(57)【要約】【課題】流体の漏洩防止において耐久時間を長時間化することが可能な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。【解決手段】軸シール構造は、ポンプの軸シール構造であって、軸方向に沿って分割されて形成された合口部を有し、軸周りにリング状に設けられ、主軸１０の中心方向に移動可能なシールリング１５と、通常運転時にシールリング１５の合口部に挟まれ、シールリング１５を主軸１０から離隔させるスペーサ１６とを備え、シールリング１５は、通常運転時に主軸１０から離隔しており、通常運転時よりも高温になったとき、スペーサ１６が合口部から外れて、シールリング１５が主軸１０側へ移動する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプの軸シール構造であって、
軸方向に沿って分割されて形成された合口部を有し、軸周りにリング状に設けられ、軸の中心方向に移動可能なシールリングと、
通常運転時に前記シールリングの前記合口部に挟まれ、前記シールリングを前記軸から離隔させる離隔部材と、
を備え、
前記シールリングは、前記通常運転時に前記軸から離隔しており、前記通常運転時よりも高温になったとき、前記離隔部材が前記合口部から外れて、前記シールリングが前記軸側へ移動する軸シール構造。
【請求項２】
前記離隔部材の前記軸側に対して反対側に設けられた引張りばねを更に備え、
前記シールリングは、軸方向に重ね合わせられた２層構造であって、それぞれの層の線膨張係数が異なる請求項１に記載の軸シール構造。
【請求項３】
前記通常運転時よりも高温になったとき、前記離隔部材を軸方向へ押圧する駆動部材を更に備え、
前記駆動部材によって押圧されたとき、前記離隔部材が前記合口部から外れる請求項１に記載の軸シール構造。
【請求項４】
前記離隔部材は、リンク機構を介して前記駆動部材によって押圧され、
前記駆動部材において発生する押圧力の方向と、前記離隔部材において発生する前記リンク機構による押圧力の方向とが異なる請求項３に記載の軸シール構造。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の軸シール構造を備え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、ポンプ内部の流体の漏洩を防止する軸シール構造及び一次冷却材循環ポンプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所に用いられる加圧水型原子炉（ＰＷＲ）は、核燃料を収容する圧力容器と、加圧器と、二次蒸気を生成する蒸気発生器と、一次冷却材循環ポンプ（ＲＣＰ）などからなる。冷却材（流体）は、一次冷却材循環ポンプの駆動によって、圧力容器、加圧器及び蒸気発生器を結ぶ循環路を流れる。そして、蒸気発生器で生成された二次蒸気がタービンを駆動することによって発電が行われる。
【０００３】
一次冷却材循環ポンプの主軸における軸シール構造として、例えば軸の周囲に軸線方向に沿って３組のシールが設けられる。シールは、ポンプの内側から外側に向かって第１シール（No.1  Seal）、第２シール（No.2  Seal）、第３シール（No.3  Seal）の順に配置されている。これにより、一次冷却材循環ポンプでは、主軸がシールハウジングの中で回転しつつ、ポンプハウジング内部とシールハウジング外部との間が封止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−３０６６８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一次冷却材循環ポンプの軸シール構造は、約70℃の冷却材（加圧水）を第１〜第３シールの３段のシールで、約15MPaから大気圧まで減圧する。具体的には、加圧水が第１シールで約15MPaから約0.3MPaまで減圧され、第２シールで約0.3MPaから約0.05MPaまで減圧される構造となっている。
【０００６】
しかし、全交流電源喪失（ＳＢＯ：Station  Black  Out）時には、通常運転時に70℃程度である加圧水温度が約300℃まで上昇することが想定される。この際に、第２シールに約300℃、約15MPaの加圧水が到達してしまう。第２シールは、この約300℃、約15MPaの加圧水に耐えることができるが、更に安全性を向上させる技術が求められているところ、特許文献１では、２個のシールが破裂したのち、一次ポンプの主軸を長手方向に確実に封止する安全装置に関する技術が開示されている。一方、従来の漏洩防止のためのシールは、補助的な加圧流体源が必要であり、構造が複雑であるという問題がある。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、流体の漏洩防止において耐久時間を長時間化することが可能な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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の軸シール構造及び一次冷却材循環ポンプは以下の手段を採用する。
すなわち、本発明に係る軸シール構造は、ポンプの軸シール構造であって、軸方向に沿って分割されて形成された合口部を有し、軸周りにリング状に設けられ、軸の中心方向に移動可能なシールリングと、通常運転時に前記シールリングの前記合口部に挟まれ、前記シールリングを前記軸から離隔させる離隔部材とを備え、前記シールリングは、前記通常運転時に前記軸から離隔しており、前記通常運転時よりも高温になったとき、前記離隔部材が前記合口部から外れて、前記シールリングが前記軸側へ移動する。
【０００９】
この発明によれば、軸周りにリング状に設けられたシールリングは、軸方向に沿って分割されて形成された合口部を有する。通常運転時、シールリングの合口部には離隔部材が挟まれており、シールリングは軸から離隔させられている。そして、ポンプ内部流体の温度上昇によって、通常運転時よりも高温になったとき、離隔部材が合口部から外れることによって、シールリングが軸側へ移動する。その結果、シールリングは、通常運転時は軸回転を妨げることなく軸から離隔しているが、温度上昇が生じている異常発生状態では軸との間隔が低減して、ポンプ内部の軸近傍を通過しようとする流体の流れを妨げ、流体がシールリングよりも下流へ漏洩することを低減又は防止する。
【００１０】
上記発明において、前記離隔部材の前記軸側に対して反対側に設けられた引張りばねを更に備えてもよく、前記シールリングは、軸方向に重ね合わせられた２層構造であって、それぞれの層の線膨張係数が異なる。
【００１１】
この発明によれば、通常運転時よりも高温になったとき、線膨張係数が大きい層のシールリングが伸長して、離隔部材をシールリングの外側へ押し出し、それと共に線膨張係数が小さい層のシールリングは、離隔部材との間に隙間が生じる。その結果、シールリングと離隔部材との間の摩擦力が低減しつつ、線膨張係数が大きい層のシールリングによる押し出し力、引張りばねによる引張り力によって、離隔部材が軸側に対して反対側、すなわち軸から離れる方向へ移動する。そして、離隔部材が合口部から外れたとき、シールリングが軸側へ移動してシールリングと軸との間隔が低減する。
【００１２】
上記発明において、前記通常運転時よりも高温になったとき、前記離隔部材を軸方向へ押圧する駆動部材を更に備えてもよく、前記駆動部材によって押圧されたとき、前記離隔部材が前記合口部から外れる。
【００１３】
この発明によれば、通常運転時よりも高温になったとき、駆動部材が離隔部材を軸方向へ押圧し、駆動部材によって押圧された離隔部材は、軸方向へ移動して合口部から外れる。そして、離隔部材が合口部から外れたとき、シールリングが軸側へ移動してシールリングと軸との間隔が低減する。
【００１４】
上記発明において、前記離隔部材は、リンク機構を介して前記駆動部材によって押圧され、前記駆動部材において発生する押圧力の方向と、前記離隔部材において発生する前記リンク機構による押圧力の方向とが異なってもよい。
【００１５】
この発明によれば、駆動部材において発生する押圧力の方向が、リンク機構を介することで変化して、離隔部材において発生するリンク機構による押圧力の方向は、駆動部材において発生する押圧力の方向と異なる。したがって、ハウジングなどの構造上、離隔部材の移動方向の延長上に駆動部材を設置できない場合でも、リンク機構が用いられることによって、駆動部材によって所望の方向に離隔部材を押圧することができる。
【００１６】
本発明に係る一次冷却材循環ポンプは、上述の軸シール構造を備える。
この発明によれば、軸シール構造が設けられていることによって、温度上昇時に流体が当該軸シール構造よりも下流へ漏洩することを低減又は防止できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、流体の漏洩防止において耐久時間を長時間化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る軸シール構造の漏洩防止シールを示す横断面図である。
【図２】同実施形態に係る軸シール構造の漏洩防止シールを示す横断面図である。
【図３】同実施形態に係るスペーサを示す斜視図である。
【図４】同実施形態に係るシールリング及びスペーサを示す縦断面図であり、図１のＡ−Ａ線で切断した図である。
【図５】同実施形態に係るシールリングを示す縦断面図である。
【図６】同実施形態に係る軸シール構造の漏洩防止シールを示す縦断面図である。
【図７】同実施形態に係る軸シール構造の漏洩防止シールを示す縦断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る軸シール構造の漏洩防止シールを示す縦断面図である。
【図９】同実施形態に係る軸シール構造の漏洩防止シールを示す縦断面図である。
【図１０】同実施形態に係る軸シール構造の漏洩防止シールを示す上面図である。
【図１１】同実施形態に係る軸シール構造の漏洩防止シールを示す縦断面図である。
【図１２】同実施形態に係る軸シール構造の漏洩防止シールを示す縦断面図である。
【図１３】同実施形態に係るシールリングの合口部を示す縦断面図である。
【図１４】同実施形態に係るシールリングの合口部を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態に係る軸シール構造について、図１〜図７を用いて説明する。
本実施形態に係る軸シール構造は、例えば原子力発電所に用いられる加圧水型原子炉（ＰＷＲ）の一次冷却材循環ポンプに適用される。一次冷却材循環ポンプの軸シール構造は、ポンプの内側から外側に向かって第１シール（No.1  Seal）、第２シール（No.2  Seal）、第３シール（No.3  Seal）の順に配置されている。この３組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もいう。そして、本実施形態では、更に第１シールと第２シールの間に漏洩防止シールが設けられる。図６及び図７では、図中の下側がポンプ内側であり、本実施形態の漏洩防止シールよりも下側に第１シールが位置する。また、図中の上側がポンプ外側であり、漏洩防止シールよりも上側に第２シールが位置する。
【００２０】
以下では、本実施形態の漏洩防止シールについて説明する。漏洩防止シールによって、全交流電源喪失（ＳＢＯ：Station  Black  Out）の条件において、シールの安全性を更に向上させることができる。
【００２１】
漏洩防止シールは、一次冷却材循環ポンプ（以下「ポンプ」という。）の軸シール構造におけるシールハウジング１１にて、主軸１０に面するように主軸１０の周囲に設けられる。漏洩防止シールは、図１や図６に示すように、例えばシールリング１５と、シールリング収容溝１２と、スペーサ１６と、引張りばね１７などからなる。
【００２２】
シールハウジング１１は、主軸１０に面して主軸１０周りに設けられる部材であり、主軸１０の軸シール構造の構成部材の一つである。シールハウジング１１は、複数の部材からなり、ボルトによって互いに結合されることによって、一体化された部品となる。
【００２３】
ポンプの通常運転時、シールハウジング１１と主軸１０の間は、隙間が形成されており、主軸１０が軸心周りにスムーズに回転する。
【００２４】
シールリング１５は、シールリング収容溝１２内に設置され、図１に示すように、主軸１０の周囲にリング状に設けられる。シールリング収容溝１２は、断面が凹状の溝であって、例えばシールハウジング１１の主軸１０の周囲にリング状に形成される。
【００２５】
シールリング１５は、温度上昇が生じている異常発生時以外の通常運転時において、図１に示すように、シールリング１５の内周面が主軸１０から離隔した位置にある。一方、温度上昇が生じると、シールリング１５は、スペーサ１６が外れて、図２に示すように、主軸１０側へ移動して、内周面が主軸１０と接触する。
【００２６】
シールリング１５は、耐食性、主軸１０と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１５は、主軸１０が通常回転しているときに万一摺動面となってしまった場合を考慮して低摩擦係数であることなどが望ましい。シールリング１５は、例えばステンレス鋼製である。なお、シールリング１５は、表面に合成樹脂コーティングが施されてもよい。これにより、シールリング１５が主軸１０やシールハウジング１１に接触したときの密着性を向上させることができる。
【００２７】
シールリング１５は、断面が例えば四角形状であり、図４，図５及び図７に示すように２層構造である。例えば、シールリング１５の上段の第１層１５Ａが、線膨脹係数が比較的大きい材料、下段の第２層１５Ｂが、線膨脹係数が比較的小さい材料である。例えば、第１層１５Ａは、オーステナイト系ステンレス鋼であり、第２層１５Ｂは、フェライト系ステンレス鋼又はマルテンサイト系ステンレス鋼である。
【００２８】
第１層１５Ａと第２層１５Ｂとの接触面は、図７に示すようにレール１５Ｄと凹部１５Ｃが形成される。レール１５Ｄは、例えば第２層１５Ｂの上面から凸状に突出して周方向に形成され、凹部１５Ｃは、第１層１５Ａの下面においてレール１５Ｄに対応して形成される。これにより、線膨脹係数が大きい第１層１５Ａは、径方向への変位が拘束される。なお、レールが第１層１５Ａの下面に形成され、凹部が第２層１５Ｂの上面に形成されてもよい。また、第１層１５Ａと第２層１５Ｂとの接触面は、レールと凹部が形成されず、平滑でもよい。
【００２９】
シールリング１５は、主軸１０の軸心方向から見た形状がＣ字形状である。シールリング１５の合口部は、第１層１５Ａと第２層１５Ｂとで形状が異なる。第１層１５Ａの合口部は、シールリング１５の径方向に対して斜めであり、図１の実線で示すように、シールリング１５の内側が狭く、外側が広い。また、第２層１５Ｂの合口部は、平行であり、図１の破線で示すように、合口部において、シールリング１５の内側と外側とで離間距離が同一である。図１の状態における第１層１５Ａの内側の開き量は、「主軸１０とシールリング１５の直径隙間」×πである。これにより、図２のように、スペーサ１６が外れたとき、第１層１５Ａの内側の開き量がゼロになり、かつ、主軸１０とシールリング１５の第１層１５Ａが接触する。
【００３０】
スペーサ１６は、シールリング１５に挟まっているときのシールリング１５の合口部の形状に対応した形状を有する。具体的には、図３に示すように、スペーサ１６の主軸１０側上部は、シールリング１５の第１層１５Ａに対応して、互いに対向する側面１６ａが主軸１０の径方向に対して斜めであり、内側の間隔が狭く、外側の間隔が広い。また、スペーサ１６の主軸１０側下部は、シールリング１５の第２層１５Ｂに対応して、互いに対向する側面１６ｂが平行であり、互いに対向する側面の間隔は同一である。
【００３１】
シールリング１５の第１層１５Ａと第２層１５Ｂは、ＳＢＯ時の温度上昇によって膨張する。シールリング１５の第１層１５Ａの合口部と、第１層１５Ａに対応するスペーサ１６の上部とが斜めになっていることにより、線膨脹係数の大きい第１層１５Ａが膨張したとき、スペーサ１６はシールリング１５の外側に押し出される力が働く。また、シールリング１５の第２層１５Ｂは、第２層１５Ｂに対応するスペーサ１６の下部との間に隙間ができる。
【００３２】
スペーサ１６の外側（すなわち、主軸１０側に対して反対側）には、図１及び図２に示すように、引張りばね１７の一端が接続される。引張りばね１７の他端は、スペーサ収容室１８の内壁に接続される。スペーサ１６とシールリング１５の合口部との摩擦力が低下して、引張りばね１７の引張り力が摩擦力を超えると、引張りばね１７は、スペーサ１６をシールリング１５の外側に引っ張る。
【００３３】
ここで、スペーサ１６がシールリング１５から外れる温度は、ＳＢＯ時の温度を考慮して決定される。例えば、加圧水型原子炉（ＰＷＲ）では、ポンプ通常運転時に約70℃である流体（加圧水）温度が、ＳＢＯ時には約300℃まで上昇することが想定されている。そこで、ＳＢＯ時に、例えば、約150℃近傍まで温度が上昇したとき、スペーサ１６がシールリング１５から外れるようにする。
【００３４】
ポンプの通常運転時、シールリング１５は、図１に示すように合口部にスペーサ１６が挟まれることによって合口部に隙間部分が設けられ、シールリング１の直径が大きくなっている。一方、温度上昇が生じてシールリング１５からスペーサ１６が外れたとき、シールリング１５は、スペーサ１６による隙間部分がなくなり、シールリング１５の直径が小さくなり、シールリング１５と主軸１０が接触する。
【００３５】
次に、本実施形態の漏洩防止シールの動作について説明する。
ポンプの通常運転時、漏洩防止シールは図１に示す状態であり、第１シール側のポンプ室の圧力は約15MPa、流通路２の内部は約0.3MPa程度に保たれている。また、流体の温度は、約70℃である。このとき、図４に示すように、シールリング１５の合口部がスペーサ１６を挟んだ状態である。そのため、シールリング１５は、主軸１０の中心方向への移動が拘束されているとともに、スペーサ１６もシールリング１５の外側への移動が拘束されている。したがって、シールリング１５は、図１及び図６に示すように、主軸１０から離隔した位置にあり、シールリング１５の内周面と主軸１０の間には隙間が設けられている。その結果、主軸１０は、軸心周りにスムーズに回転できる。
【００３６】
加圧水型原子炉（ＰＷＲ）で、ＳＢＯが生じると、流体の温度は、約300℃まで上昇することが想定される。ＳＢＯ時にシールリング１５は温度上昇によって膨張して、例えば、約150℃近傍まで温度が上昇したとき、第１層１５Ａがスペーサ１６を押し出しつつ、第２層１５Ｂとスペーサ１６との間に隙間が生じる。そして、スペーサ１６とシールリング１５の第２層１５Ｂの合口部との摩擦力が低下して、引張りばね１７の引張り力が摩擦力を超えると、引張りばね１７は、スペーサ１６をシールリング１５の外側に引っ張る。
【００３７】
その結果、図２及び図７に示すように、スペーサ１６がスペーサ収容室１８に収容され、シールリング１５の第１層１５Ａの内側が互いに接触する。そして、シールリング１の内周面が主軸１０に接触する。なお、図４に示したシールリング１５の合口部は、図５に示す状態となる。以上により、流体が漏洩防止シールよりも下流へ漏洩することを低減又は防止できる。
【００３８】
従来、第２シールは、約300℃、約15MPaの加圧水に耐えることができる。本実施形態の漏洩防止シールによって、全交流電源喪失（ＳＢＯ：Station  Black  Out）の条件において、シールの安全性を更に向上させることができる。また、シールリング１は、ステンレス鋼製であることから、通常運転時やＳＢＯ時の耐久性にも問題がない。
【００３９】
［第２実施形態］
以下、図８〜図１４を参照して、本発明の第２実施形態に係る漏洩防止シールについて説明する。
漏洩防止シールは、一次冷却材循環ポンプ（以下「ポンプ」という。）の軸シール構造におけるシールハウジング１１にて、主軸１０に面するように主軸１０の周囲に設けられる。漏洩防止シールは、図８や図１０に示すように、例えばシールリング１と、シールリング収容溝３と、サーモスイッチ６と、ストッパー４と、てこ９等のリンク機構などからなる。
【００４０】
シールハウジング１１は、主軸１０に面して主軸１０周りに設けられる部材であり、主軸１０の軸シール構造の構成部材の一つである。シールハウジング１１は、複数の部材からなり、ボルトによって互いに結合されることによって、一体化された部品となる。
【００４１】
ポンプの通常運転時、シールハウジング１１と主軸１０の間は、隙間が形成されており、主軸１０が軸心周りにスムーズに回転する。
【００４２】
シールリング１は、シールリング収容溝３内に設置され、第１実施形態の図１で示したシールリング１５と同様に、主軸１０の周囲にリング状に設けられる。シールリング収容溝３は、縦断面が凹状の溝であって、例えばシールハウジング１１の主軸１０の周囲にリング状に形成される。
【００４３】
シールリング１は、温度上昇が生じている異常発生時以外の通常運転時において、図８及び図１３に示すように、シールリング１の内周面が主軸１０から離隔した位置にある。一方、温度上昇が生じると、シールリング１は、ストッパー４が外れて、図９及び図１４に示すように、主軸１０側へ移動して、内周面が主軸１０と接触する。
【００４４】
シールリング１は、耐食性、主軸１０と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１は、主軸１０が通常回転しているときに万一摺動面になった場合を考慮して低摩擦係数であることなどが望ましい。シールリング１は、例えばステンレス鋼製である。なお、シールリング１は、表面に合成樹脂コーティングが施されてもよい。これにより、シールリング１が主軸１０やシールハウジング１１に接触したときの密着性を向上させることができる。
【００４５】
シールリング１は、主軸１０の軸心方向から見た形状がＣ字形状である。シールリング１の合口部は、互いに対向する面が平行であり、合口部において、シールリング１５の内側と外側とで離間距離が同一である。図１１及び図１３の状態における開き量は、「主軸１０とシールリング１の直径隙間」×πである。これにより、図１２及び図１４のように、ストッパー４が外れたとき、開き量がゼロになり、かつ、主軸１０とシールリング１が接触する。
【００４６】
シールリング１の合口部には、図８〜図１１に示すような、通常運転時にストッパー４を収容する凹部１ｄと、凹部１ｄよりも上方に形成されロッド５を収容する凹部１ｂと、ＳＢＯ時にストッパー４が下方のストッパー収容室２に押し込まれたときロッド５を収容する凹部１ａ及びストッパー４を収容する凹部１ｃが形成される。
【００４７】
ストッパー４は、例えば窒化ケイ素製の球状形状であって、上方端部にてロッド５と接続される。ストッパー４は、通常運転時にシールリング１の合口部の凹部１ｄに収容され固定されている。ストッパー４は、凹部１ｄに固定されていることで、振動によってストッパー４がずれることを防止できる。また、ストッパー４は、ＳＢＯ時にロッド５によって押圧されると、下方に移動して、図９及び図１２に示すようにストッパー収容室２に収容される。したがって、サーモスイッチ６及びリンク機構によってストッパー４に発生させる押圧力は、シールリング１の合口部がストッパー４を挟む力と凹部１ｄからストッパー４が外れる力を考慮して決定される。
【００４８】
ストッパー収容室２は、横断面が凹状の溝であって、シールハウジング１１に形成される。ストッパー収容室２は、シールリング１の合口部に下方に形成され、シールリング収容溝３と連続した空間である。
【００４９】
サーモスイッチ６は、シールリング１よりも外側に、主軸１０の軸方向に対して平行に設けられる。サーモスイッチ６はロッド７を保持しており、温度上昇によってロッド７がサーモスイッチ６の本体の内部から外部へ突出する。ロッド７の先端は、主軸１０の軸方向に対して平行に移動する。サーモスイッチ６は、例えばサーモアクチュエータであり、ワックスを封入した金属ベローズ、バイメタル又は形状記憶合金などでもよい。
【００５０】
てこ９は、一端部にてサーモスイッチ６のロッド７の端部と接続されており、他端部にてロッド５の端部と接続されている。てこ９は、支点８を有しており、支点８を中心にして回動する。本実施形態では、サーモスイッチ６のロッド７が突出して上方へ移動すると、てこ９が回動して、ロッド５が下方へ移動する。支点８がロッド７よりもロッド５側に位置していることで、サーモスイッチ６の駆動力を小さくすることができる。
【００５１】
ここで、ストッパー４がシールリング１から外れる温度は、ＳＢＯ時の温度を考慮して決定される。例えば、加圧水型原子炉（ＰＷＲ）では、ポンプ通常運転時に約70℃である流体（加圧水）温度が、ＳＢＯ時には約300℃まで上昇することが想定されている。そこで、ＳＢＯ時に、例えば、約150℃近傍まで温度が上昇したとき、サーモスイッチ６が駆動して、ロッド７が突出を開始し、ストッパー４がシールリング１から外れるようにする。
【００５２】
ポンプの通常運転時、シールリング１は、合口部にストッパー４が挟まれることによって合口部に隙間部分が設けられ、シールリング１の直径が大きくなっている。一方、温度上昇が生じてシールリング１からストッパー４が外れたとき、シールリング１は、ストッパー４による隙間部分がなくなり、シールリング１の直径が小さくなって、シールリング１と主軸１０が接触する。
【００５３】
次に、本実施形態の漏洩防止シールの動作について説明する。
ポンプの通常運転時、漏洩防止シールは図８に示す状態であり、第１シール側のポンプ室の圧力は約15MPa、流通路２の内部は約0.3MPa程度に保たれている。また、流体の温度は、約70℃である。このとき、シールリング１の合口部がストッパー４を挟んだ状態である。そのため、シールリング１は、主軸１０の中心方向への移動が拘束されているとともに、ストッパー４もシールリング１の軸方向への移動が拘束されている。したがって、シールリング１は、図８に示すように、主軸１０から離隔した位置にあり、シールリング１の内周面と主軸１０の間には隙間が設けられている。その結果、主軸１０は、軸心周りにスムーズに回転できる。
【００５４】
加圧水型原子炉（ＰＷＲ）で、ＳＢＯ時に、例えば、約150℃近傍まで温度が上昇したとき、サーモスイッチ６が駆動して、ロッド７が突出を開始する。そして、てこ９が支点８を中心にして回動し、ロッド５が下方へ移動する。その結果、ストッパー４が下方に押圧されて、ストッパー４がシールリング１の合口部から外れる。その結果、図９に示すように、ストッパー収容室２に収容され、図１４に示すように、シールリング１の合口部が互いに接触し、シールリング１の内周面が主軸１０に接触する。これにより、流体が漏洩防止シールよりも下流へ漏洩することを低減又は防止できる。
【００５５】
また、ロッド５は、図１２及び図１４に示すように、シールリング１の合口部に形成された凹部１ａと凹部１ｂに収容される。また、図９に示すように、ストッパー４とロッド５は接続されたままであり、ポンプ内部側からの加圧水の流入によって、ストッパー４の上端がシールリング１の凹部１ｃに収容される。これにより、合口部が閉鎖したときに、対向する二つの凹部１ａによって形成される開口部が、凹部１ａに収容されるロッド５と凹部１ｃに収容されるストッパー４によって塞がれるため、流体が漏洩防止シールよりも下流へ漏洩することを低減又は防止できる。
【００５６】
従来、第２シールは、約300℃、約15MPaの加圧水に耐えることができる。本実施形態の漏洩防止シールによって、全交流電源喪失（ＳＢＯ：Station  Black  Out）の条件において、シールの安全性を更に向上させることができる。また、シールリング１は、ステンレス鋼製であることから、通常運転時やＳＢＯ時の耐久性にも問題がない。
【００５７】
さらに、本実施形態によれば、サーモスイッチ６において発生する押圧力の方向が、リンク機構を介することで変化する。すなわち、ストッパー４において発生するリンク機構による押圧力の方向は図中では下向きであるが、サーモスイッチ６において発生する押圧力は図中では上向きであり、互いに力の方向が異なる。したがって、シールハウジング１１などの構造上、ストッパー４の移動方向の延長上にサーモスイッチ６を設置できない場合でも、リンク機構が用いられることによって、サーモスイッチ６によって所望の方向にストッパー４を押圧することができる。
【００５８】
なお、上述の第２実施形態では、リンク機構を介してストッパー４を軸方向に押圧する例について説明したが、本発明はこの例に限定されない。例えば、シールハウジング１１の構造上可能であれば、ストッパー４とサーモスイッチ６のロッド７が直接接続されて、サーモスイッチ６のロッド７がストッパー４を軸方向に押圧してもよい。
【符号の説明】
【００５９】
１，１５  シールリング
２  ストッパー収容室
３，１２  シールリング収容溝
４  ストッパー（離隔部材）
５，７  ロッド
６  サーモスイッチ
８  支点
９  てこ
１０  主軸（軸）
１１  シールハウジング
１６  スペーサ（離隔部材）
１７  引張りばね
１８  スペーサ収容室
【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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