(57)【要約】【課題】軸シール構造及び一次冷却材循環ポンプにおいて、装置の安全性及び信頼性の向上を図る一方で装置の小型化を図る。【解決手段】周方向における端面４２ａ，４３ａ同士が対向する合口部４１を有するリング形状をなすと共に合口部４１の隙間が減少する方向の付勢力を有するシールリング３２と、合口部４１に設けられてシールリング３２における各端面４２ａ，４３ａ同士が離間する位置に支持可能であると共に予め設定された所定温度以上で座屈するストッパ（支持部材）３３とを設ける。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸の軸シール構造であって、
周方向における端面同士が対向する合口部を有するリング形状をなすと共に前記合口部の隙間が減少する方向の付勢力を有するシールリングと、
前記合口部に設けられて前記シールリングにおける各端面同士が離間する位置に支持可能であると共に予め設定された所定温度以上で座屈する支持部材と、
を備えることを特徴とする軸シール構造。
【請求項２】
前記支持部材は、棒形状をなし、長手方向における各端部が前記シールリングの周方向における各端部に係止されることを特徴とする請求項１に記載の軸シール構造。
【請求項３】
前記シールリングの周方向における各端部に前記支持部材を収容可能な収容部が設けられることを特徴とする請求項２に記載の軸シール構造。
【請求項４】
前記収容部は、前記シールリングの周方向における端面に開口して設けられることを特徴とする請求項３に記載の軸シール構造。
【請求項５】
前記シールリングの周方向における各端部に設けられる前記収容部の合計長さは、前記所定温度未満にある前記支持部材の長さより短い寸法に設定されることを特徴とする請求項４に記載の軸シール構造。
【請求項６】
前記シールリングは、金属製で第１合口部を有すると共に前記第１合口部の隙間が減少する方向の付勢力を有する第１シールリングと、樹脂製で第２合口部を有すると共に前記回転軸に接触可能な第２シールリングとを有し、前記第１合口部に前記支持部材が設けられることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の軸シール構造。
【請求項７】
前記第１シールリングと前記第２シールリングは、前記回転軸の軸方向に積層され、周方向に相対移動可能であると共に径方向に相対移動不能に凹凸嵌合されることを特徴とする請求項６に記載の軸シール構造。
【請求項８】
前記回転軸の外周面に対向するハウジングの内周面に前記回転軸の周方向に沿って凹部が設けられ、前記凹部に前記シールリングが配置され、前記回転軸の外周面と前記ハウジングの内周面との間の第１空間部と、前記凹部の底面と前記シールリングの外周面との間の第２空間部とを連通する連通路が設けられることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の軸シール構造。
【請求項９】
前記連通路は、前記シールリングにおける鉛直方向における下方側に寄って設けられることを特徴とする請求項８に記載の軸シール構造。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の軸シール構造を備えることを特徴とする一次冷却材循環ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、原子力発電プラントにおいて、原子炉内に対して一次冷却材を循環させるポンプの漏洩を防止する軸シール構造、並びに、軸シール構造が適用される一次冷却材循環ポンプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電プラントは、原子炉格納容器の内部に原子炉及び蒸気発生器が格納されて構成されており、原子炉と蒸気発生器とは冷却材配管を介して連結され、この冷却材配管に一次冷却材循環ポンプが設けられている。一次冷却材循環ポンプは、主軸の周囲に軸方向に沿って複数組のシールが設けられている。この複数組のシールは、一次冷却材循環ポンプの作動時、主軸がシールハウジングの中で回転しつつ、ポンプハウジングの内部とシールハウジングの外部との間を封止する。
【０００３】
ところで、原子力発電プラントにおいて、全交流電源喪失（ＳＢＯ：Ｓｔａｔｉｏｎ  Ｂｌａｃｋ  Ｏｕｔ）時には、通常運転時に７０℃程度である冷却材の温度が約３００℃まで上昇することが想定される。このとき、約３００℃で、且つ、約１５ＭＰａの冷却材がシールに到達する。このシールは、この程度の温度や圧力に対して長時間にわたって十分に耐久性を有するものであるが、更なる安全性の向上が求められている。このような一次冷却材循環ポンプの軸シール構造としては、例えば、下記特許文献１，２に記載されたものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第６０２１６７４号公報
【特許文献２】特開２０１５−５２８８９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来の軸シール構造は、全交流電源喪失時の安全性を十分に確保することができるものの、装置が大型化してしまい、配置スペースが大きくなり、一次冷却材循環ポンプへの搭載が困難となってしまう。
【０００６】
本発明は、上述した課題を解決するものであり、装置の安全性及び信頼性の向上を図る一方で装置の小型化を図る軸シール構造及び一次冷却材循環ポンプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するための本発明の軸シール構造は、回転軸の軸シール構造であって、周方向における端面同士が対向する合口部を有するリング形状をなすと共に前記合口部の隙間が減少する方向の付勢力を有するシールリングと、前記合口部に設けられて前記シールリングにおける各端面同士が離間する位置に支持可能であると共に予め設定されて所定温度以上で座屈する支持部材と、を備えることを特徴とするものである。
【０００８】
従って、支持部材が所定温度未満であるとき、シールリングは、周方向における各端面同士が離間する位置に支持されることで、回転軸から離れた位置に配置される。一方、支持部材が所定温度以上になると座屈することから、シールリングは、自身の付勢力により周方向における各端面同士が接近することで、回転軸に接近した位置に移動する。そのため、シールリングは、支持部材が所定温度未満であるとき、回転軸の回転を妨げることがなく、支持部材が所定温度以上になると、回転軸に接近して両者の隙間が減少することから、シールリングと回転軸との隙間における流体の流れを抑制し、流体の漏洩を抑制することができ、装置の安全性及び信頼性の向上を図ることができる。そして、シールリングの合口部に支持部材を配置して軸シール構造を構成することで、装置の小型化を図ることができる。
【０００９】
本発明の軸シール構造では、前記支持部材は、棒形状をなし、長手方向における各端部が前記シールリングの周方向における各端部に係止されることを特徴としている。
【００１０】
従って、棒形状をなす支持部材の各端部をシールリングの各端部に係止することで、簡単な構成で支持部材によりシールリングを回転軸から離れた位置に支持することができ、構造の簡素化を図ることができる。
【００１１】
本発明の軸シール構造では、前記シールリングの周方向における各端部に前記支持部材を収容可能な収容部が設けられることを特徴としている。
【００１２】
従って、シールリングの周方向における各端部に支持部材を収容可能な収容部を設けることで、支持部材が所定温度以上になって座屈すると、シールリングが自身の付勢力により各端面同士が接近し、このとき、座屈した支持部材が各収容部に収容されることとなり、座屈した支持部材の外部流出を抑制することができる。
【００１３】
本発明の軸シール構造では、前記収容部は、前記シールリングの周方向における端面に開口して設けられることを特徴としている。
【００１４】
従って、収容部をシールリングの端面に開口して設けることで、収容部により所定温度未満のときの支持部材の端部を収容部に係止することで、支持部材を所定の位置に保持することができると共に、所定温度以上になって座屈した支持部材を収容部により適正に収容することができる。
【００１５】
本発明の軸シール構造では、前記シールリングの周方向における各端部に設けられる前記収容部の合計長さは、前記所定温度未満にある前記支持部材の長さより短い寸法に設定されることを特徴としている。
【００１６】
従って、収容部の合計長さと所定温度未満にある支持部材の長さを適正寸法に設定することで、支持部材によりシールリングを回転軸から離れた適正位置に容易に支持することができる。
【００１７】
本発明の軸シール構造では、前記シールリングは、金属製で第１合口部を有すると共に前記第１合口部の隙間が減少する方向の付勢力を有する第１シールリングと、樹脂製で第２合口部を有すると共に前記回転軸に接触可能な第２シールリングとを有し、前記第１合口部に前記支持部材が設けられることを特徴としている。
【００１８】
従って、金属製の第１シールリングと樹脂製で回転軸に接触可能な第２シールリングとからシールリングを構成することで、支持部材が所定温度以上になって座屈すると、第１シールリングが自身の付勢力により周方向における各端面同士が接近することで、第２シールリングが第１シールリングと共に回転軸に接近した位置に移動する。このとき、樹脂製の第２シールリングが回転軸に接触するため、第２シールリングと回転軸との間のシール性を向上することができ、流体の漏洩を効果的に抑制することができる。
【００１９】
本発明の軸シール構造では、前記第１シールリングと前記第２シールリングは、前記回転軸の軸方向に積層され、周方向に相対移動可能であると共に径方向に相対移動不能に凹凸嵌合されることを特徴としている。
【００２０】
従って、回転軸の軸方向に積層された第１シールリングと第２シールリングによりシールリングを構成することで、支持部材が所定温度未満であるとき、第１シールリングにより第２シールリングの径方向移動を阻止して回転軸への接近を防止することができる。また、支持部材が所定温度以上になって座屈したとき、第１シールリングが自身の付勢力により各端面同士が接近して回転軸に接近し、第１シールリングに追従して第２シールリングが適正位置に移動することとなり、樹脂製の第２シールリングを適正に回転軸に接触させ、第２シールリングと回転軸との間のシール性を向上することができる。
【００２１】
本発明の軸シール構造では、前記回転軸の外周面に対向するハウジングの内周面に前記回転軸の周方向に沿って凹部が設けられ、前記凹部に前記シールリングが配置され、前記回転軸の外周面と前記ハウジングの内周面との間の第１空間部と、前記凹部の底面と前記シールリングの外周面との間の第２空間部とを連通する連通路が設けられることを特徴としている。
【００２２】
従って、シールリングをハウジングの凹部に配置し、回転軸とハウジングとの間の第１空間部と、凹部とシールリングとの間の第２空間部とを連通路により連通することで、支持部材が所定温度以上になって座屈し、シールリングが自身の付勢力により各端面同士が接近して回転軸に接近したとき、第１空間部の流体が連通路を通って第２空間部に流動し、シールリングの外周面側に圧力を作用させることとなり、シールリングの内周面が適正に回転軸の外周面に接触することとなり、シールリングと回転軸との間のシール性を向上することができる。
【００２３】
本発明の軸シール構造では、前記連通路は、前記シールリングにおける鉛直方向における下方側に寄って設けられることを特徴としている。
【００２４】
従って、連通路をシールリングにおける鉛直方向における下方側に設けることで、第１空間部を上昇する流体が連通路から早期に第２空間部に流動することとなり、シールリングの外周面側に適正に流体の圧力を作用させ、シールリングの内周面を適正に回転軸の外周面に接触させることができる。
【００２５】
また、本発明の一次冷却材循環ポンプは、前記軸シール構造を備えることを特徴とするものである。
【００２６】
従って、シールリングは、一次冷却材循環ポンプの通常運転時、回転軸の回転を妨げることがなく、一次冷却材循環ポンプが高温化すると、回転軸に接近して両者の隙間が減少することから、シールリングと回転軸との隙間における流体の流れを抑制し、流体の漏洩を抑制することができ、装置の安全性及び信頼性の向上を図ることができる。そして、シールリングの合口部に支持部材を配置して軸シール構造を構成することで、装置の小型化を図ることができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の軸シール構造及び一次冷却材循環ポンプによれば、装置の安全性及び信頼性の向上を図ることができる一方で装置の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、第１実施形態の原子力プラントを表す概略構成図である。
【図２】図２は、第１実施形態の一次冷却材循環ポンプに適用される軸シール構造を表す断面図である。
【図３】図３は、図２のIII−III断面図である。
【図４】図４は、図３のIV−IV断面図である。
【図５】図５は、シールリングを表す平面図である。
【図６】図６は、シールリングを表す分解斜視図である。
【図７】図７は、軸シール構造の作動状態を表す断面図である。
【図８】図８は、図７のVIII−VIII断面図である。
【図９】図９は、図７のIX−IX断面図である。
【図１０】図１０は、シールリングの作動状態を表す平面図である。
【図１１】図１１は、第２実施形態の一次冷却材循環ポンプに適用される軸シール構造を表す断面図である。
【図１２】図１２は、図１１のXII−XII断面図である。
【図１３】図１３は、第３実施形態の一次冷却材循環ポンプに適用される軸シール構造を表す断面図である。
【図１４】図１４は、第４実施形態の一次冷却材循環ポンプに適用される軸シール構造を表す断面図である。
【図１５】図１５は、軸シール構造の作動状態を表す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る軸シール構造及び一次冷却材循環ポンプの好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。
【００３０】
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態の原子力プラントを表す概略構成図である。
【００３１】
第１実施形態の原子炉は、軽水を原子炉冷却材及び中性子減速材として使用し、炉心全体にわたって沸騰しない高温高圧水とし、この高温高圧水を蒸気発生器に送って熱交換により蒸気を発生させ、この蒸気をタービン発電機へ送って発電する加圧水型原子炉（ＰＷＲ：Pressurized  Water  Reactor）である。
【００３２】
第１実施形態の原子力発電プラントにおいて、図１に示すように、原子炉格納容器１１は、内部に加圧水型原子炉１２及び蒸気発生器１３が格納されており、この加圧水型原子炉１２と蒸気発生器１３とは配管１４，１５を介して連結されており、配管１４に加圧器１６が設けられ、配管１５に一次冷却材循環ポンプ１７が設けられている。従って、加圧水型原子炉１２にて、炉心を構成する燃料により一次冷却材として軽水が加熱され、高温の軽水が加圧器１６により所定の高圧に維持した状態で配管１４を通して蒸気発生器１３に送られる。この蒸気発生器１３では、高温高圧の軽水（一次冷却材）と二次冷却材との間で熱交換が行われ、冷やされた軽水が配管１５を通して加圧水型原子炉１２に戻される。
【００３３】
蒸気発生器１３は、蒸気配管１８を介して図示しない蒸気タービンに連結されており、生成した二次冷却材の蒸気を蒸気タービンに供給することができる。また、蒸気発生器１３は、蒸気タービンを駆動した後に冷却された二次冷却材の復水が戻る復水配管１９が連結されている。従って、蒸気発生器１３にて、高温高圧の一次冷却材と熱交換を行って生成された蒸気は、蒸気配管１８を通して蒸気タービンに送られ、この蒸気により蒸気タービンを駆動して発電を行う。そして、蒸気タービンを駆動した蒸気は、復水器で冷却されて復水となり、復水配管１９を通して蒸気発生器１３に戻される。
【００３４】
ここで、上述した原子力発電プラントにおける一次冷却材循環ポンプ１７に適用される軸シール構造について説明する。図２は、第１実施形態の一次冷却材循環ポンプに適用される軸シール構造を表す断面図、図３は、図２のIII−III断面図、図４は、図３のIV−IV断面図、図５は、シールリングを表す平面図、図６は、シールリングを表す分解斜視図である。
【００３５】
一次冷却材循環ポンプ１７に適用される軸シール構造は、一次冷却材循環ポンプ１７の内側から外側に向かって第１シール、第２シール、第３シールの順に配置されて構成されており、この３個のシールを構成する部材は、総称してシールアッセンブリと言われる。第１実施形態の軸シール構造は、第１シールと第２シールの間における一次冷却材（流体）の漏洩を防止するものである。即ち、第１実施形態の軸シール構造は、全交流電源喪失（ＳＢＯ）時に、各シールの安全性及び信頼性を向上させるものである。
【００３６】
図２に示すように、シールハウジング２１は、図示しないポンプハウジングの内側に設置されており、複数の構成部材２２，２３，２４が連結部材２５ならびにＯリング２７，２８で一体に組み合わされて構成されている。構成部材２２，２３，２４は、円筒形状をなし、主軸（回転軸）２６の周囲に軸方向に沿って配置されており、その間にＯリング２７，２８が配置されている。このＯリング２７，２８は、構成部材２２，２３，２４間の漏洩を抑制する。シールハウジング２１（構成部材２２，２３）は、内周面と主軸２６の外周面２６ａとの間に径方向に沿う所定隙間Ｓ１が設定されている。ここで、図２にて、下方側がポンプ内側であり、第１シール（構成部材２４）が配置され、上方側がポンプ外側であり、第２シール（図示略）が配置される。
【００３７】
第１実施形態の軸シール構造を構成する漏洩防止シール３１は、シールハウジング２１にて、構成部材２２の内周面に主軸２６の外周面２６ａに対向するように配置されている。構成部材２２は、主軸２６の外周面に対向する内周面に主軸２６の周方向に沿って凹部２９が形成されている。漏洩防止シール３１は、リング形状をなし、構成部材２２の凹部２９に配置されている。
【００３８】
図３から図６に示すように、漏洩防止シール３１は、シールリング３２、ストッパ（支持部材）３３とから構成されている。
【００３９】
シールリング３２は、略リング形状をなし、耐食性、主軸２６に接触したときの密着面における密封性、温度上昇時の耐熱性、圧力上昇時の耐圧性及び強度があることが望ましい。また、シールリング３２は、内周面３２ａが回転している主軸２６の外周面２６ａに接触する可能性があることから、低摩擦係数であることなどが望ましい。そのため、本実施形態では、シールリング３２は、例えば、ステンレス鋼製である。なお、シールリング３２は、表面に軟質材料のコーティング、例えば、銀メッキ、合成樹脂コーティング、ゴム焼付けなどが施されてもよい。また、コーティングではなく、同様の軟質材料をシールリング３２にインサートしてもよい。これにより、シールリング３２は、主軸２６やシールハウジング２１に接触したときの密着性を向上させることができる。
【００４０】
シールリング３２は、合口部４１が設けられることで、平面視（主軸２６の軸方向から見たとき形状）がＣ字形状をなしている。シールリング３２は、周方向の一箇所が切断されることで、２個の端部４２，４３が形成されており、２個の端部４２，４３により合口部４１が構成されている。この２個の端部４２，４３は、各端面４２ａ，４３ａ同士が対向している。シールリング３２は、自身が弾性力（付勢力）を有しており、各端部４２，４３の端面４２ａ，４３ａが接近する方向、つまり、内周面３２ａが主軸２６の外周面２６ａを締め付ける方向に付勢されている。そのため、シールリング３２は、この弾性力により、合口部４１にストッパ３３が配置されていないとき、各端部４２，４３の端面４２ａ，４３ａ同士が接触し、合口部４１の開き量がゼロになる。
【００４１】
また、シールリング３２は、長手方向（周方向）に直交する縦断面が四角形状である。シールリング３２は、周方向における各端部４２，４３にストッパ３３を収容可能な収容部４４，４５が設けられている。この各収容部４４，４５は、各端部４２，４３の端面４２ａ，４３ａに開口して設けられる。即ち、各収容部４４，４５は、各端面４２ａ，４３ａからシールリング３２の内部をくりぬいた四角柱形状をなし、周方向に所定深さ（所定長さ）Ｌ１，Ｌ２を有している。そして、各収容部４４，４５は、４個の壁面４４ａ，４５ａと、１個の底面４４ｂ，４５ｂとから構成されている。
【００４２】
ストッパ３３は、シールリング３２の合口部４１に設けられており、シールリング３２における各端面４２ａ，４３ａ同士が離間する位置に支持可能となっている。また、ストッパ３３は、予め設定された所定温度未満ではその形状が維持され、所定温度以上で座屈するものとなっている。
【００４３】
ストッパ３３は、棒形状、具体的には、所定厚さ、所定幅、所定長さを有する平板形状をなしている。ストッパ３３は、長手方向における各端部３３ａ，３３ｂがシールリング３２の周方向における各端部４２，４３に係止されている。具体的に、ストッパ３３は、各端部３３ａ，３３ｂがシールリング３２の各端部４２，４３に設けられた収容部４４，４５にそれぞれ挿入されている。ここで、シールリング３２は、周方向における各収容部４４，４５の合計長さＬ１＋Ｌ２が、所定温度未満にあるストッパ３３の長さＬ３より短い寸法に設定されている。そのため、ストッパ３３は、所定温度未満にあるとき、各端部３３ａ，３３ｂが収容部４４，４５にそれぞれ挿入されて係止されることで、シールリング３２は、各端部４２，４３の端面４２ａ，４３ａ同士が離間した状態に維持され、合口部４１の開き量が最大になり、端面４２ａ，４３ａの間に所定隙間Ｓ２が確保される。このとき、シールリング３２は、構成部材２２の内周面と段差なく連続し、内周面３２ａと主軸２６の外周面２６ａとの間に径方向に沿う所定隙間Ｓ１が設定されている。
【００４４】
なお、ストッパ３３は、所定温度未満にあるとき、各端部３３ａ，３３ｂの幅方向（図４にて、上下方向）の各端面が収容部４４，４５の各壁面４４ａ，４５ａに接触するか、または、各壁面４４ａ，４５ａとの間に若干の隙間が確保されている。また、ストッパ３３は、各端部３３ａ，３３ｂの厚さ方向（図４にて、左右方向）の各平面と収容部４４，４５の各壁面４４ａ，４５ａとの間に隙間が確保されている。即ち、シールリング３２は、収容部４４，４５内にストッパ３３が変形するための変形代としての空間部が確保されている。
【００４５】
また、上述した説明にて、ストッパ３３を、平板形状としたが、この形状に限定されるものではなく、円柱形状や角柱形状をなすロッドであってもよい。また、各収容部４４，４５を四角柱形状としたが、この形状に限定されるものではなく、円柱形状や角柱形状としてもよい。更に、各収容部４４，４５を４個の壁面４４ａ，４５ａと１個の底面４４ｂ，４５ｂから構成したが、壁面４４ａ，４５ａに貫通孔などを形成してもよい。
【００４６】
ここで、ストッパ３３が座屈を開始する所定温度とは、全交流電源喪失時の一次冷却材の温度を考慮して決定される。例えば、加圧水型原子炉（ＰＷＲ）１２では、ポンプ通常運転時に７０℃〜１００℃である一次冷却材の温度が、全交流電源喪失時には、約３００℃まで上昇することが想定されている。そのため、所定温度を約１５０℃以上、好ましくは、１５０℃〜２００℃に設定することが望ましい。所定温度となる約１５０℃以上で座屈するストッパ３３の材料は、樹脂材料であって、例えば、ポリカーボネート樹脂（ガラス転移点130〜160℃程度）、ポリスルホン樹脂系（ガラス転移点170〜200℃程度）、ポリエーテルスルホン酸樹脂系（ガラス転移点200〜230℃程度）などを適用することが望ましい。この場合、座屈とは、ストッパ３３がシールリング３２の弾性力に耐えられずに軟化して変形する動作であり、前部が変形しても一部が変形してもよい。また、ストッパ３３は、所定温度以上で変形するものの、溶融しないことが望ましい。
【００４７】
以下、第１実施形態の軸シール構造における漏洩防止シール３１の動作について説明する。図７は、軸シール構造の作動状態を表す断面図、図８は、図７のVIII−VIII断面図、図９は、図７のIX−IX断面図、図１０は、シールリングの作動状態を表す平面図である。
【００４８】
一次冷却材循環ポンプ１７の通常運転時、図３及び図４に示すように、一次冷却材の温度が所定温度より低いことから、ストッパ３３は、その形状が維持され、シールリング３２は、ストッパ３３により各端面４２ａ，４３ａ同士が離間する位置に支持され、各端面４２ａ，４３ａの間に所定隙間Ｓ２が確保される。そのため、シールリング３２は、内周面３２ａと主軸２６の外周面２６ａとの間に所定隙間Ｓ１が確保され、主軸２６は、シールリング３２に接触せずにスムーズに回転することができる。
【００４９】
一方、全交流電源喪失時、一次冷却材循環ポンプ１７の運転が停止するため、一次冷却材が循環せずに冷却が行われないことから、この一次冷却材の温度が上昇する。そして、図７から図１０に示すように、一次冷却材の温度が所定温度以上になると、ストッパ３３は、変形して軟化し、その形状を維持できずに座屈する。すると、シールリング３２は、自身の弾性力により各端面４２ａ，４３ａ同士が接近する方向に移動し、各端面４２ａ，４３ａ同士が接触する。そのため、シールリング３２は、内径が小さくなって内周面３２ａが主軸２６の外周面２６ａ側に移動して接触し、シールリング３２と主軸２６との隙間における一次冷却材の流れを抑制し、第１シール側から第２シール側への一次冷却材の漏洩を抑制することができる。その結果、一次冷却材循環ポンプ１７における各シールの高温化を抑制し、装置の安全性及び信頼性を向上することができる。
【００５０】
このように第１実施形態の軸シール構造にあっては、周方向における端面４２ａ，４３ａ同士が対向する合口部４１を有するリング形状をなすと共に合口部４１の隙間が減少する方向の付勢力を有するシールリング３２と、合口部４１に設けられてシールリング３２における各端面４２ａ，４３ａ同士が離間する位置に支持可能であると共に予め設定された所定温度以上で座屈するストッパ（支持部材）３３とを設けている。
【００５１】
従って、一次冷却材循環ポンプ１７の通常運転時、一次冷却材が低温であることから、ストッパ３３が所定温度未満となってその形状が維持され、シールリング３２は、このストッパ３３により周方向における各端面４２ａ，４３ａ同士が離間する位置に支持される。そのため、シールリング３２は、主軸２６から離れた位置に配置され、主軸２６の回転を妨げることがない。一方、全交流電源喪失時、一次冷却材循環ポンプ１７が停止して一次冷却材が高温となることから、ストッパ３３が所定温度以上となって座屈し、シールリング３２は、自身の付勢力により周方向における各端面４２ａ，４３ａ同士が接近して隙間が減少し、最終的に接触する。そのため、シールリング３２は、内周面３２ａが主軸２６の外周面２６ａに接触する位置に配置され、シールリング３２と主軸２６との隙間における一次冷却材の流れを抑制し、一次冷却材の漏洩を抑制することができる。その結果、一次冷却材循環ポンプ１７の安全性及び信頼性の向上を図ることができる。そして、シールリング３２の合口部４１にストッパ３３を配置して漏洩防止シール３１を構成することで、装置の小型化を図ることができる。
【００５２】
第１実施形態の軸シール構造では、ストッパ３３を棒形状とし、長手方向における各端部３３ａ，３３ｂをシールリング３２の周方向における各端部４２，４３に係止している。従って、簡単な構成でストッパ３３によりシールリング３２を主軸２６から離れた位置に支持することができ、構造の簡素化を図ることができる。
【００５３】
第１実施形態の軸シール構造では、シールリング３２の周方向における各端部４２，４３にストッパ３３を収容可能な収容部４４，４５を設けている。従って、ストッパ３３が所定温度以上になって座屈すると、シールリング３２が自身の弾性力により各端面４２ａ，４３ａ同士が接近して密着するが、このとき、座屈したストッパ３３が各収容部４４，４５に収容されることとなり、座屈したストッパ３３の外部流出を抑制することができる。
【００５４】
第１実施形態の軸シール構造では、収容部４４，４５をシールリング３２の周方向における端面４２ａ，４３ａに開口して設けている。従って、収容部４４，４５により所定温度未満のときのストッパ３３の各端部３３ａ，３３ｂを各収容部４４，４５にそれぞれ係止することで、ストッパ３３を所定の位置に容易に保持することができると共に、所定温度以上になって座屈したストッパ３３を各収容部４４，４５により適正に収容することができる。
【００５５】
第１実施形態の軸シール構造では、シールリング３２の周方向における各端部４２，４３に設けられる収容部４４，４５の合計長さＬ１＋Ｌ２を、所定温度未満にあるストッパ３３の長さＬ３より短い寸法に設定している。従って、ストッパ３３によりシールリング３２を主軸２６から離れた適正位置に容易に支持することができる。
【００５６】
また、第１実施形態の一次冷却材循環ポンプにあっては、第１シールと第２シールとの間に漏洩防止シール３１を配置している。従って、シールリング３２は、一次冷却材循環ポンプ１７の通常運転時、主軸２６から離れた位置に配置されることで、主軸２６の回転を妨げることがない。一方、シールリング３２は、全交流電源喪失時、ストッパ３３が座屈することで各端面４２ａ，４３ａ同士が接近して隙間が減少し、内周面３２ａが主軸２６の外周面２６ａに接触する。そのため、シールリング３２と主軸２６との隙間における一次冷却材の流れを抑制し、一次冷却材の漏洩を抑制することができる。その結果、一次冷却材循環ポンプ１７の安全性及び信頼性の向上を図ることができる。そして、シールリング３２の合口部４１にストッパ３３を配置して漏洩防止シール３１を構成することで、装置の小型化を図ることができる。
【００５７】
［第２実施形態］
図１１は、第２実施形態の一次冷却材循環ポンプに適用される軸シール構造を表す断面図、図１２は、図１１のXII−XII断面図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００５８】
第２実施形態の軸シール構造において、図１１及び図１２に示すように、漏洩防止シール５１は、リング形状をなし、構成部材２２の凹部２９に配置されている。この漏洩防止シール５１は、シールリング５２とストッパ３３とから構成されている。シールリング５２は、金属製の第１シールリング６１と、金属より軟質である樹脂製の第２シールリング６２とから構成され、第１シールリング６１にストッパ３３が設けられている。
【００５９】
第１シールリング６１は、第１合口部７１が設けられることで、平面視（主軸２６の軸方向から見たとき形状）がＣ字形状をなしている。第１シールリング６１は、周方向の一箇所が切断されることで、２個の端部７２，７３が形成されており、２個の端部７２，７３により第１合口部７１が構成されている。この２個の端部７２，７３は、各端面７２ａ，７３ａ同士が対向している。第１シールリング６１は、自身が弾性力（付勢力）を有しており、各端部７２，７３の端面７２ａ，７３ａが接近する方向、つまり、内周面が主軸２６の外周面２６ａを締め付ける方向に付勢されている。そのため、第１シールリング６１は、この弾性力により、第１合口部７１にストッパ３３が配置されていないとき、各端部７２，７３の端面７２ａ，７３ａ同士が接触し、第１合口部７１の開き量がゼロになる。
【００６０】
また、第１シールリング６１は、長手方向（周方向）に直交する縦断面が四角形状であり、内周部に開口する開口溝７４及びガイド部材７５が設けられている。開口溝７４及びガイド部材７５は、第１シールリング６１の全周に連続して設けられている。そして、第１シールリング６１は、周方向における各端部７２，７３にストッパ３３を収容可能な収容部７６，７７が設けられている。この各収容部７６，７７は、各端部７２，７３の端面７２ａ，７３ａに開口して設けられる。
【００６１】
第２シールリング６２は、第２合口部８１が設けられることで、平面視（主軸２６の軸方向から見たとき形状）がＣ字形状をなしている。第２シールリング６２は、周方向の一箇所が切断されることで、２個の端部８２，８３が形成されており、２個の端部８２，８３により第２合口部８１が構成されている。この２個の端部８２，８３は、各端面８２ａ，８３ａ同士が対向している。また、第２シールリング６２は、長手方向（周方向）に直交する縦断面が四角柱形状であり、外周部に設けられた嵌合部８４が第１シールリング６１における開口溝７４及びガイド部材７５に嵌合している。そのため、第１シールリング６１と第２シールリング６２は、主軸２６の周方向に沿って相対移動可能であると共に、径方向に沿って相対移動不能に凹凸嵌合されることとなる。この場合、第１シールリング６１の第１合口部７１と第２シールリング６２の第２合口部８１とは、周方向に（本実施形態では、１８０度）ずれて配置されている。
【００６２】
ストッパ３３は、第１シールリング６１の第１合口部７１に設けられており、第１シールリング６１における各端面７２ａ，７３ａ同士が離間する位置に支持可能となっている。また、ストッパ３３は、予め設定された所定温度未満ではその形状が維持され、所定温度以上で座屈するものとなっている。このストッパ３３は、各端部３３ａ，３３ｂが第１シールリング６１の各端部７２，７３に設けられた収容部７６，７７にそれぞれ挿入されている。そのため、ストッパ３３が所定温度未満にあるとき、第１シールリング６１は、各端部７２，７３の端面７２ａ，７３ａ同士が離間した状態に維持され、第１合口部７１の開き量が最大になり、端面７２ａ，７３ａの間に所定隙間Ｓ２が確保される。また、このとき、第２シールリング６２は、各端部８２，８３の端面８２ａ，８３ａ同士が離間した状態に維持される。そして、シールリング５２は、構成部材２２の内周面と段差なく連続し、第２シールリング６２の内周面６２ａと主軸２６の外周面２６ａとの間に径方向に沿う所定隙間Ｓ１が設定される。
【００６３】
一次冷却材循環ポンプ１７の通常運転時、一次冷却材の温度が所定温度より低いことから、ストッパ３３は、その形状が維持され、シールリング５２（第１シールリング６１）は、ストッパ３３により各端面７２ａ，７３ａ同士が離間する位置に支持され、各端面７２ａ，７３ａの間に所定隙間Ｓ２が確保される。そのため、シールリング５２（第２シールリング６２）は、内周面６２ａと主軸２６の外周面２６ａとの間に所定隙間Ｓ１が確保され、主軸２６は、シールリング５２に接触せずにスムーズに回転することができる。
【００６４】
一方、全交流電源喪失時、一次冷却材循環ポンプ１７の運転が停止するため、一次冷却材が循環せずに冷却が行われないことから、この一次冷却材の温度が上昇する。そして、一次冷却材の温度が所定温度以上になると、ストッパ３３は、変形して軟化し、その形状を維持できずに座屈する。すると、第１シールリング６１は、自身の弾性力により各端面７２ａ，７３ａ同士が接近する方向に移動し、各端面７２ａ，７３ａ同士が接触する。このとき、第２シールリング６２は、第１シールリング６１に追従することで、各端面８２ａ，８３ａ同士が接触する。そのため、シールリング５２は、内径が小さくなって内周面５２ａが主軸２６の外周面２６ａ側に移動して接触し、シールリング５２と主軸２６との隙間における一次冷却材の流れを抑制し、第１シール側から第２シール側への一次冷却材の漏洩を抑制することができる。その結果、一次冷却材循環ポンプ１７における各シールの高温化を抑制し、装置の安全性及び信頼性を向上することができる。
【００６５】
このように第２実施形態の軸シール構造にあっては、シールリング５２として、金属製で第１合口部７１を有すると共に第１合口部７１の隙間が減少する方向の弾性力を有する第１シールリング６１と、樹脂製で第２合口部８１を有すると共に主軸２６に接触可能な第２シールリング６２とを設け、第１合口部７１にストッパ（支持部材）３３を設けている。
【００６６】
従って、ストッパ３３が所定温度以上になって座屈すると、第１シールリング６１が自身の弾性力により周方向における各端面７２ａ，７３ａ同士が接近することで、第２シールリング６２が第１シールリング６１と共に主軸２６に接近した位置に移動する。このとき、軟質である樹脂製の第２シールリング６２が主軸２６に接触するため、第２シールリング６２と主軸２６との間のシール性を向上することができ、一次冷却材の漏洩を効果的に抑制することができる。
【００６７】
［第３実施形態］
図１３は、第３実施形態の一次冷却材循環ポンプに適用される軸シール構造を表す断面図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６８】
第３実施形態の軸シール構造において、図１３に示すように、漏洩防止シール１０１は、リング形状をなし、構成部材２２の凹部２９に配置されている。この漏洩防止シール１０１は、シールリング１０２とストッパ３３とから構成されている。シールリング１０２は、金属製の第１シールリング１１１と、金属より軟質である樹脂製の第２シールリング１１２と、同じく樹脂製の第３シールリング１１３とから構成され、第１シールリング１１１にストッパ３３が設けられている。そして、各シールリング１１１，１１２，１１３は、主軸２６の軸方向に積層され、周方向に相対移動可能であると共に径方向に相対移動不能に凹凸嵌合されている。
【００６９】
第１シールリング１１１は、第２実施形態の第１シールリング６１（図１１参照）と同様に、第１合口部（図示略）が設けられることで、平面視がＣ字形状をなしている。この第１合口部は、第１シールリング１１１における周方向の各端部における対向する各端面により構成される。第１シールリング１１１は、自身が弾性力（付勢力）を有しており、各端部の端面が接近する方向、つまり、内周面が主軸２６の外周面２６ａを締め付ける方向に付勢されている。そのため、第１シールリング１１１は、この弾性力により、第１合口部にストッパ３３が配置されていないとき、各端部の端面同士が接触し、第１合口部の開き量がゼロになる。
【００７０】
また、第１シールリング１１１は、長手方向（周方向）に直交する縦断面が四角筒形状であり、主軸２６の軸方向における下方側に周方向に沿う第１凸部１２１が設けられている。そして、第１シールリング１１１は、周方向における各端部にストッパ３３を収容可能な収容部１２２（一端部側だけ図示）が設けられている。この各収容部１２２は、各端部の端面に開口して設けられる。
【００７１】
第２シールリング１１２は、第２実施形態の第２シールリング６２（図１１参照）と同様に、第２合口部（図示略）が設けられることで、平面視がＣ字形状をなしている。第２シールリング１１２は、周方向の一箇所が切断されることで、周方向に対向する２個の端部が形成されており、２個の端部により第２合口部が構成されている。また、第２シールリング１１２は、長手方向（周方向）に直交する縦断面が四角柱形状であり、主軸２６の軸方向における上方側に周方向に沿う第１凹部１２３が設けられると共に、主軸２６の軸方向における下方側に周方向に沿う第２凸部１２４が設けられている。そして、第１シールリング１１１の第１凸部１２１が第２シールリング１１２の第１凹部１２３に嵌合し、周方向に相対移動自在となっている。
【００７２】
第３シールリング１１３は、第２シールリング１１２と同様に、第３合口部（図示略）が設けられることで、平面視がＣ字形状をなしている。第３シールリング１１３は、周方向の一箇所が切断されることで、周方向に対向する２個の端部が形成されており、２個の端部により第３合口部が構成されている。また、第３シールリング１１３は、長手方向（周方向）に直交する縦断面が四角柱形状であり、主軸２６の軸方向における上方側に周方向に沿う第２凹部１２５が設けられている。そして、第２シールリング１１２の第２凸部１２４が第３シールリング１１３の第２凹部１２５に嵌合し、周方向に相対移動自在となっている。
【００７３】
第１シールリング１１１と第２シールリング１１２と第３シールリング１１３は、主軸２６の軸方向に積層されている。そして、第１シールリング１１１の第１凸部１２１が第２シールリング１１２の第１凹部１２３に嵌合し、第２シールリング１１２の第２凸部１２４が第３シールリング１１３の第２凹部１２５に嵌合することから、各シールリング１１１，１１２，１１３が径方向に一体に移動可能となっている。この場合、金属製の第１シールリング１１１と樹脂製の第２シールリング１１２及び第３シールリング１１３は、内周面１１１ａ，１１２ａ，１１３ａが段差なく連続するものであるが、金属製の第１シールリング１１１の内周面１１１ａに対して、樹脂製の第２シールリング１１２及び第３シールリング１１３の内周面１１２ａ，１１３ａを主軸２６側に突出させて段差を設けてもよい。
【００７４】
ストッパ３３は、第１シールリング１１１の第１合口部に設けられており、第１シールリング１１１における各端面同士が離間する位置に支持可能となっている。また、ストッパ３３は、予め設定された所定温度未満ではその形状が維持され、所定温度以上で座屈するものとなっている。このストッパ３３は、各端部が第１シールリング１１１の各収容部１２２にそれぞれ挿入されている。そのため、ストッパ３３が所定温度未満にあるとき、第１シールリング１１１は、各端面同士が離間した状態に維持され、第１合口部の開き量が最大になる。このとき、第２シールリング１１２及び第３シールリング１１３は、各端面同士が離間した状態に維持される。そして、シールリング１０２は、構成部材２２の内周面と段差なく連続し、各シールリング１１１，１１２，１１３の内周面１１１ａ，１１２ａ，１１３ａと主軸２６の外周面２６ａとの間に径方向に沿う所定隙間Ｓ１が設定される。
【００７５】
そのため、全交流電源喪失時、一次冷却材循環ポンプ１７（図１参照）の運転が停止すると、一次冷却材が循環せずに冷却が行われないことから、この一次冷却材の温度が上昇する。そして、一次冷却材の温度が所定温度以上になると、ストッパ３３は、変形して軟化し、その形状を維持できずに座屈する。すると、第１シールリング１１１は、自身の弾性力により各端面同士が接近する方向に移動して接触する。このとき、第２シールリング１１２及び第３シールリング１１３は、第１シールリング１１１に追従することで、各端面同士が接触する。そのため、シールリング１０２は、内径が小さくなって各内周面１１１ａ，１１２ａ，１１３ａが主軸２６の外周面２６ａ側に移動して接触し、シールリング１０２と主軸２６との隙間における一次冷却材の流れを抑制し、第１シール側から第２シール側への一次冷却材の漏洩を抑制することができる。その結果、一次冷却材循環ポンプ１７における各シールの高温化を抑制し、装置の安全性及び信頼性を向上することができる。
【００７６】
このように第３実施形態の軸シール構造にあっては、シールリング１０２として、金属製で第１合口部を有すると共に第１合口部の隙間が減少する方向の弾性力を有する第１シールリング１１１と、樹脂製で第２合口部を有すると共に主軸２６に接触可能な第２シールリング１１２と、樹脂製で第３合口部を有すると共に主軸２６に接触可能な第３シールリング１１３とを設け、第１合口部にストッパ（支持部材）３３を設けている。
【００７７】
従って、ストッパ３３が所定温度以上になって座屈すると、第１シールリング１１１が自身の弾性力により周方向における各端面同士が接近することで、第２シールリング１１２及び第３シールリング１１３が第１シールリング１１１と共に主軸２６に接近した位置に移動する。このとき、軟質である樹脂製の第２シールリング１１２及び第３シールリング１１３が主軸２６に接触するため、第２シールリング１１２及び第３シールリング１１３と主軸２６との間のシール性を向上することができ、一次冷却材の漏洩を効果的に抑制することができる。
【００７８】
第３実施形態の軸シール構造では、第１シールリング１１１と第２シールリング１１２と第３シールリング１１３を主軸２６の軸方向に積層し、周方向に相対移動可能であると共に径方向に相対移動不能に凹凸嵌合している。
【００７９】
従って、ストッパ３３が所定温度以上になって座屈したとき、第１シールリング１１１が自身の付勢力により各端面同士が接近して主軸２６に接近し、第１シールリング１１１に追従して樹脂製の第２シールリング１１２及び第３シールリング１１３が主軸２６に接近することとなり、この樹脂製の各シールリング１１２，１１３を適正に主軸２６に接触させ、シールリング１０２と主軸２６との間のシール性を向上することができる。また、第１シールリング１１１と第２シールリング１１２と第３シールリング１１３が凹凸嵌合することで、各シールリング１１２，１１３の単独での移動を防止することができる。
【００８０】
なお、本実施形態では、シールリング１０２として、金属製の第１シールリング１１１と樹脂製の第２シールリング１１２及び第３シールリング１１３を設けたが、この数に限定されるものではない。金属製のシールリングを複数設けたり、樹脂製のシールリングを１個または、３個以上設けたりしてもよい。
【００８１】
［第４実施形態］
図１４は、第４実施形態の一次冷却材循環ポンプに適用される軸シール構造を表す断面図、図１５は、軸シール構造の作動状態を表す断面図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００８２】
第３実施形態の軸シール構造において、図１４に示すように、漏洩防止シール１３１は、リング形状をなし、構成部材２２の凹部２９に配置されている。この漏洩防止シール１３１は、シールリング１３２とストッパ３３とから構成されている。シールリング１３２は、金属製の第１シールリング１４１と、金属より軟質である樹脂製の第２シールリング１４２とから構成され、第１シールリング１４１にストッパ３３が設けられている。
【００８３】
第１シールリング１４１は、第２実施形態の第２シールリング６２（図１１参照）と同様に、第１合口部（図示略）が設けられることで、平面視がＣ字形状をなしている。この第１合口部は、第１シールリング１１１における周方向の各端部における対向する各端面により構成される。第１シールリング１４１は、自身が弾性力（付勢力）を有しており、各端部の端面が接近する方向、つまり、内周面が主軸２６の外周面２６ａを締め付ける方向に付勢されている。そのため、第１シールリング１４１は、この弾性力により、第１合口部にストッパ３３が配置されていないとき、各端部の端面同士が接触し、第１合口部の開き量がゼロになる。
【００８４】
また、第１シールリング１４１は、長手方向（周方向）に直交する縦断面が四角形状であり、外周部に開口する開口溝１５１及びガイド部材１５２，１５３が設けられている。開口溝１５１及びガイド部材１５２，１５３は、第１シールリング１４１の全周に連続して設けられている。そして、第１シールリング１４１は、周方向における各端部にストッパ３３を収容可能な収容部１５４（一端部側だけ図示）が設けられている。この各収容部１５４は、各端部の端面に開口して設けられる。
【００８５】
第２シールリング１４２は、第２実施形態の第２シールリング６２（図１１参照）と同様に、第２合口部（図示略）が設けられることで、平面視がＣ字形状をなしている。第２シールリング１４２は、周方向の一箇所が切断されることで、周方向に対向する２個の端部が形成されており、２個の端部により第２合口部が構成されている。また、第２シールリング１４２は、長手方向（周方向）に直交する縦断面が四角柱形状であり、内周部に設けられた嵌合部１５５，１５６が第１シールリング１４１における開口溝１５１を閉塞するように各ガイド部材１５２，１５３に嵌合している。そのため、第１シールリング１４１と第２シールリング１４２は、主軸２６の周方向に沿って相対移動可能であると共に、径方向に沿って相対移動不能に凹凸嵌合されることとなる。この場合、金属製の第１シールリング１４１と樹脂製の第２シールリング１４２は、内周面１４１ａ，１４２ａが段差なく連続するものであるが、金属製の第１シールリング１４１の内周面１４１ａに対して、樹脂製の第２シールリング１４２の内周面１４２ａを主軸２６側に突出させて段差を設けてもよい。
【００８６】
ストッパ３３は、第１シールリング１４１の第１合口部に設けられており、第１シールリング１４１における各端面同士が離間する位置に支持可能となっている。また、ストッパ３３は、予め設定された所定温度未満ではその形状が維持され、所定温度以上で座屈するものとなっている。このストッパ３３は、各端部が第１シールリング１４１の各収容部１５４にそれぞれ挿入されている。そのため、ストッパ３３が所定温度未満にあるとき、第１シールリング１４１は、各端面同士が離間した状態に維持され、第１合口部の開き量が最大になる。また、このとき、第２シールリング１４２は、各端面同士が離間した状態に維持される。そして、シールリング１３２は、構成部材２２の内周面と段差なく連続し、第２シールリング１４２の内周面１４２ａと主軸２６の外周面２６ａとの間に径方向に沿う所定隙間Ｓ１が設定される。
【００８７】
シールリング１３２が構成部材２２の凹部２９に配置されることで、主軸２６の外周面２６ａと構成部材２２の内周面との間に第１空間部Ｓ１１が設けられると共に、凹部２９の底面とシールリング１３２（第２シールリング１４２）の外周面との間の第２空間部Ｓ１２が設けられている。そして、シールリング１３２は、この第１空間部Ｓ１１と、第２空間部Ｓ１２とを連通する連通路１５７が設けられている。この連通路１５７は、シールリング１４２の鉛直方向（主軸２６の軸方向）における下方側に寄って設けられている。即ち、この連通路１５７は、第２シールリング１４２の下面に径方向に沿う溝として設けられ、周方向に所定間隔（望ましくは、等間隔）を空けて複数設けられている。なお、連通路１５７は、第２シールリング１４２の下面に設けられた溝ではなく、第２シールリング１４２の下部に設けられた貫通孔としてもよく、また、凹部２９の下面側に設けられた溝や貫通孔としてもよい。
【００８８】
そのため、全交流電源喪失時、一次冷却材循環ポンプ１７（図１参照）の運転が停止すると、一次冷却材が循環せずに冷却が行われないことから、この一次冷却材の温度が上昇する。そして、一次冷却材の温度が所定温度以上になると、図１５に示すように、ストッパ３３は、変形して軟化し、その形状を維持できずに座屈する。すると、第１シールリング１４１は、自身の弾性力により各端面同士が接近する方向に移動して接触する。このとき、第２シールリング１４２は、第１シールリング１４１に追従することで、各端面同士が接触する。そのため、シールリング１３２は、内径が小さくなって内周面１４１ａ，１４２ａが主軸２６の外周面２６ａ側に移動して接触し、シールリング１３２と主軸２６との隙間における一次冷却材の流れを抑制し、第１シール側から第２シール側への一次冷却材の漏洩を抑制することができる。その結果、一次冷却材循環ポンプ１７における各シールの高温化を抑制し、装置の安全性及び信頼性を向上することができる。
【００８９】
このように第４実施形態の軸シール構造にあっては、シールリング１３２として、金属製で第１合口部を有すると共に第１合口部の隙間が減少する方向の弾性力を有する第１シールリング１４１と、樹脂製で第２合口部を有すると共に主軸２６に接触可能な第２シールリング１４２とを設け、第１合口部にストッパ（支持部材）３３を設けている。
【００９０】
従って、ストッパ３３が所定温度以上になって座屈すると、第１シールリング１４１が自身の弾性力により周方向における各端面同士が接近することで、第２シールリング１４２が第１シールリング１４１と共に主軸２６に接近した位置に移動する。このとき、軟質である樹脂製の第２シールリング１４２が主軸２６に接触するため、第２シールリング１４２と主軸２６との間のシール性を向上することができ、一次冷却材の漏洩を効果的に抑制することができる。
【００９１】
第４実施形態の軸シール構造では、構成部材２２の凹部にシールリング１３２を配置し、主軸２６の外周面と構成部材２２の内周面との間の第１空間部Ｓ１１と、凹部２９の底面とシールリング１３２の外周面との間の第２空間部Ｓ１２とを連通する連通路１５７を設けている。
【００９２】
従って、ストッパ３３が所定温度以上になって座屈し、シールリング１３２が自身の付勢力により各端面同士が接近して主軸２６に接近したとき、第１空間部Ｓ１１の一次冷却材が連通路１５７を通って第２空間部Ｓ１２に流動する。第２空間部Ｓ１２に流動した一次冷却材は高圧であることから、シールリング１３２の外周面側に圧力を作用させることとなり、シールリング１３２を主軸２６側に押圧する。そのため、シールリング１３２は、自身の弾性力に加えて、一次冷却材の圧力により内周面１４１ａ，１４２ａが適正に主軸２６の外周面２６ａに接触することとなり、シールリング１３２と主軸２６との間のシール性を向上することができる。
【００９３】
第４実施形態の軸シール構造では、連通路１５７をシールリング１３２の鉛直方向における下方側に寄って設けている。従って、第１空間部Ｓ１１を上昇する一次冷却材が連通路１５７から早期に第２空間部Ｓ１２に流動することとなり、シールリング１３２の外周面側に適正に一次冷却材の圧力を作用させ、シールリング１３２の内周面１４１ａ，１４２ａを適正に主軸２６の外周面２６ａに接触させることができる。
【００９４】
なお、上述した実施形態では、支持部材（ストッパ）が所定温度以上となって座屈したとき、自身の付勢力によりシールリングの各端面同士が接触するものとして説明したが、支持部材が座屈したとき、シールリングの各端面同士が接近するだけで接触しなくてもよい。また、このとき、シールリングの内周面が回転軸（主軸）の外周面に接触するものとして説明したが、シールリングの内周面が回転軸（主軸）の外周面に接近するだけで接触しなくてもよい。
【００９５】
また、上述した実施形態では、シールリングの周方向における各端部に支持部材を収容可能な収容部を設け、支持部材が座屈したとき、自身の付勢力によりシールリングの各端面同士が接触し、座屈した支持部材を全て収容するように構成している。この場合、収容部の容積を支持部材の体積よりも大きく設定すればよい。但し、収容部が座屈した支持部材を全て収容するように構成する必要はなく、座屈した支持部材の流出を防止することができればよいものである。
【００９６】
また、上述した実施形態では、本発明の回転軸の軸シール構造を、加圧水型原子炉における一次冷却材循環ポンプに適用して説明したが、適用先としては、原子力発電プラントに適用される別のポンプや火力発電プラント、水力発電プラント、化学プラントなどのポンプに適用してもよい。
【符号の説明】
【００９７】
１１  原子炉格納容器
１２  加圧水型原子炉
１３  蒸気発生器
１７  一次冷却材循環ポンプ
２１  シールハウジング
２２，２３，２４  構成部材
２６  主軸（回転軸）
２９  凹部
３１，５１，１０１，１３１  漏洩防止シール
３２，５２，１０２，１３２  シールリング
３３  ストッパ（支持部材）
３３ａ，３３ｂ  端部
４１  合口部
４４，４５，７６，７７，１２２，１５４  収容部
６１，１１１，１４１  第１シールリング
６２，１１２，１４２  第２シールリング
７１  第１合口部
８１  第２合口部
１１３  第３シールリング
１５７  連通路
【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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【図１４】
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【図１５】
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