポンプインペラを取り外し保守
点検あるいは交換することやモータを取り外し点検する
為の配慮が成されていない上に、ポンプからの吐出流が
水平対向吐出、　１ ミで７あるからベッセル下部プレナム部（第２図中の符
号１３で示す部分）の水流が、炉心方向である上向きへ
変換しにくく、循環性が悪くなり、死水領域を生じやす
い。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以上の如く、前者の従来例によれば、原子炉設備の圧力
抑制室を大きく確保しにくい上に、太きく確保しようと
すると、建屋が大型になり不経済となる問題点がある。

又、後者の従来例にあっては、取り外し保守点検や冷却
材の循環性に難点が生じやすい問題点がある。

本発明の目的は、保守点検性が良く、経済的で安全なイ
ンターナルポンプ式沸騰水型原子炉を提供することにあ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成する為の構成は、原子炉圧力容器内に設
置されたポンプと、前記圧力容器の外に設けられて前記
ポンプを駆動するモータと、前記圧力容器を支持するペ
デスタルとから成る原子炉、記モータを前記ペデスタル
の外側に設け、前記モータの駆動軸と前記ポンプのポン
プ軸とを前記両軸にたいして着脱自在に中間軸を介して
連接したことを特徴としたインターナルポンプ式沸騰水
型原子炉である。

〔作用〕

モータによりポンプを駆動すると、ポンプにより、冷却
材が原子炉圧力容器の容器壁沿いに流れて容器下部にお
いて炉心方向である上向き流に効果的に変換されて冷却
材の循環性が良くなる。又、中間軸をさかいにしてモー
タとポンプとが分離し、互いに取り外し出来るので保守
点検が行い易い。

さらにモータはペデスタルの外側にて取り外し作業でき
るのでより一層保守点検作業が行い易い。

さらには、モータ部がペデスタルの内側にないので、設
置空間や取り外し作業空間をペデスタル内側に求める必
要がなくなり、ペデスタルの小型化が達成される。その
小型化の分だけ、ペデスタル分に確保しやすい大型化を
達成でき、経済的で安全な原子炉設備が提供出来るに至
る。

〔実施例〕

本発明の第１実施例は、第１図、第３図、第４図の如く
である。

即ち、第１図の如く、上部ドライウェル１８内に納めら
れた原子炉圧力容器９はペデスタル１５上に支持部１４
を介して支持される。原子炉圧力容器９は、シュラウド
３で囲われた炉心１を内蔵している。この炉心１は従来
通り制御棒２の上下動により炉心出力が制御される。

原子炉圧力容ｆｔＳ内に納められたポンプ１２は原子炉
圧力容器９やペデスタル１５の外側に突き出されたモー
タ２２によって駆動され、このモータ２２の冷却装置２
３はペデスタル２２の外側に置かれる。

ポンプ１４が駆動されると第１図中の矢印の如く冷却材
６が循環し、途中において、炉心１で熱せられた冷却材
は気液分離袋！！４で分離され、蒸」、チが配管７や弁
８を通って発電タービン側へ送り出される。配管７の途
中には主蒸気逃がし安全”４”１ｏを介して余分な高圧
圧力を圧力抑制室１９へ逃がすことができる。

この圧力抑制室１９はペデスタル１５内の下部ドライウ
ェル２ｏの外側を囲うように設けられており、ベント管
１６と水平ベント１７を通って来たドライウェル１８．
１９内の蒸気や空気を事故時に受は入れ高圧蒸気をプー
ル水１１で凝縮減圧させ安全をはかる。２１は、制御棒
２やその駆動装置を交換ないしは保守点検する為に作業
員や機材を出し入れするトンネルである。

第１図中のポンプ１２やモータ２２の設置状況の具体例
は第３図、第４図の如くである。

即ち、原子炉圧力容器９へ斜めに差し込まれたモータカ
バー２９のスリーブ４３には、炉内側端部にカプラー３
７を備える中間軸３６が原子炉圧力容器９に対して斜め
へ摺動自在に設けである。

この中間軸３６は、中空ではあるが、その途中部分に冷
却材が通り抜けぬように仕切板３６ａが備、えられてい
る。又、カプラー３７は、スリーブ：ｉ４３や中間軸３
６が通る原子炉圧力容器９の開口部の大きさよりも大き
な外観を有し、中間軸３６が炉内圧力などで外側へ抜は
畠ないようになっている。

モータカバー２９内にはモータ２８が入れられており、
モータ２８の回転軸３８は中間１ｉ１１１３６へ着脱自
在に組み合わされる。尚、３０はモータカバー２９のモ
ータ側の端部カバーである。

一方、ポンプ１２は、第３図、第４図の如くである。即
ち、原子炉圧力容器９内の構造物であるシュラウド３の
下端には、回転軸３４によりポンプディフューザ２４が
上下回転自在に取り付く。

この回転軸３４はノツチ機構を備えた回転装置の軸であ
る。ポンプディフューザ２４には、ウィング３２を介し
て中心に軸受３３が支持される。この軸受３３には、回
転軸先端部が回転支持される。

ポンプ回転軸３５はディフューザ２４に支えさせたガイ
ドウィング４１に支持させた回転軸受４０にも支持され
、その回転軸３５にはポンプ回転羽根であるインペラが
取り付いている。ポンプ回転軸３５の上端は、カプラー
３７と回転力が伝達できる差し込み形状、例えばカプラ
ー３７の内周を角形に、そしてポンプ回転軸３５の上端
のみをカプラー３７内に納まる角形にするなどの形状設
定で達成できる。このポンプ回転軸３５の上端面には、
ピン３９が取り付いている。ディフューザ２４にもピン
４２が取り付くとともに、ポンプ１２を斜めに位置決め
する為に原子炉圧力容器９側のストッパー９８と当り合
うストッパー２４ａを備えている。２７は、モータ回転
軸部のシールである。

このような実施例においては、第３図の如く、ストッパ
ー９ａ、２４ａどうしを当て合わせてポンプ１２を斜め
に保持し、カプラー３７にポンプ回転軸３５の端部をは
め合わせる。この状態でモータ２８の回転駆動力をモー
タ回転軸３８から中間軸３６を介してポンプ回転軸３５
に伝えると、インペラ２５が回転する。この為に、第３
図中の白抜き矢印の如く、シュラウド３と原子炉圧力容
器９との間流路から炉心下部の下部プレナム１３へと冷
却材６が圧送される。このポンプによる圧送により冷却
材６は、第１図中の矢印の如く、循環する。この循環途
中において、ポンプ１２からの吐出流方向は、原子炉圧
力容器９の下部鏡板の内壁面に沿った方向であるから、
下部プレナム１３内の流れは停留することなく炉心１方
向への上向き流に変換しやすく、循環性が良好である。

さらには、従来とは異なり、流速の最も速いポンプ１２
のすぐ下流にて流れを急変させていないので、圧損もす
くなく循環性が一層良好である。

次に、保守点検時のポンプ１２やモータ２８の取り出し
について説明する。モータ２８を取り外すには、先にカ
バー３０を、取付ボルト等を外すことで取り去り、次に
モータ２８を引き抜く作業にて行う。この作業は、第１
図の如く、モータカバー２９がペデスタル１５の外側で
あって上部ドライウェル１８内に突き呂ているので、ペ
デスタル１５内側にもぐり込むことなく、上部ドライウ
ェル１８内の広い空間にて実施出来る。そして。

その作業も従来の如く、上向き作業にならずに楽である
。

モータ３８をモータカバー２９から引き抜いた後には、
中間軸３６をカプラー３７が原子炉圧力容器９の開口端
に接するまでモータカバー２９内側へ引き込む。その後
に、原子炉圧力容器９の上部を外して出来た開放部から
容器９内へおろしたマニュピレータでピン３９を引き上
げる。この引き上げ作業でポンプ１２は軸３４を中心に
して垂直になるまで上回転し、その垂直位置がノツチ機
構にて保持される。この状態で、さらにピン３９をマニ
ュピレータで引き上げると、ポンプ回転軸３５、軸受４
０、ガイドウィング４１、インペラ２５のポンプ主体が
一体となって容器９外の上部ドライウェル１８内へ引き
上げられ、保守点検作業の為に供される。

組み立てについては、取り外しの逆手順によるが、いず
れの作業も、上部ドライウェル側から実施出来、ポンプ
は上部ドライウェル側で、モータはペデスタル１５内側
へもぐり込んで別々の個所から行う従来のものにくらべ
て容易である。

組み立て時においては、ピン４２を下方へ強制的に押し
下げてノツチ機構の作動を解除させて。

両ストッパ９ａ、２４ａを互いに当て合わせて斜めの位
置を確保した後に中間軸３６を炉内方向へ押し込んでカ
プラー３７にポンプ回転軸端をはめ合わせる。

中間軸３６を外す場合には、ポンプ主体を上述の如く、
引き抜きした後に、ディフューザ２４を斜めの位置に戻
し、中間軸３６を炉内方向へスリーブ４３から出し、出
された中間軸３６を引き上げることにより成される。

この実施例によれば、第１図に示す如く、ポンプ１２の
駆動モータ部２２や、そのモータ２２の冷却装置２３を
下部ドライウェル２０内に設置したり、保守点検の為の
取り外し作業の為の各空間を確保する必要がなくて、ペ
デスタル１５の径を小径にして、シュラウド３と原子炉
圧力容器９内壁との間の流路と上下にラップする位置に
まで縮径させ得る。このような縮径によれば、原子炉圧
力容器のほぼ真下を支え、長尺なスカート１４を採用す
る必要もなくて支持性能が良くなる。又、縮径された分
をペデスタル１５周囲の圧力抑制室１９の空間大形化に
振り分けることができるので、安全の為に存在する圧力
抑制室１９の安全機能を従来以上のものにすることが出
来る上、その安全の向上を、建屋の大型化をともなうこ
となく達成出来る。

第５図に本発明の第２実施例を示す。第２実施例では、
原子炉圧力容器９内のポンプ１２と容器外のポンプ駆動
用のモータ部２２とが直交する配置で、モータ部２２は
水平横置きとされている。

このようなレイアウトを達成する為に、ポンプ１２側と
モータ部２２側との継ぎは、第７図、第８図の如くであ
る。

即ち、ポンプのディフューザ２４は回転軸３４によりシ
ュラウド３の下部へ上下回転自在に取り付き、原子炉圧
力容器９の内壁に突出したストッパー９ａとディフュー
ザ２４から突き出たストッパー２４ａとが相互に当り合
うことで垂直な姿勢が維持される。ディフューザ２４に
固定のウィング３２には軸受３３が支持され、その軸受
３３内にはインペラ２５の付いたポンプ回転軸３５の下
端が回転自在に支持される。この回転軸３５の上部側は
軸受４０で支持され、その軸受４０はガイドウィング４
１で支えられる。回転軸３５の上端にばかさ歯車３５ａ
が取り付き、かさ歯車３５ａが他のかさ歯車３５ｂと噛
み合う、かさ歯車３５ｂは、原子炉圧力容器９の側壁を
摺動自在に通っている中間軸３６の端部に固定される。

この中間軸３６の他端側はモータカバー２９内のモータ
２８の回転軸３８に着脱自在に連結されている。２７は
シールであり、３０はモータカバー２９の端部カバーで
ある。

モータ部２２は第５図の如く、トンネル２１内にモータ
冷却袋ｆｆ２３とともに配置され、トンネル２１を通し
てモータ取り外しが成される。

トンネル２１内にモータ部２２を配置するので、原子炉
圧力容器９は下方に配置されペデスタル１５の高さが低
くされる。

その他の部分は第１実施例と本質的に同じである。

第２実施例においては、モータ２８の駆動力は回転軸３
８から中間軸２６、両かさ歯車３５ａ。

３５ｂに伝わりポンプ回転軸３５に伝わり、インペラ２
５を回転する。このインペラ２５の回転により、冷却材
が第７図中の白抜き矢印の如く吐出して、原子炉圧力容
器９の下鏡板内壁沿いに圧送する。これにより、下部ブ
レナム１３内で炉心１方向への上向き流に変向され、第
１実施例と同じ冷却材６の循環が成される。

モータ２８やポンプ１２を取り外す場合には、カバー３
０を外しきった後に、モータ２８をモータカバー２９内
から回転軸３８ごと引き抜く。次に中間軸３６をモータ
カバー２９内に引き込み、両歯車３５ａ、３５ｂの噛み
合いを第８図の如く外す、この状態では、歯車３５ｂが
圧力容器９に引っ掛かり合って抜は出し事故は生じない
上に。

冷却材のもれ出しも中間軸３６の中空内かがさ歯車３５
ｂでふさがれるので生じない。

゛　第８図の状態で、歯車３５ａを上方へ引き上げ゛る
と、歯車３５ａ、軸受４０．ガイドウィング４１、イン
ペラ２５とは一体となって引き上げられる。

第６図に示す第３実施例では、第２実施例におけるトン
ネル２１の数を減少させ、モータ取外し作業も広いドラ
イウェル１８内で行えるように改善したもので、ポンプ
部１２の内蔵位置をドライウェル１８の床付近にまで高
め、モータ部２２もドライウェル１８の床付近に配置し
たものである。

そしてモータ部２２とポンプ１２側との連結は。

第２実施例として前述した第７図、第８図と同様である
。第１と第２の各実施例では、モータ部２２の為の作業
と搬出入が減るのでトンネル２１の数も減る。

〔発明の効果〕

以上の如く１本発明によれば、原子炉圧力容器下方にお
いて、ペデスタル内側にポンプ駆動用のモータを設置す
る空間及び取り外し作業の為の空間を必要としないので
、ペデスタルが小型になり、圧力抑制室の大型化を建屋
の大型化をともなうことなく達成出来、逆に圧力抑制室
を従来通りの大きさにすれば建屋が小型化して、安全性
の向上と経済性の向上を達成し得る。又、同時に、ペデ
スタルの内側で炉心直下、即ち放射線の強い領域へもぐ
り込んでのモータ取り外し作業がなぐなる上に、ポンプ
の取り外しも可能となるという効果も合わせて達成出来
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例による原子炉建屋の縦断面
図、第２図は従来の原子炉建屋の縦断面図、第３図は第
１図に示したポンプとモータ部の詳細縦断面図、第４図
は第３図に示したモータとポンプの取り外し時の縦断面
図、第５図は本発明の第２実施例による原子炉建屋の縦
断面図、第６図は本発明の第３実施例による原子炉建屋
の縦断面図、第７図は第５図中のポンプとモータ部との
縦断面図、第８図は第７図中のモータとポンプの取り外
し時の縦断面図である。 １・・・炉心、３・・・シュラウド、９・・・原子炉圧
力容器、９ａ、２４ａ・・・ストッパー、１１・・・プ
ール水、１２・・・ポンプ、１３・・・下部プレナム、
１５・・・ペデスタル、１８・・・上部ドライウェル、
１９・・・圧力抑制室、２０・・・下部ドライウェル、
２１・・・トンネル。 ２２・・・モータ部、２４・・・ディフューザ、２５・
・・インペラ、２８・・・モータ、３４・・・回転軸、
３５・・・ポンプ回転軸、３６・・・中間軸、３７・・
・カプラー、峯　１　ｌ 第２０ 第ぢ閃 〆３ 第′Ｉ囚 ｊ Ｖ；８囚

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、原子炉圧力容器内に設置された炉水の流動手段と、
   前記圧力容器の外に設けられて前記流動手段を駆動する
   駆動手段と、前記圧力容器を支える支持手段とを備える
   原子炉において、前記流動手段は流動方向が前記原子炉
   圧力容器の内壁と平行な下向きと成る様に前記原子炉圧
   力容器の内に取付けられ、前記駆動手段は前記支持手段
   で囲われた空間の外側に設けられ、前記駆動手段と前記
   流動手段とは着脱自在に連接されていることを特徴とし
   たインターナルポンプ式沸騰水型原子炉。 ２、原子炉圧力容器内に設置された炉水の流動手段と、
   前記圧力容器の外に設けられて前記流動手段を駆動する
   駆動手段と、前記圧力容器を支える支持手段とが組付け
   られた原子炉において、前記流動手段は流動方向が前記
   原子炉圧力容器の内壁と平行な下向きと成る様に前記原
   子炉圧力容器の内に取付けられ、前記駆動手段は前記支
   持手段で囲われた空間の外側から組付け取外し自在に設
   けられたことを特徴としたインターナルポンプ式沸騰水
   型原子炉。 ３、原子炉圧力容器内に設置されたポンプと、前記圧力
   容器の外に設けられて前記ポンプを駆動するモータと、
   前記圧力容器を支持するペデスタルとを備える原子炉に
   おいて、前記ポンプは下向きの角度を付けて前記原子炉
   格納容器の内壁近傍に取付けられ、前記モータは前記ペ
   デスタルで囲われた空間の外側に設けられ、前記モータ
   の駆動軸と前記ポンプのポンプ軸とは前記両軸に対して
   着脱自在に中間軸を介して連接されていることを特徴と
   したインターナルポンプ式沸騰水型原子炉。 ４、特許請求の範囲の第３項において、前記中筒軸を原
   子炉圧力容器に対して軸長方向へ移動自在に備わること
   を特徴としたインターナルポンプ式沸騰水型原子炉。 ５、特許請求の範囲の第３項又は第４項において、前記
   ポンプを斜めにして原子炉圧力容器内に内蔵したことを
   特徴としたインターナルポンプ式沸騰水型原子炉。 ６、特許請求の範囲の第５項において、前記ポンプのイ
   ンペラーを回転自在に支持した前記ポンプのディフュー
   ザを原子炉圧力容器内の構造物へ上下回転自在に装着し
   たことを特徴としたインターナルポンプ式沸騰水型原子
   炉。 ７、特許請求の範囲の第６項において、前記ディフュー
   ザと原子炉圧力容器との間にポンプの斜め位置をきめる
   回転ストッパーを備えることを特徴としたインターナル
   ポンプ式沸騰水型原子炉。 ８、特許請求の範囲の第３項において、前記ペデスタル
   の径を原子炉圧力容器の内壁と原子炉圧力容器内のシュ
   ラウドとの間の流路と前記ペデスタルとが上下にラップ
   するまでに縮径したことを特徴としたインターナルポン
   プ式沸騰水型原子炉。