(57)【要約】【課題】摩耗量が把握でき、交換を適切に行えるメカニカルシールの状態監視システム及び状態監視方法を提供する。【解決手段】本発明のメカニカルシールの状態監視システムは、原子炉冷却材再循環ポンプ１と、メカニカルシール７と、原子炉冷却材再循環ポンプ１の運転中にメカニカルシール７のシール室２１Ｒに液体が流入する第１ラインｈ３および前記シール室２２Ｒから液体が排出される第２ラインｈ４、ｈ５とを備える原子炉冷却材再循環システムＳにおけるメカニカルシールの状態監視システムＳｊであって、第１ラインｈ３の液体中の粒子の量および第２ラインｈ４、ｈ５の液体中の粒子の量を各々計測し、各第１・第２ラインｈ３、ｈ４ｈ５に設置される第１・第２摩耗量計測器３１、３２、３３を備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉格納容器内に設置され、原子炉冷却材を循環させる原子炉冷却材再循環ポンプと、
前記原子炉冷却材再循環ポンプの稼動により回転する回転部と当該回転部と摺動する静止部との間をシールするメカニカルシールと、
前記原子炉冷却材再循環ポンプの運転中に前記メカニカルシールのシール室に液体が流入する第１ラインおよび前記シール室から液体が排出される第２ラインとを備える原子炉冷却材再循環システムにおけるメカニカルシールの状態監視システムであって、
前記第１ラインに設置され、前記第１ラインの液体中に含まれる粒子の量を計測する第１摩耗量計測器と、
前記第２ラインに設置され、および前記第２ラインの液体中に含まれる粒子の量を計測する第２摩耗量計測器とを、
備えることを特徴とするメカニカルシールの状態監視システム。
【請求項２】
請求項１に記載のメカニカルシールの状態監視システムにおいて、
前記第１摩耗量計測器と前記第２摩耗量計測器で計測した信号を前記原子炉格納容器の外部の受信装置に送信するペネトレーションまたは無線送受信機と、
前記信号に基づき、前記メカニカルシールの摺動部品の摩耗量をモニタリングする監視装置とを備える
ことを特徴とするメカニカルシールの状態監視システム。
【請求項３】
請求項１に記載のメカニカルシールの状態監視システムにおいて、
前記第１ラインは、前記メカニカルシールのシール室への流入ラインであるパージ水ラインであり、
前記第２ラインは、排出ラインであるリークライン及びＣＢＯラインであり、
前記排出ラインにおける前記第２摩耗量計測器の計測値の和から前記流入ラインの前記第１摩耗量計測器の計測値を減算して、前記メカニカルシール内部で発生した摩耗量を計測する算出装置を備える
ことを特徴とするメカニカルシールの状態監視システム。
【請求項４】
請求項１に記載のメカニカルシールの状態監視システムにおいて、
前記第１摩耗量計測器は、光源により、第１ラインの途中に設けたフローセルまたはドレン容器として設けたフローセルを照射し、遮蔽された光または散乱光を第１受光素子で計測し、
前記第２摩耗量計測器は、光源により、第２ラインの途中に設けたフローセルまたはドレン容器として設けたフローセルを照射し、遮蔽された光または散乱光を第２受光素子で計測する
ことを特徴とするメカニカルシールの状態監視システム。
【請求項５】
原子炉冷却材再循環ポンプとメカニカルシールと第１ラインおよび第２ラインとを備える原子炉冷却材再循環システムにおける第１摩耗量計測器と第２摩耗量計測器とを有するメカニカルシールの状態監視方法であって、
前記冷却材再循環ポンプは、原子炉格納容器内の冷却材を循環させ、
前記メカニカルシールは、前記冷却材再循環ポンプの稼動により回転する回転部と当該回転部と摺動する静止部との間をシールし、
前記原子炉冷却材再循環ポンプの運転中に、前記第１ラインから前記メカニカルシールのシール室に液体が流入するとともに、前記第２ラインを通して前記シール室から液体が排出され、
前記第１摩耗量計測器は、前記第１ラインの液体中に含まれる粒子の量を計測し、
前記第２摩耗量計測器は、前記第２ラインの液体中に含まれる粒子の量を計測する
ことを特徴とするメカニカルシールの状態監視方法。
【請求項６】
請求項５に記載のメカニカルシールの状態監視方法において、
前記第１摩耗量計測器は、
光源の光で前記第１ラインの途中に設けられるフローセルまたはドレン容器として設けられるフローセルを照射し、遮蔽された光または散乱光を第１受光素子で計測することにより、前記第１ラインに流入する液体中に含まれる粒子の量を計測し、
前記第２摩耗量計測器は、
光源の光で前記第２ラインの途中に設けられるフローセルまたはドレン容器として設けられるフローセルを照射し、遮蔽された光または散乱光を受光素子で計測することにより、前記流出ラインら流出する液体中に含まれる粒子の量を計測する
ことを特徴とするメカニカルシールの状態監視方法。
【請求項７】
請求項５に記載のメカニカルシールの状態監視方法において、
算出装置は、前記第２ラインにおける前記第２摩耗量計測器の計測値の和から前記第１ラインの前記第１摩耗量計測器の計測値を減算して、前記メカニカルシール内部で発生した摩耗量を求める
ことを特徴とするメカニカルシールの状態監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メカニカルシールの状態監視システム、およびメカニカルシールの状態監視方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、メカニカルシールの摩耗量を計測する方法としては、摺動部品の摩耗によって生じる摺動部品や周辺部品の変位や表面を計測する方法がある（特許文献１〜４）。これらの方法では、メカニカルシールの内部に計測機器を設置する必要がある。そのため、計測機器を設置するにはメカニカルシールの構造を変更する必要がある。
【０００３】
一方、メカニカルシールの摩耗監視方法としては、メカニカルシールから排出される液体中の摩耗粉の濃度を測定する方法もあるが（特許文献５）、メカニカルシールへ流入する液体については測定をしていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２９４１３２号公報
【特許文献２】特開２０００−１８６７７４号公報
【特許文献３】特開平０６−２４１３２５号公報
【特許文献４】特開平０５−１６４２５１号公報
【特許文献５】特開２０１２−１９７９０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述のメカニカルシールの摩耗監視方法に従うと、排出のためパージ水ラインからメカニカルシールへ流入する混在物もメカニカルシール内で発生する摩耗粉の一部としてカウントする可能性がある。
【０００６】
原子炉冷却材再循環ポンプの軸封部であるメカニカルシールにおいては、ポンプ運転中にメカニカルシール内の運転パラメータ（圧力、温度、ＣＢＯ流量、漏洩量など）を常時計測しており、計測結果からメカニカルシールのシール機能が保たれていることをリアルタイムで確認している。
【０００７】
一方で、日本国内においては、ポンプ運転中の運転パラメータ計測結果に関わらず、１３ヶ月毎の定期検査において、メカニカルシールの摺動部品は、毎回、新品に定期的に交換されている。メカニカルシールの摺動部品については、部品同士の初期馴染みの良否がシール性に影響を与えることが一般的に知られている。
そのため、摺動部品の摩耗量が規定値以下であれば、部品交換を実施しない方が、前回運転時の摺動部品同士の当たり面が維持され、良好なシール性を保つことが期待できる。
上述のことから、従来のメカニカルシールの摺動部品の定期的な交換は良好なシール性を保つという観点を満足できるものではない。
【０００８】
本発明は上記実状に鑑み創案されたものであり、メカニカルシールの摩耗量が把握でき、メカニカルシールの交換を適切に行えるメカニカルシールの状態監視システムおよびメカニカルシールの状態監視方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するため、第１の本発明のメカニカルシールの状態監視システムは、原子炉格納容器内に設置され、冷却材を循環させる原子炉冷却材再循環ポンプと、前記原子炉冷却材再循環ポンプの稼動により回転する回転部と当該回転部と摺動する静止部との間をシールするメカニカルシールと、前記原子炉冷却材再循環ポンプの運転中に前記メカニカルシールのシール室に液体が流入する第１ラインおよび前記シール室から液体が排出される第２ラインとを備える原子炉冷却材再循環システムにおけるメカニカルシールの状態監視システムであって、前記第１ラインに設置され、前記第１ラインの液体中に含まれる混在物の量を計測する第１摩耗量計測器と、前記第２ラインに設置され、および前記第２ラインの液体中に含まれる粒子の量を計測する第２摩耗量計測器とを、備えている。
【００１０】
第２の本発明のメカニカルシールの状態監視方法は、第１の本発明のメカニカルシールの状態監視システムを実現する方法である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、メカニカルシールの摩耗量が把握でき、メカニカルシールの交換を適切に行えるメカニカルシールの状態監視システムおよびメカニカルシールの状態監視方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る原子力プラントの構成を示す模式図
【図２】本発明に係る実施形態の原子炉冷却材再循環システムにおける原子炉冷却材再循環ポンプの模式的外形図。
【図３】本発明に係る実施形態の原子炉冷却材再循環ポンプで使用されているメカニカルシールの一例の構成を示したメカニカルシールの断面模式図。
【図４】メカニカルシールの摩耗量を計測する一実施例のメカニカルシール周りとメカニカルシールの状態監視システムを示す模式図。
【図５】（ａ）は光遮蔽方式で粒子量を計測する摩耗量計測器を示す模式図、（ｂ）は光散乱方式で粒子量を計測する摩耗量計測器を示す模式図、（ｃ）はドレン容器方式で粒子量を計測する摩耗量計測器を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
本発明は、原子炉冷却材再循環ポンプのメカニカルシールに係る発明である。
【００１４】
本発明では、原子炉冷却材再循環ポンプの運転中に、メカニカルシール７（図４参照）の摺動部品の摩耗量をメカニカルシールの排出ライン（ｈ４、ｈ５）を流れる流体に含まれる摩耗粉の濃度を計測し、状態監視する。そして、原子炉冷却材再循環ポンプの運転中にメカニカルシール７から排出されるライン（ｈ４、ｈ５）及び流入するライン（ｈ３）の液体中に含まれるメカニカルシール７の摩耗粉及び流入物の濃度を測定することで、メカニカルシール７の摺動部品の摩耗量を常時モニタリングすることを特徴とする。
これにより、従来のメカニカルシール７の定期的な交換周期よりも、メカニカルシール７のシール性をより長く安定させ、かつ摺動部品の交換時期を延長することが可能となる。
【００１５】
図１は、本発明の実施形態に係る原子力プラントＰの構成を示す模式図である。
本発明が適用される実施形態の原子力プラントＰの構成から説明する。
実施形態の原子力プラントＰは、沸騰水型軽水炉である。
核反応する燃料棒１１は、冷却材ｗ１中に沈められ冷却され、原子炉圧力容器１２で覆われている。原子炉圧力容器１２は、原子炉格納容器１３で覆われている。
【００１６】
原子炉圧力容器１２には、蒸気となったり、燃料棒１１を冷却するための水（原子炉冷却材ｗ１）が給水ポンプ（図示せず）を用いてパイプｐ１から送り込まれている。燃料棒１１の核反応の熱により蒸発した蒸気はパイプｐ２からタービン（図示せず）に送り出されている。
原子炉圧力容器１２に収容される原子炉冷却材ｗ１は原子炉冷却材再循環ポンプ１（図２参照）で循環されている。
【００１７】
図２は実施形態の原子炉冷却材再循環システムＳの原子炉冷却材再循環ポンプ１の模式的外形図である。
原子炉冷却材再循環システムＳは、原子炉冷却材ｗ１を循環させる原子炉冷却材再循環ポンプ１、これを駆動するモータ２、および原子炉冷却材再循環ポンプ１に接続されている系統（吸込み側配管１ｉ、吐出側配管１ｏ）を具備している。
原子炉冷却材再循環ポンプ１は、渦巻型ケーシングを持つ縦型ポンプであり、加熱した原子炉水を循環させる目的を持つ。
【００１８】
原子炉冷却材再循環ポンプ１は、インペラ（羽根車）３とそれに接続されているポンプ軸４、これらを内包するケーシング５およびケーシングカバー６で構成されている。
ケーシング５には、原子炉から水の原子炉冷却材ｗ１を引き込み、原子炉に戻すための吸込み側配管１ｉと吐出側配管１ｏとが接続されている。原子炉冷却材再循環ポンプ１に対し吸込側の吸込み側配管１ｉがケーシング５の下方に接続され、吐出側の吐出側配管１ｏがケーシング５の側方に接続されている。
【００１９】
原子炉冷却材再循環ポンプ１には原子炉水（原子炉冷却材ｗ１）を外部に漏出させないようにシールするメカニカルシール７が設置されている。また、メカニカルシール７の外部からはメカニカルシール７を冷却するとともに、原子炉水をパージするためのパージ水が、パージ水ラインｈ３（図３参照）から注水されている。図３は、原子炉冷却材再循環ポンプ１で使用されているメカニカルシール７の一例の構成を示した図であり、メカニカルシール７の断面模式図である。
【００２０】
＜メカニカルシール７＞
原子炉冷却材再循環ポンプ１のメカニカルシール７は、原子炉水および原子炉水をパージするためのパージ水を封水するために設置されている。メカニカルシール７は、確実に封水を行うために、図３に示すように、下部と上部の２段の第１段摺動部２１と第２段摺動部２２とで圧力を分坦し、封水を実施している。
【００２１】
第１段摺動部２１は、主に回転側の回転シールリング２３と静止側の静止シールリング２５とで構成されている。また、第２段摺動部２２は、主に回転側の回転シールリング２４と静止側の静止シールリング２６とで構成されている。
第１段摺動部２１は、回転シールリング２３と静止シールリング２５とを摺り合わせることで封水を実現している。回転シールリング２３と静止シールリング２５との間には水膜が形成され、水膜で封水が実現されている。
【００２２】
同様に、第２段摺動部２２は、回転シールリング２４と静止シールリング２６とを摺り合わせることで封水を実現している。回転シールリング２４と静止シールリング２６との間には水膜が形成され、水膜で封水が実現されている。
【００２３】
例えば、回転シールリング２３、２４はそれぞれ主な材質としてカーボンを用いて製作されている。また、静止シールリング２５、２６はそれぞれ主な材質としてシリコンカーバイドを用いて製作されている。なお、回転シールリング２３、２４、静止シールリング２５、２６の各材質は任意である。
【００２４】
上下の第２段摺動部２２と第１段摺動部２１との間には、それぞれの摺動部が均等の圧力条件で封水を行うために、圧力制御用のための減圧機構２７、２８がそれぞれ設置されている。例えば、第１シール室２１Ｒは約７ＭPaに圧力が保たれ、第２シール室２２Ｒは約３．５ＭPaに圧力が保たれている。これにより、第１シール室２１Ｒと第２シール室２２Ｒとでほぼ均等な圧力での軸封が行われる。減圧機構２７、２８は例えば細いチューブを用いて圧損により減圧が行われる。
【００２５】
図３に示すように、メカニカルシール７の外部からは、原子炉水のパージを行う（原子炉水がシール室に入らないようにする）ための水を供給する配管であるパージ水ラインｈ３が設置されている。パージ水ラインｈ３からは、一定量のパージ水（洗浄水）が第１シール室２１Ｒに注水され続けている。
【００２６】
また、メカニカルシール７の下部の第１シール室２１Ｒと、上部の第２シール室２２Ｒとの圧力差を調整するために、コントロールブリードオフライン（ＣＢＯラインｈ４）が設置されている。ＣＢＯラインｈ４にはパージ水ラインｈ３からの水がある一定量流れ続けている。
【００２７】
一方、第２段摺動部２２の回転シールリング２４と静止シールリング２６との摺動面を通じた漏洩経路として、シールリークラインｈ５が設置されている。シールリークラインｈ５を通じて、パージ水ラインｈ３からの少量の水が原子炉冷却材再循環ポンプ１の外部に排出される。
【００２８】
＜メカニカルシール７の摩耗量の計測＞
図４は、メカニカルシール７の摩耗量を計測する一実施例のメカニカルシール７周りとメカニカルシールの状態監視システムＳｊを示す模式図である。
メカニカルシール７の第１シール室２１Ｒに流入するパージ水ラインｈ３には、第１摩耗量計測器３３が設置されている。第１摩耗量計測器３３は、パージ水ラインｈ３を流れ、メカニカルシール７の第１シール室２１Ｒに流入するパージ水に含まれる混在物の粒子等を計測する。
【００２９】
また、メカニカルシール７の第２シール室２２Ｒから排出するシールリークラインｈ５には、第２摩耗量計測器３１が設置されている。また、ＣＢＯラインｈ４には、第２摩耗量計測器３２が設置されている。第２摩耗量計測器３１は、シールリークラインｈ５を流れる漏洩水に含まれる粒子（メカニカルシール７の摩耗粉）を計測する。第２摩耗量計測器３２は、ＣＢＯラインｈ４を流れる水に含まれる粒子（メカニカルシール７の摩耗粉）を計測する。
第２摩耗量計測器３１、第２摩耗量計測器３２、および第１摩耗量計測器３３を設けることで、メカニカルシール７の摩耗量を把握することが可能となる。
【００３０】
第２摩耗量計測器３１、第２摩耗量計測器３２、および第１摩耗量計測器３３は、それぞれ計測処理装置３４に電気的に接続されている（接続は有線もしくは無線）。計測処理装置３４には、第２摩耗量計測器３１、第２摩耗量計測器３２、および第１摩耗量計測器３３の各計測信号が入力される。
メカニカルシールの状態監視システムＳｊは、少なくとも第２摩耗量計測器３１、第２摩耗量計測器３２、および第１摩耗量計測器３３を備えている。また、メカニカルシールの状態監視システムＳｊとして、計測処理装置３４を備えることで、第２摩耗量計測器３１、第２摩耗量計測器３２、および第１摩耗量計測器３３の計測値の情報を収集できる。
【００３１】
図５は、摩耗量の計測装置の第２摩耗量計測器３１、第２摩耗量計測器３２、および第１摩耗量計測器３３の一実施例を図示したものである。図５（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ一実施例を示す摩耗量計測器（３１、３２、３３）の模式図である。
図５（ａ）は、光遮蔽方式で粒子量を計測する摩耗量計測器（３１、３２、３３）を示す模式図である。図５（ｂ）は、光散乱方式で粒子量を計測する摩耗量計測器（３１、３２、３３）を示す模式図である。図５（ｃ）は、ドレン容器方式で粒子量を計測する摩耗量計測器（３１、３２、３３）を示す模式図である。
【００３２】
＜光遮蔽方式＞
図５（ａ）に示す光遮蔽方式の計測では、中空チャンバのフローセル４１と光源４２とフローセル４１を透過した光を受光する受光素子４３とを備えている。
フローセル４１はメカニカルシール７の流入及び流出ライン（ｈ３、ｈ４、ｈ５）の途中に設置される。前記したように、メカニカルシール７の流入ラインとは、パージ水ラインｈ３（図４参照）である。メカニカルシール７の流出ラインとは、ＣＢＯラインｈ４（図４参照）とシールリークラインｈ５とである。
【００３３】
光源４２は、フローセル４１に向かって発光する。光源４２の光はフローセル４１の内部の粒子を照射し、粒子で遮光される。受光素子４３は、遮光蔽された以外のフローセル４１を透過した光を受光する。
【００３４】
具体的には、光遮蔽方式では、光源４２からの光が、流入及び流出ライン（ｈ３、ｈ４、ｈ５）に設置されたフローセル４１を照射すると、フローセル４１の内部の摩耗粉により光が一部遮蔽され受光素子４３が受ける光が弱くなる。そこで、光が遮られた回数および大きさにより、摩耗粉の粒子数と粒子径が計測される。つまり、受光素子４３において、粒子により光が遮蔽された際の電気信号の電圧降下が粒子数および粒子径として算出される。
なお、流入及び流出ライン（ｈ３、ｈ４、ｈ５）の流量が少ない場合の摩耗粉の計測に際しては、フローセル４１の上流ラインまたはフローセル４４の内部において液体を掻き混ぜて摩耗粉を計測し易いようにするとよい。
【００３５】
＜光散乱方式＞
図５（ｂ）に示す光散乱方式の計測では、中空チャンバのフローセル４４と、光源４５と、フローセル４４内で散乱した光を受光する受光素子４６とを備えている。
フローセル４４は、メカニカルシール７の流入及び流出ライン（ｈ３、ｈ４、ｈ５）（図４参照）の途中に設置される。
【００３６】
光源４５は、フローセル４４に向かって照射し、光がフローセル４１の内部の粒子を照射し、粒子により散乱される。受光素子４３は、フローセル４１の内部の粒子で散乱された光を受光する。
光散乱方式では、光源４５からの光が、フローセル４４及び摩耗粉にて散乱すると、散乱光を受光素子４６が受光する。受光素子４６は、散乱光を受光した回数および大きさを、摩耗粉の粒子数および径として計測する。
【００３７】
受光素子４６において、粒子により光が散乱された際の電気信号の電圧上昇を粒子数および粒子径として算出する。例えば、粒子径の大きさのパルス信号が得られる。
なお、流入及び流出ライン（ｈ３、ｈ４、ｈ５）の流量が少ない場合の摩耗粉の計測に際しては、フローセル４４の上流ラインまたはフローセル４４の内部において液体を掻き混ぜて摩耗粉を計測し易いようにするとよい。
【００３８】
＜ドレン容器方式＞
図５（ｃ）に示すドレン容器方式は、メカニカルシール７の流入及び流出ライン（ｈ３、ｈ４、ｈ５）の流量が少ない場合に好適に採用される。
ドレン容器方式は、流入及び流出ライン（ｈ３、ｈ４、ｈ５）の途中にドレン容器４７が接続されている。
【００３９】
ドレン容器方式では、流入及び流出ライン（ｈ３、ｈ４、ｈ５）を流れる液体を一時的にドレン容器４７で受ける。そして、ドレン容器４７をフローセルとして使用して、上述の光遮蔽方式または光散乱方式にて、ドレン容器４７の内部の摩耗粉を計測する。
計測に際しては、ドレン容器４７の上流の液体またはドレン容器４７の内部の液体を掻き混ぜて摩耗粉を計測し易いようにするとよい。
なお、ドレン容器４７に液体が所定量以上溜まった場合には、弁（図示せず）を開いて、適宜排出する。
【００４０】
第２摩耗量計測器３１、第２摩耗量計測器３２、および第１摩耗量計測器３３で計測した粒子や混在物の数や大きさ（摩耗量）の計測信号は、それぞれ計測処理装置３４（図４参照）に出力される。
上述の光遮蔽方式、光散乱方式、およびドレン容器方式を用いることで、流入及び流出ライン（ｈ３、ｈ４、ｈ５）を流れる液体に含まれる粒子を計測できる。
【００４１】
＜メカニカルシール７の摩耗量の算出＞
次に、メカニカルシール７の摩耗量の算出について説明する。
図４に示すように、第２摩耗量計測器３１からの情報（計測信号）により、第１・第２段摺動部２１、２２の下流に位置するシールリークラインｈ５を流れる水に含まれる粒子量（摩耗量や混在物の量）の情報を取得できる。
【００４２】
また、第２摩耗量計測器３２からの情報により、第１・第２段摺動部２１、２２の下流に位置するＣＢＯラインｈ４を流れる水に含まれる粒子量（摩耗量や混在物の量）の情報を取得できる。
【００４３】
また、第１摩耗量計測器３３からの情報により、第１・第２段摺動部２１、２２の上流に位置するパージ水ラインｈ３を流れる水に含まれる粒子量（混在物の量）の情報を取得できる。
【００４４】
そこで、流出量である（第２摩耗量計測器３１の粒子量の計測値）Ｋ１と（第２摩耗量計測器３２の粒子量の計測値）Ｋ２との和から、流入量（第１摩耗量計測器３３の粒子量の計測値）Ｋ０を減算することで、メカニカルシール７の摺動部から発生した摩耗の量Ｍが下式（１）で算出される。
摩耗の量Ｍ  ＝  Ｋ１  ＋  Ｋ２  −  Ｋ０          （１）
式（１）を用いることで、メカニカルシール７の摺動部の摩耗の量Ｍを求めることができる。
【００４５】
＜摩耗量の信号送受信部＞
次に、摩耗量の情報の送受信について説明する
第１・第２・第３摩耗量計測器３１、３２、３３で摩耗量を計測した計測信号は、計測処理装置３４（図４、図１参照）送信される。
図１に示すように、計測処理装置３４の信号は、原子炉格納容器１３の内部から外部に送受信される。図１には、原子炉格納容器１３の外部へ送受信する信号送受信部の一実施例を模式的に示している。
【００４６】
例えば、有線の例としては、原子炉格納容器１３の内部に取付けられた計測処理装置３４の信号は、シールされた貫通部のペネトレーション５１を介してケーブルｃ１を通して送信され、原子炉格納容器１３の外部の受信装置兼計器盤５２に送信される。
受信装置兼計器盤５２では、式（１）の関係から摩耗の量Ｍが算出される。
受信装置兼計器盤５２で算出された摩耗量の値Ｍは、表示装置（図示せず）に表示され作業員が読む。または、作業員のパソコンに表示されたり、発電所の原子炉管理システム等に管理データとして出力される。
【００４７】
例えば、無線の例としては、原子炉格納容器１３の内部に取付けられた計測処理装置３４の信号は、無線送信機５３と、原子炉格納容器１３に取付けられた無線送受信機５５と、原子炉格納容器１３の外部に取付けられた無線受信機５４を介して、受信装置兼計器盤５６に送信される。
受信装置兼計器盤５６では、式（１）の関係から摩耗の量Ｍが算出される。
受信装置兼計器盤５６で算出された摩耗量の値Ｍは、表示装置に表示され作業員が読む。または、作業員のパソコンに表示されたり、発電所の管理システム等に管理データとして出力される。
【００４８】
ペネトレーション５１または無線送受信機５５と、計測処理装置３４からの信号に基づき、メカニカルシール７の摺動部品の摩耗量をモニタリングする監視装置の受信装置兼計器盤５２、５６とを備えることで、原子炉格納容器１３の外部からメカニカルシール７の摺動部品の摩耗量を監視できる。
【００４９】
なお、図１では、一方側を有線で計測情報を送信し、他方側を有線で計測情報を送信する場合を例示しているが、両方とも、有線で計測情報を送信する構成としたり、両方とも、無線で計測情報を送信する構成とできることは勿論である。
【００５０】
上記構成によれば、原子炉冷却材再循環ポンプ１の運転中に、メカニカルシール７の摺動部品の摩耗量を計測、状態監視することができる。そのため、メカニカルシール７の摺動部品の摩耗状態を常時監視できる（モニタリングできる）。
【００５１】
従って、従来、メカニカルシール７の摺動部品の摩耗状態を把握せずに行われていた定期的な摺動部品の交換の周期よりも、メカニカルシール７の摺動部品の交換周期とシール性をより長く安定させることができる。また、メカニカルシール７の摺動部品の交換時期を、メカニカルシール７の摺動部品の摩耗状態に応じて適切に延長することができる。
【００５２】
以上のことから、原子炉冷却材再循環ポンプ１の運転中にメカニカルシール７の摺動部品の摩耗量を合理的に推定することができる。そのため、摩耗量の計測を実施していなかった従来の定期的な部品交換よりも、良好なシール状態をより長く維持できる。従って、原子力プラントＰの安定運転に寄与できる。結果として、原子力プラントＰの稼働率向上に役立つ。また、部品交換の頻度も低減するため、部品交換に携わる作業員の被ばく線量の低減にも繋がる利点がある。
【００５３】
なお、前記実施形態は、本発明の一例を示したものであり、特許請求の範囲内で様々な具体的形態、変形形態が可能である。
【符号の説明】
【００５４】
1      原子炉冷却材再循環ポンプ
１ｉ    吸込み側配管
１ｏ    吐出側配管
２      モータ
３      インペラ（羽根車）
４      ポンプ軸
５      ケーシング
６      ケーシングカバー
７      メカニカルシール
１１    燃料棒
１２    原子炉圧力容器
１３    原子炉格納容器
２１    第１段摺動部
２２    第２段摺動部
２１Ｒ  第１シール室（シール室）
２２Ｒ  第２シール室（シール室）
２３    回転シールリング（回転部）
２４    回転シールリング（回転部）
２５    静止シールリング（静止部）
２６    静止シールリング（静止部）
２７、２８  減圧機構
３１    摩耗量計測器（第２摩耗量計測器）
３２    摩耗量計測器（第２摩耗量計測器）
３３    摩耗量計測器（第１摩耗量計測器）
３４    計測処理装置
４１、４４  フローセル
４２、４５  光源
４３、４６  受光素子（第１受光素子、第２受光素子）
４７    ドレン容器
５１    ペネトレーション
５２    受信装置兼計器盤（受信装置、監視装置、算出装置）
５３    無線送信機
５４    無線受信機
５５    無線送受信機
５６    受信装置兼計器盤（受信装置、監視装置、算出装置）
ｈ３    パージ水ライン（第１ライン）
ｈ４    ＣＢＯライン（第２ライン）
ｈ５    シールリークライン（第２ライン、リークライン）
ｐ１、ｐ２  パイプ
ｗ１    原子炉冷却材
Ｐ      原子力プラント
Ｓ    原子炉冷却材再循環システム
Ｓｊ  メカニカルシールの状態監視システム
【図１】
2018119790.tif 000003
【図２】
2018119790.tif 000004
【図３】
2018119790.tif 000005
【図４】
2018119790.tif 000006
【図５】
2018119790.tif 000007