JPS6381297A

JPS6381297A - インタ−ナルポンプ

Info

Publication number: JPS6381297A
Application number: JP61224784A
Authority: JP
Inventors: 宮野　廣
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-09-25
Filing date: 1986-09-25
Publication date: 1988-04-12

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】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は原子炉圧力容器内の冷却材を再循環させるイン
ターナルポンプに関する。

（従来の技術）従来、沸騰水型原子炉において、原子炉圧力容器内の冷
却材を循環させるにはジェットポンプが用いられていた
が、最近はこれに代ってインター□　ナルポンプを用い
た冷却材再循環方式のものが開発されている。

ところで、インターナルポンプは原子炉圧力容器。底部
、。形成さ１に際ップッズ、つ。内側、。嵌合さ岐騒ン
プ部と、このポンプノズルの外側に嵌合されるモータ一
部とから構成されている。このポンプ部とモータ一部と
は、ポンプノズルを貫通する軸で連結し、またこのポン
プノズル内に筒状のストレッチチューブを挿通し、この
ストレッチチューブの先端部に形成されたフランジ部を
ポンプ部に係合させている。また、このストレッチチュ
ーブの基端部にナツトを締付け、ポンプ部およびモータ
一部をポンプノズルに抑圧固定する構成としている。し
たがって、モータ一部はモーターケース内に冷却材が充
満されるいわゆるウェットタイプのものである。かかる
ポンプにおいては、冷却材がポンプケーシングおよびポ
ンプシャフト間の間隙に流れ込むことを封じるためにパ
ージ水を流す構成が採られている。

（発明が解決しようとする問題点）しかして、上記のストレッチチューブには、ナツトの締
付により大きな引張力が作用した上に、パージ水と冷却
材には温度差があるため、熱応力が発生しストレッチチ
ューブの先端のフランジ部の隅部に応力集中が生じるこ
とが分った。またこれと同時に高温の冷却材に接触する
ので、上記フランジ部の隅部に応力腐食割れが発生し易
いし、さらに冷却材およびパージ水には温度差があるた
め、この温度差によりインターナルポンプの構成部材に
熱応力が発生し、ポンプの信頼性が低下するという恐れ
があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は
冷却水およびパージ水の温度差により発生する熱応力を
小さく押え、しかもストレッチチューブとケーシング内
壁の間で囲まれる水防部に隙間腐食が発生しないような
構成のインターナルポンプを提供することにある。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段）本発明は上記した目的を達成するために、ポンプケーシ
ングと、このポンプケーシング内を挿通するポンプシャ
フトと、このポンプシャフト上端に取り付けられた冷却
材循環用のポンプインペラと、このポンプインペラを収
容するディフューザと、このディフューザをポンプケー
シングに固定する円筒形のストレッチチューブとを具備
し、ポンプケーシングおよびポンプシャフト間にパージ
水を流すようにした原子炉用インターナルポンプにおい
て、ストレッチチューブとポンプケーシングとの間の環
状水隙部に複数の円筒状の隔離筒を挿入して環状水隙部
を半径方向に略均等に分割するようにし、最外周の隔離
筒上部と最内周の隔離筒の下部に複数の貫通孔を穿設し
、一方最外周の隔離筒の下端と最内周の隔離筒の下端と
最内周の隔離筒の上部にスリットを設けて自然対流の流
路とするものである。

（作　用）ストレッチチューブとポンプケーシングとの間の環状水
隙部に、温度差による自然対流が生じ。

これにより、新らしい水をパージ水の一部として供給す
ることで隙間腐食を防止することが可能となる。

（実施例）本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第５図は本発明の一実施例の縦断面図である。

同図に示すように、原子炉圧力容器１には上下方向にの
びるポンプノズル２が形成されており、このポンプノズ
ル２の上端部には上側が小径となるテーパ一部３が形成
されている。このポンプノズル２のテーパ一部３の内周
面にはポンプケーシング４の上端部が取り付けられてい
る。このポンプケーシング４はポンプノズル２内を下方
に延在し。

下端の大径部５は原子炉圧力容器２の外部に位置するよ
うに配設されている。ポンプケーシング４の大径部５内
にはステータ６が固定配置されており、このステータ６
の中心部には、ロータ７が対向配置され、インターナル
ポンプのモータ一部が形成される。ロータ７の上端には
ポンプケーシング４を挿通して、原子炉圧力容器２内に
到達するポンプシャフト８が設けられている。このポン
プシャフト８の上端にはポンプインペラ９が取付けられ
ており、このインペラ９の外周にはディフューザ１０の
外筒１１が配設されていてインターナルポンプのポンプ
部が構成される。この外筒１１に連設されたディフュー
ザ１０の内筒１２は前記ポンプノズル２のテーパ部３上
に着座しており、このディフューザ１０は円筒形のスト
レッチチューブ１３により固定されている。即ちポンプ
ノズル２およびポンプシャフト８間に設けられているス
トレッチチューブ１３の上下端にはフランジ１４、ナツ
ト１５が周設されており、ディフューザ１０はフランジ
１４、ナット１５で前記内筒１２およびポンプケーシン
グ４に形成された段部１６．１７に係合して保持されて
いる。

ポンプインペラ９およびディフューザ１０の内筒１２か
らポンプシャフト８および内筒１２間には１次冷却材た
る炉水が侵入することを防止するため即ち炉内の不純物
がポンプケーシング４内部に侵入することを防止するた
めのパージ水導入管１８が、ポンプケーシング４に接続
されており、パージ水がポンプケーシング４およびスト
レッチチューブ１３間に導入されるように構成されてい
る。なお前記ディフューザ１０の外筒１１の近傍には炉
内構造物１９が配設されている。

本発明に係るストレッチチューブ部分の詳細図を第１図
に示す、第１図においてストレッチチューブ１３の外側
に、内側隔離筒２０を、さらにその外側に外側隔離筒２
１を設け、ストレッチチューブ１３の外壁とポンプケー
シング４の内壁との間の環状水隙部を分割し、水防２２
．２３．２４を設けている。

また内側隔離筒２０−の上端、下端にはそれぞれスリッ
ト２６ａと貫通孔２５ａを、外側隔離筒２１の上端、下
端、下端にはそれぞれ貫通孔２５ｂとスリット２６ｂを
設け、水路を形成する。

ストレッチチューブ１３は上端をフランジ１４でディフ
ューザ内筒１２に固定され、下端をナツト１５でネジ部
２７によりポンプケーシング４の段部１７に固定される
。またストレッチチューブ１３の下部には、内側隔離筒
２０、下部の貫通孔２５ａの近傍にリーク孔２８を設け
る。更にその下方のストレッチチューブ１３の大径部に
は、これと相対峙するポンプケーシング４に形成したパ
ージ水導入管１８近傍に孔径の大きな通水孔２９を設け
る。

第２図、第３図はそれぞれ、内側隔離筒２０、外側隔離
筒２１の部分外観図である６各隔離筒２０．２１は、そ
れぞれの筒の内側の筒との間隙を均一、−定に保つため
、部表面にいくつかのディンプル３０ａ、　３０ｂ、　
３０ｃ、　−３０ｇを設けている。

本実施例のストレッチチューブ１３は、水防部の拡大図
の第４図に示すようにポンプケーシング４との水防部に
複数の円筒、すなわち隔離筒２０．２１を配すことによ
り、中間の水防部が断熱層となりポンプケーシング４の
高温側の冷却が小さくなり。

またストレッチチューブ１３の低温側との温度差が大き
くなる。そこで、ポンプケーシング４側の水防の温度と
ストレッチチューブ１３側の水防の温度差により、スト
レッチチューブ１３側で下降流ｖ４、ポンプケーシング
４側で上昇流ｖ２が生じ、水防部に流れが生じるように
なる。また一方、パージ水Ｗはストレッチチュ一方３の
下方の大量径の貫通孔からほとんどがポンプシャフト８
との水防部へ流れ込むが一部は、ストレッチチューブ１
３とポンプケーシング４との水防部へ流れ込みＶｌ、上
記対れ込むように作用する。この流量＞−ｈＫ２８の口
径を前もって、上記対流を妨げないように後述のように
小さく設定しておくものとする。

一方ストレッチチューブ１３に近い内側隔離筒２０には
上端部にスリット２６ａ、下端近傍に小口径の貫通孔２
５ａを設け、ポンプケーシング４に近い外側隔離筒２１
には上端近傍に小口径の貫通孔２５ｂを下端部にはスリ
ット２６ｂを設ける。このとき、第４図に示すように、
隔離筒２０．２１等で形成されるし水防２２．２４をまたがって、ストレッチチューブ１３
の低湿壁による冷却と、ポンプケーシング４の高温壁に
よる加熱により自然対流が生ずる。このときの流速は、
水防２２．２４の幅Ｄ、高さＨ１水隙の平均的な温度Ｔ
ａと低温部水防２２、高温水防２４の各温度Ｔユ、Ｔ２
に対応する水の比重γａおよびΔγ、また貫通孔２５の
口径ｄおよびその数として流れ方向の数ｎと流れに対し
並列の数ｍ、更に水防２２゜２４の平均的な水平断面積
Ａにより、水防２２．２４をこの流速ｖＬ１１はパージ
水による流速Ｖ、を越えないこと（Ｖｌｌ＜Ｖ３）を条
件とし、流速Ｖｍの計算値が０．５ｍ＋／ｓを越えれば
、前述の水防２２．２４をまたがる自然対流が得られる
。

そこで、上記の条件を満たす貫通孔２５ａ　、　２５ｂ
の口径ｄを選定する。またこの口径の選定においては、
熱伝達の観点からはなるべく流速が小さくなるようにす
ることが望ましく、約１０　ｍ　／　ｓ以下を目標とす
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、ストレッチチュ
ーブとポンプケーシング間の水防部に温度差により自然
対流を生ゼしぬ、これにより新しい水をパージ水の一部
で供給することで隙間腐食を未然に防止することができ
る。

また隔離筒の貫通孔の口径を制御することで、伝熱量を
制限し、サーマルインショレーションの効果と持たせ、
加熱パージ水の水防部への流入をストレッチチューブに
設けたリーク孔２８と貫通孔の口径を調節することで制
御でき、ポンプケーシングを自然対流による冷却以上に
冷すことなどしなくても対流効果が得られ、さらにポン
プケーシングの過度な冷却がないため、ノズルに生じる
熱応力も小さく押えられ、強度上、耐圧部の信頼性や発
生応力の余裕が大幅に増加し、ｇ４炉の安全性、信頼性
の向上が図れる。

【図面の簡単な説明】図面は本発明の一実施例を示すものであって、第１図は
スレッチチューブ付近の詳細縦断面図。第２図および第３図はそれぞれ、内側隔離筒、外側隔離
筒の部分外観図、第４図は隔離筒で形成されろ水防を拡
大し、流動を説明する部分断面図、第５図は、インター
ナルポンプおよび原子炉容器のポンプノズルを示す縦断
面図である。１・・・原子炉圧力容器　　　４・・・ポンプケーシン
グ８・・・ポンプシャフト　　　１３・・・ストレッチ
チューブ１８・・・パージ水導入管　　　２ｏ・・・内
側隔離筒２１・・・外側隔離筒　　　　　２２，２３，
２４・・・水隙代理人　弁理士　則　近　憲　佑同　　三俣弘文第１図第２図　　　第３図Ｗ第４図第５図

Claims

【特許請求の範囲】

ポンプケーシングとこのポンプケーシング内を挿通する
ポンプシャフトと、このポンプシャフト上端に取り付け
られた冷却材循環用のポンプインペラと、このポンプイ
ンペラを収容するディフューザと、このディフューザを
前記ポンプケーシングに固定する円筒形のストレッチチ
ューブとを具備し、前記ポンプケーシングおよび前記ポ
ンプシャフト間にパージ水を流すようにした原子炉用イ
ンターナルポンプにおいて、前記ストレッチチューブと
前記ポンプケーシングとの間の環状水隙部に複数の円筒
状の隔離筒を挿入して該環状水隙部を半径方向に略均等
に分割するようにし、最外周の隔離筒上部と最内周の隔
離筒下部に複数の貫通孔を穿設し、一方最外周の隔離筒
の下端と、最内周の隔離筒の上端にスリットを設けて自
然対流路を設けたことを特徴とするインターナルポンプ
。