(57)【要約】      （修正有）【課題】ＳＢＯ（全交流電源喪失）発生後、高温高圧流体が到達したときでもポンプシャフト周囲のシール機能を保持可能にする。【解決手段】ポンプ用シール装置１０は、ポンプシャフト１２又は該ポンプシャフトとともに回転する回転部材の外周側に設けられるシール装置であって、樹脂製のシールリング１４を備え、（ａ）前記シールリングのシール部は、強化繊維および金属線材を含まない上流側領域１６と、前記上流側領域に対して流体リーク経路の下流側に位置して、強化繊維又は金属線材の少なくとも一方を含む下流側領域１８と、を含む、または、（ｂ）強化繊維および金属線材を含まない前記シールリングに対して流体リーク経路の下流側に位置するバックアップリングは、強化繊維又は金属線材の少なくとも一方を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプシャフト又は該ポンプシャフトとともに回転する回転部材の外周側に設けられるシール装置であって、
樹脂製のシールリングを備え、
（ａ）前記シールリングのシール部は、
強化繊維および金属線材を含まない上流側領域と、
前記上流側領域に対して流体リーク経路の下流側に位置して、前記強化繊維又は前記金属線材の少なくとも一方を含む下流側領域と、
を含む、
または、
（ｂ）前記強化繊維および前記金属線材を含まない前記シールリングに対して前記流体リーク経路の下流側に位置するバックアップリングは、前記強化繊維又は前記金属線材の少なくとも一方を含む
ことを特徴とするポンプ用シール装置。
【請求項２】
前記シール部の前記下流側領域又は前記バックアップリングに含まれる前記強化繊維は炭素繊維である
ことを特徴とする請求項１に記載のポンプ用シール装置。
【請求項３】
前記シール部の前記下流側領域又は前記バックアップリングは周方向に延在する前記金属線材を含む
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のポンプ用シール装置。
【請求項４】
ポンプシャフト又は該ポンプシャフトとともに回転する回転部材の外周側に設けられるシール装置であって、
樹脂製のシールリングと、
前記シールリングを保持するための周方向溝を含むシールリング保持部材と、
を備え、
前記シールリング保持部材は、流体リーク経路の下流側に向かって前記周方向溝から離れるにつれて径方向内側に向かうテーパ面を有する
ことを特徴とするポンプ用シール装置。
【請求項５】
前記シールリングに対して前記流体リーク経路の下流側において前記テーパ面に接するように設けられた楔状のバックアップリングを備える
ことを特徴とする請求項４に記載のポンプ用シール装置。
【請求項６】
前記バックアップリングは樹脂製であり、かつ、強化繊維又は金属線材の少なくとも一方を含む
ことを特徴とする請求項５に記載のポンプ用シール装置。
【請求項７】
前記シールリングは、前記シールリングの周方向に延在する前記金属線材を含む
ことを特徴とする請求項６に記載のポンプ用シール装置。
【請求項８】
前記シールリングは、ガラス転移温度が２００℃以下の樹脂により構成された
ことを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載のポンプ用シール装置。
【請求項９】
ポンプシャフトと、
前記ポンプシャフト又は前記ポンプシャフトとともに回転する回転部材の外周側に設けられる請求項１乃至８の何れか一項に記載のシール装置と、を備える
ことを特徴とする一次冷却材ポンプ。
【請求項１０】
Ｎｏ．１シールリングと、
前記Ｎｏ．１シールリングに対向配置され、前記ポンプシャフトとともに回転するように構成されたＮｏ．１シールランナと、
前記Ｎｏ．１シールリングを支持するためのＮｏ．１シールリング用フランジと、
前記Ｎｏ．１シールリング用フランジと前記Ｎｏ．１シールリングとの間に設けられるＮｏ．１インサートと、を備え、
前記シール装置は、前記Ｎｏ．１シールリング用フランジ又は前記Ｎｏ．１インサートの何れか一方に組み込まれた
ことを特徴とする請求項９に記載の一次冷却材ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ポンプ用シール装置及び該ポンプ用シール装置を備える一次冷却材ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所では、原子炉と蒸気発生器との間に一次冷却材を循環させるために一次冷却材ポンプＲＣＰが設けられる。一次冷却材ポンプには、一次冷却材の漏洩を防止するためシール装置が設置されている。
特許文献１には、ポンプシャフトに設けられるシール装置が開示されている。このシール装置は、一次冷却材の流路に近い側から順にポンプシャフトの周囲に配置されるＮｏ．１シール部、Ｎｏ．２シール部及びＮｏ．３シール部で構成され、Ｎｏ．１シール部は限定漏洩式の非接触シールが用いられ、Ｎｏ．２シール部及びＮｏ．３シール部はメカニカルシールが用いられている。
【０００３】
上記一次冷却材ポンプにおいて、全交流電源喪失（Ｓｔａｔｉｏｎ  Ｂｌａｃｋ  Ｏｕｔ）（以下「ＳＢＯ」とも言う。）が起きた場合、シール部に約３００℃で、且つ、約１５ＭＰａの一次冷却材が到達するため、一次冷却材ポンプのシール装置から、この一次冷却材漏洩を防止する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開昭６３−０２２３９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＳＢＯ発生後、高温高圧の一次冷却材がシール部に到達した時、ＲＣＰのシール装置はその漏洩を防止できるように設計されているが、一次冷却材の漏洩防止対策に対し、更なる安全性の向上が求められている。
【０００６】
一実施形態は、ＳＢＯ発生後、高温高圧流体が到達したときでもポンプシャフト周囲のシール機能を保持可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）一実施形態に係るポンプ用シール装置は、
ポンプシャフト又は該ポンプシャフトとともに回転する回転部材の外周側に設けられるシール装置であって、
樹脂製のシールリングを備え、
（ａ）前記シールリングのシール部は、
強化繊維および金属線材を含まない上流側領域と、
前記上流側領域に対して流体リーク経路の下流側に位置して、前記強化繊維又は前記金属線材の少なくとも一方を含む下流側領域と、
を含む、
または、
（ｂ）前記強化繊維および前記金属線材を含まない前記シールリングに対して前記流体リーク経路の下流側に位置するバックアップリングは、前記強化繊維又は前記金属線材の少なくとも一方を含む。
【０００８】
上記（１）の（ａ）の構成によれば、上記樹脂製のシールリングのシール部の上流側領域は、強化繊維及び金属線材を含まないので、ＳＢＯ発生後、高温高圧流体がシール部に到達した時、高温高圧下で軟化し、回転するポンプシャフト（又はポンプシャフトの外周に設けられるスリーブなどの回転部材）（以下これらを総称して「回転部」とも言う。）側に変形して流体リーク経路を塞ぐことができる。これによって、高温高圧下におけるシール機能を実現できる。
他方、下流側領域は強化繊維又は金属線材の少なくとも一方を含み、強度及び剛性が増加するので、回転部と静止部材との間に挟まって流体リーク経路に留まり、シールリングが流体リーク経路から流出するのを抑制できる。
【０００９】
上記（１）の（ｂ）の構成によれば、樹脂製のシールリングは強化繊維及び金属線材を含まないので、ＳＢＯ発生後、高温高圧流体がシール部に到達した時、高温高圧下で軟化し、回転部側に変形して流体リーク経路を塞ぐことができる。これによって、高温高圧下におけるシール機能を実現できる。
他方、シールリングの下流側に位置するバックアップリングは、強化繊維又は金属線材の少なくとも一方を含み、強度及び剛性が増加するので、回転部と静止部材との間に挟まって流体リーク経路に留まり、シールリングが流体リーク経路から流出するのを抑制できる。
【００１０】
なお、高温高圧条件下でシールリングが変形することを利用しているため、通常運転時にはシールリングと回転部との間に隙間が確保され、ポンプ動作に影響を及ぼすことはない。
【００１１】
（２）一実施形態では、前記（１）の構成において、
前記シール部の前記下流側領域又は前記バックアップリングに含まれる前記強化繊維は炭素繊維である。
上記（２）の構成によれば、シールリングのシール部の下流側領域又はバックアップリングが炭素繊維を含むために比強度（引張り強さ／密度）を増加できる。そのため、高温高圧下で回転部と静止部材との間に挟まって流体リーク経路に留まり、シールリングが流体リーク経路に流出するのを抑制できる。
【００１２】
（３）一実施形態では、前記（１）又は（２）の構成において、
前記シール部の前記下流側領域又は前記バックアップリングは周方向に延在する前記金属線材を含む。
上記（３）の構成によれば、シールリングのシール部の下流側領域又はバックアップリングが周方向に延在する金属線材を含むため、該シール部又はバックアップリングは強度及び剛性を増加できる。従って、高温高圧下でシール部が流体リーク経路に流出するのを抑制できる。
【００１３】
（４）一実施形態に係るポンプ用シール装置は、
ポンプシャフト又は該ポンプシャフトとともに回転する回転部材の外周側に設けられるシール装置であって、
樹脂製のシールリングと、
前記シールリングを保持するための周方向溝を含むシールリング保持部材と、
を備え、
前記シールリング保持部材は、流体リーク経路の下流側に向かって前記周方向溝から離れるにつれて径方向内側に向かうテーパ面を有する。
【００１４】
上記（４）の構成によれば、上記シールリング保持部材は上記構成のテーパ面を有するため、シールリングの下流側で先細の流体リーク経路が形成される。樹脂製のシールリングが高温高圧下で軟化したとき、軟化したシールリングが該先細の流体リーク経路に侵入すると、摩擦抵抗が急激に増加して流体リーク経路に留まるために、シールリングが流体リーク経路に流出するのを抑制できる。
【００１５】
（５）一実施形態では、前記（４）の構成において、
前記シールリングに対して前記流体リーク経路の下流側において前記テーパ面に接するように設けられた楔状のバックアップリングを備える。
上記（５）の構成によれば、バックアップリングのテーパ面がシールリング保持部材のテーパ面に接することで、バックアップリングとシールリング保持部材との間で大きな摩擦力が発生する。そのため、高温高圧下でバックアップリングは先細の流体リーク経路に留まるため、シールリングが軟化し変形しても、流体リーク経路に流出するのを抑制できる。
【００１６】
（６）一実施形態では、前記（５）の構成において、
前記バックアップリングは樹脂製であり、かつ、強化繊維又は金属線材の少なくとも一方を含む。
上記（６）の構成によれば、バックアップリングが樹脂製であるため、ＳＢＯ発生後、高温高圧流体がシール部に到達すると、高温高圧下でバックアップリングは軟化し変形して回転部に接触するため、流体リーク経路をシールすることができる。
また、バックアップリングが強化繊維又は金属線材の少なくとも一方を含み、強度及び剛性が増加するため、高温高圧下でバックアップリングは先細の流体リーク経路に留まる。これによって、シールリングが流体リーク経路に流出するのを抑制できる。
【００１７】
（７）一実施形態では、前記（６）の構成において、
前記シールリングは、前記シールリングの周方向に延在する前記金属線材を含む。
上記（７）の構成によれば、シールリングがシールリングの周方向に延在する金属線材を含むために、シールリングは強度及び剛性を増加できる。これによって、高温高圧下でシールリングが流体リーク経路に流出するのを抑制できる。
【００１８】
（８）一実施形態では、前記（１）〜（７）の何れかの構成において、
前記シールリングは、ガラス転移温度が２００℃以下の樹脂により構成される。
上記（８）の構成によれば、シールリングが２００℃以下の温度で軟化し変位量が増加するため、高温高圧流体がシールリングに到達したとき、シールリングは回転部側へ変形し、回転部に接触して流体リーク経路をシールできる。
【００１９】
（９）一実施形態に係る一次冷却材ポンプは、
ポンプシャフトと、
前記ポンプシャフト又は該ポンプシャフトとともに回転する回転部材の外周側に設けられる前記（１）〜（８）の何れかの構成を有するシール装置と、を備える。
上記（９）の構成によれば、一次冷却材ポンプの回転部の外周側に上記構成のシール装置を備えることで、ＳＢＯ時などにおいて、高温高圧流体がシール部に到達したとき、シールリングが回転部側へ変形し、回転部周囲の流体リーク経路をシールできる。
他方、シールリングの下流側に位置するバックアップリングが強化繊維又は金属線材の少なくとも一方を含んで大きい強度及び剛性を有するため、流体リーク経路に流出することなく留まって流体リーク経路を閉塞するため、シールリングの流出を抑制できる。
【００２０】
（１０）一実施形態では、前記（９）の構成において、
Ｎｏ．１シールリングと、
前記Ｎｏ．１シールリングに対向配置され、前記ポンプシャフトとともに回転するように構成されたＮｏ．１シールランナと、
前記Ｎｏ．１シールリングを支持するためのＮｏ．１シールリング用フランジと、
前記Ｎｏ．１シールリング用フランジと前記Ｎｏ．１シールリングとの間に設けられるＮｏ．１インサートと、を備え、
前記シール装置は、前記Ｎｏ．１シールリング用フランジ又は前記Ｎｏ．１インサートの何れか一方に組み込まれる。
【００２１】
上記（１０）の構成によれば、上記構成のシール装置がＮｏ．１シールリング用フランジ又は前記Ｎｏ．１インサートの何れか一方に組み込まれるために、ＳＢＯ発生後、高温高圧流体がシール部に到達しても、上記シール装置が機能することによって、高温高圧流体をシール部に封じこめることができる。
【発明の効果】
【００２２】
幾つかの実施形態によれば、ポンプシャフトの外周側に上記構成のシール装置を備えることで、高温高圧流体に対してポンプシャフト周囲のシール機能を保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】一実施形態に係るポンプ用シール装置の通常運転時の縦断面図である。
【図２】一実施形態に係るポンプ用シール装置の異常発生時の縦断面図である。
【図３】一実施形態に係るポンプ用シール装置の通常運転時の縦断面図である。
【図４】一実施形態に係るポンプ用シール装置の異常発生時の縦断面図である。
【図５】一実施形態に係るポンプ用シール装置の通常運転時の縦断面図である。
【図６】一実施形態に係るポンプ用シール装置の異常発生時の縦断面図である。
【図７】一実施形態に係るポンプ用シール装置の通常運転時の縦断面図である。
【図８】一実施形態に係るポンプ用シール装置の異常発生時の縦断面図である。
【図９】一実施形態に係る金属線材の展開図である。
【図１０】一実施形態に係る金属線材の展開図である。
【図１１】一実施形態に係るバックアップリングの一部の斜視図である。
【図１２】一実施形態に係るバックアップリングの一部の展開図である。
【図１３】一実施形態に係る一次冷却材ポンプの縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
また例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【００２５】
図１〜図８は幾つかの実施形態に係るポンプ用シール装置１０（１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ）を示す。これらのシール装置１０（１０Ａ〜１０Ｄ）は、ポンプシャフト１２又はポンプシャフト１２の外周に設けられポンプシャフト１２と共に回転するスリーブ（不図示）などの回転部材の外周側に設けられるシール装置である。
【００２６】
一実施形態に係るシール装置１０（１０Ａ）は、図１及び図２に示すように、樹脂製のシールリング１４を備える。シールリング１４のシール部は、強化繊維及び金属線材を含まない上流側領域１６と、上流側領域１６に対して流体リーク経路２０の下流側に位置して、強化繊維又は金属線材の少なくとも一方を含む下流側領域１８と、を有する。シールリング１４は静止部材であるシールリング保持部材２６に形成される周方向溝２６ａに収容される。
【００２７】
上記構成によれば、樹脂製の上流側領域１６は、強化繊維及び金属線材を含まないので、図２に示すように、ＳＢＯ発生後に高温高圧流体Ｆｈがシール部に到達した時、高温高圧下で軟化して回転部側に変形し、回転部に接触して回転部とシールリング保持部材２６との間に形成される流体リーク経路２０を塞ぐことができる。これによって、高温高圧下におけるシール機能を実現できる。
他方、下流側領域１８は強化繊維又は金属線材の少なくとも一方を含み、強度及び剛性が増加するので、回転部とシールリング保持部材２６との間に挟まって流体リーク経路２０に留まり、これによって、シールリング１４が流体リーク経路２０へ流出するのを抑制できる。
【００２８】
幾つかの実施形態に係るシール装置１０（１０Ｂ〜１０Ｃ）は、図３〜図６に示すように、強化繊維及び金属線材を含まないシールリング１４と、シールリング１４に対して流体リーク経路２０の下流側に設けられ、強化繊維又は金属線材の少なくとも一方を含むバックアップリング２２（２２ａ、２２ｂ）と、を備える。
【００２９】
上記構成によれば、樹脂製のシールリング１４は強化繊維及び金属線材を含まないので、ＳＢＯ発生後、高温高圧流体Ｆｈがシール部に到達した時、高温高圧下で軟化し、回転部側に変形して流体リーク経路２０を塞ぐことができる。これによって、高温高圧下におけるシール機能を実現できる。
他方、シールリング１４の下流側に位置するバックアップリング２２は、強化繊維又は金属線材の少なくとも一方を含み強度及び剛性が増加するので、回転部とシールリング保持部材２６との間に挟まって流体リーク経路２０に留まる。これによって、シールリング１４が流体リーク経路２０から下流側へ流出するのを抑制できる。
【００３０】
なお、上記シール装置１０は、いずれも高温高圧条件下でシールリング１４が変形することを利用しているため、通常運転時にはシールリング１４と回転部との間に隙間を確保し、ポンプ動作に影響を及ぼすことはない。
【００３１】
一実施形態では、図３及び図４に示すように、シール装置１０（１０Ｂ）は、表裏両面が平行な矩形断面のバックアップリング２２（２２ａ）を備える。
一実施形態では、図５及び図６に示すように、シール装置１０（１０Ｃ）は、楔状の断面を有するバックアップリング２２（２２ｂ）を備える。
【００３２】
強化繊維として、例えば、グラスウール、炭素繊維等を用いることができる。特に、強化繊維が炭素繊維であるとき、比強度（引張り強さ／密度）を大幅に増加でき、そのため、高温高圧下でシールリング１４が流体リーク経路２０に流出するのを抑制できる。
【００３３】
一実施形態では、シールリング１４の下流側領域１８及びバックアップリング２２において、金属線材はこれらの内部に埋設されるか、あるいはこれらの表面に設けられる。
一実施形態では、図２及び図３に示すように、複数の金属線材２４は下流側領域１８又はバックアップリング２２の周方向に配置される。これによって、シールリング１４のシール部又はバックアップリング２２は強度及び剛性を増加できるため、高温高圧下でシールリング１４が流体リーク経路２０から下流側へ流出するのを抑制できる。
【００３４】
一実施形態では、図９に示すように、複数の金属線材２４が格子状に設けられる。
一実施形態では、図１０に示すように、複数の金属線材２４が下流側領域１８又はバックアップリング２２の軸方向に沿って設けられる。
これによって、下流側領域１８又はバックアップリング２２は強度及び剛性を増加でき、これらが回転部とシールリング保持部材２６との間に挟まって流体リーク経路２０に留まることで、シールリング１４が流体リーク経路２０から流出するのを抑制できる。
【００３５】
一実施形態では、シールリング保持部材２６は原子炉に設けられる一次冷却材ポンプのＮｏ．１シールリング用フランジ５４（図１３参照）を構成し、該Ｎｏ．１シールリング用フランジ５４の流体リーク経路上流側にＮｏ．１インサート２８が設けられる。Ｎｏ．１インサート２８はＮｏ．１シールリング用フランジ５４に固定され、回転部の外周面に対向配置される。
【００３６】
一実施形態に係るシール装置１０（１０Ｄ）は、図７及び図８に示すように、樹脂製のシールリング１４がシールリング保持部材２６に形成された周方向溝２６ａに収容されると共に、シールリング保持部材２６は、流体リーク経路２０の下流側に向かって周方向溝２６ａから離れるにつれて径方向内側に向かうテーパ面３０を有する。テーパ面３０によってシールリング１４の下流側で先細の流体リーク経路２０が形成される。
上記構成によれば、ＳＢＯ発生後に高温高圧流体Ｆｈがシール部に到達し、高温高圧下で樹脂製のシールリング１４が軟化したとき、軟化したシールリング１４は回転部とテーパ面３０との間で摩擦抵抗が急激に増加するために、先細の流体リーク経路２０に留まる。これによって、シールリング１４が流体リーク経路２０に流出するのを抑制できる。
【００３７】
一実施形態では、図５及び図６に示すように、シール装置１０（１０Ｃ）は、シールリング保持部材２６に形成されたテーパ面３０に接するように楔状のバックアップリング２２（２２ｂ）が設けられる。バックアップリング２２（２２ｂ）に形成されたテーパ面３２はテーパ面３０に面接触する。
【００３８】
この実施形態によれば、ＳＢＯ発生後に高温高圧流体Ｆｈが到達し高温高圧下となったとき、樹脂製のシールリング１４が軟化し変形して回転部まではみ出し、流体リーク経路２０をシールすることができる。また、バックアップリング２２（２２ｂ）が高圧に晒された時、バックアップリング２２（２２ｂ）は先細の流体リーク経路２０に入り込み、ここで回転部及びシールリング保持部材２６との摩擦抵抗が急激に増加するため、先細の流体リーク経路２０ａに留まり、流体リーク経路２０ａを封止する。これによって、シールリング１４が流体リーク経路２０から下流側へ流出するのを抑制できる。
【００３９】
一実施形態では、シールリング１４は外周面が周方向溝２６ａの底面に対して隙間ができないように周方向溝２６ａに装着される。これによって、高温高圧下でシールリング１４は外周側への膨張が抑えられ、その結果、シールリング１４は径方向内側へせり出すことができる。
【００４０】
一実施形態では、周方向溝２６ａは矩形の断面を有し、シールリング１４も周方向溝２６ａに収容可能な矩形の断面を有する。
【００４１】
一実施形態では、図５及び図６に示すように、バックアップリング２２（２２ｂ）は樹脂製であり、かつ強化繊維又は金属線材の少なくとも一方を含む。
この実施形態によれば、バックアップリング２２が樹脂製であるため、ＳＢＯ時に高温高圧下で軟化し変形して回転部側にはみ出し回転部に接触する。そのため、流体リーク経路２０をシールすることができる。
また、バックアップリング２２が強化繊維又は金属線材２４の少なくとも一方を含み、強度及び剛性が増加するため、バックアップリング２２が流体リーク経路２０に留まり流体リーク経路２０を閉塞するため、シールリング１４の流出を抑制できる。
【００４２】
一実施形態では、図７及び図８に示すように、シールリング１４においてシールリング１４の周方向に金属線材２４が延在する。
この実施形態によれば、シールリング１４が周方向に沿って金属線材２４を有することで、金属線材２４によってシールリング１４のシール部は強度及び剛性を増加できるため、高温高圧下でシールリング１４はテーパ面３０によって形成される楔状の流体リーク経路２０ａに留まり、流体リーク経路２０から下流側へ流出するのを抑制できる。
【００４３】
一実施形態では、シールリング１４を構成する樹脂はガラス転移温度２００℃以下である。
この実施形態によれば、シールリング１４が２００℃以下の温度で軟化し変位量が増加するため、高温高圧流体Ｆｈがシールリング１４に到達したとき、シールリング１４が回転部に接触する変形を確実に生じさせることができる。
【００４４】
一実施形態では、シールリング１４はＰＥＥＫ材で構成される。ＰＥＥＫ材のガラス転移温度は１４３℃であり、１４３℃を超えたところで変位が増加する。従って、高温高圧流体Ｆｈがシール部に到達したとき、シールリング１４は比較的低温で回転部側へ変形でき、流体リーク経路をシールできる。
【００４５】
一実施形態では、バックアップリング２２を構成する樹脂はガラス転移温度２００℃以下である。
この実施形態によれば、バックアップリング２２が２００℃以下の温度で軟化し変位量が増加するため、高温高圧流体Ｆｈが到達した高温高圧下で回転部に接触する変形を確実に生じさせることができ、これによって、流体リーク経路２０をシールできる。
一実施形態では、バックアップリング２２はＰＥＥＫ材で構成される。これによって、比較的低温で回転部側へ変形でき、流体リーク経路をシールできる。
【００４６】
一実施形態では、図１１に示すように、バックアップリング２２（２２ｂ）は、軸方向に沿って少なくとも１個のスリット３４を形成する。
この実施形態によれば、バックアップリング２２（２２ｂ）にスリット３４が形成されるため、バックアップリング２２（２２ｂ）の縮径が容易になる。従って、バックアップリング２２（２２ｂ）が流体リーク経路２０に容易に入り込みそこに留まるため、シールリング１４の流出を抑制できる。
図１１に示す実施形態では、バックアップリング２２（２２ｂ）の上部領域及び下部領域に交互に複数のスリット３４が形成される。これによって、バックアップリング２２の縮径がさらに容易になる。
【００４７】
一実施形態では、図１２に示すように、楔状のバックアップリング２２（２２ｂ）の上部領域に複数のスリット３４が間隔を置いて形成される。また、該上部領域に金属線材２４が周方向に設けられる。金属線材２４はスリット３４で切断される。
この実施形態によれば、金属線材２４によってバックアップリング２２（２２ｂ）の上部領域の強度及び剛性が増すために該上部領域の破損及び流出が抑制されると共に、スリット３４があるために、バックアップリング２２（２２ｂ）が内側（回転部側）へ変形しやすくなる。
【００４８】
図１３は、原子炉に設けられる一実施形態に係る一次冷却材ポンプ４０のシール部４２を示す。一次冷却材ポンプ４０は、ポンプシャフト１２と、ポンプシャフト１２を含む回転部の外周側に設けられるシール装置１０と、を備える。
上記構成によれば、一次冷却材ポンプ４０の回転部の外周側にシール装置１０を備えることで、ＳＢＯ時などにおいて、高温高圧流体Ｆｈがシール部に到達したとき、シールリング１４が回転部側へ変形し回転部に接触するので、回転部周囲の流体リーク経路２０をシールできる。
【００４９】
他方、シールリング１４の下流側に位置するバックアップリング２２が強化繊維又は金属線材の少なくとも一方を含んで大きい強度及び剛性を有するため、回転部とシールリング保持部材２６との間に挟まって流体リーク経路２０に留まり、流体リーク経路２０を閉塞するため、シールリング１４の流出を抑制できる。
【００５０】
一実施形態では、図１３に示すように、一次冷却材ポンプ４０はポンプシャフト１２が鉛直方向に沿って配置された縦型のポンプであり、シール部４２は、高温高圧流体Ｆｈの流路に近いほうから順に回転部に沿ってＮｏ．１シール部４４、Ｎｏ．２シール部４６及びＮｏ．３シール部４８を備える。
【００５１】
一実施形態では、Ｎｏ．１シール部４４は、Ｎｏ．１シールリング５２と、Ｎｏ．１シールリング５２に対向配置され、ポンプシャフト１２とともに回転するように構成されたＮｏ．１シールランナ５０と、を有する。さらに、Ｎｏ．１シールリング５２を支持するためのＮｏ．１シールリング用フランジ５４が設けられ、Ｎｏ．１シールリング用フランジ５４とＮｏ．１シールリング５２との間にＮｏ．１インサート２８が設けられる（図１参照）。図１中のシールリング保持部材２６はこの実施形態ではＮｏ．１シールリング用フランジ５４に相当する。
図１に示すように、シール装置１０は、Ｎｏ．１シールリング用フランジ５４又はＮｏ．１インサート２８の何れか一方に組み込まれる。
【００５２】
この実施形態によれば、シール装置１０がＮｏ．１シールリング用フランジ５４又はＮｏ．１インサート２８の何れか一方に組み込まれるために、ＳＢＯ後、高温高圧流体Ｆｈがシール部に到達しても、シール装置１０が機能することによって、高温高圧流体Ｆｈをシール部に封じこめることができる。
【００５３】
一実施形態では、Ｎｏ．１シール部４４において、回転部側に固定されたＮｏ．１シールランナ５０、及びハウジング４３側にＮｏ．１シールリング５２を有し、Ｎｏ．１シールランナ５０とＮｏ．１シールリング５２との間は非接触式のシールを構成する。
Ｎｏ．２シール部４６は、回転部側に固定されたＮｏ．２シールランナ５６、及びハウジング４３側にＮｏ．２シールリング５８を有し、Ｎｏ．２シールランナ５６とＮｏ．２シールリング５８との間は接触式のメカニカルシールを構成する。
Ｎｏ．３シール部４８は、回転部側に固定されたＮｏ．３シールランナ６２、及びハウジング４３側にＮｏ．３シールリング６４を有し、Ｎｏ．３シールランナ６２とＮｏ．３シールリング６４との間は接触式のメカニカルシールを構成する。
【００５４】
一実施形態では、図１３に示すように、Ｎｏ．１シール部４４より下流側の流体リーク経路２０にシール水リークオフライン７２が設けられ、Ｎｏ．２シール部４６より下流側の流体リーク経路２０にシール水リークオフライン７４が設けられ、Ｎｏ．３シール部４８より下流側の流体リーク経路２０にシール水リークオフライン７６が設けられる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
幾つかの実施形態によれば、高温高圧流体が到達したときでもポンプシャフト周囲のシール機能を保持可能にするポンプ用シール装置を実現できる。
【符号の説明】
【００５６】
１０（１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ）    シール装置
１２    ポンプシャフト
１４    シールリング
１６    上流側領域
１８    下流側領域
２０、２０ａ    流体リーク経路
２２（２２ａ、２２ｂ）    バックアップリング
２４    金属線材
２６    シールリング保持部材
２６ａ    周方向溝
２８    Ｎｏ．１インサート
３０、３２    テーパ面
３４    スリット
４０    一次冷却材ポンプ
４２    シール部
４３    ハウジング
４４    Ｎｏ．１シール部
４６    Ｎｏ．２シール部
４８    Ｎｏ．３シール部
５０    Ｎｏ．１シールランナ
５２    Ｎｏ．１シールリング
５４    Ｎｏ．１シールリング用フランジ
５６    Ｎｏ．２シールランナ
５８    Ｎｏ．２シールリング
６２    Ｎｏ．３シールランナ
６４    Ｎｏ．３シールリング
７２，７４，７６    シール水リークオフライン
Ｆｈ    高温高圧流体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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