JP6957272B2 - Sealing device for pumps and primary coolant pump - Google Patents

Description

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。 The present disclosure relates to a pump sealing device and a primary coolant pump including the pump sealing device.

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。 At a nuclear power plant, a primary coolant pump is installed to circulate the primary coolant between the reactor and the steam generator. The primary coolant pump is equipped with a sealing device to prevent leakage of the primary coolant.
Patent Document 1 discloses a sealing device provided on a pump shaft. This sealing device is arranged around the pump shaft in order from the side closer to the flow path of the primary coolant. 1 seal part, No. 2 Seal part and No. It is composed of 3 seals, and No. A limited leakage type non-contact seal is used for 1 seal part, and No. 2 Seal part and No. A mechanical seal is used for the 3 seal part.

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。 In the above primary coolant pump, when a total AC power loss (Station Black Out) (hereinafter, also referred to as "SBO") occurs, the primary coolant reaches the seal portion at about 300 ° C. and about 15 MPa. , It is necessary to prevent this primary coolant leakage from the seal device of the primary coolant pump.

実開昭６３−０２２３９７号公報Jikkai Sho 63-022397

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。 The RCP sealing device is designed to prevent leakage of the high-temperature and high-pressure primary coolant when it reaches the seal after SBO occurs, but it is even safer for measures to prevent leakage of the primary coolant. Is required to be improved.

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。 One embodiment aims to make it possible to maintain the sealing function around the pump shaft even when the high temperature and high pressure fluid arrives after the occurrence of SBO.

（１）一実施形態に係るポンプ用シール装置は、
第１部材と、
前記第１部材に対向して配置され、リング溝を有する第２部材と、
前記リング溝に設けられるリング部材と、
前記リング部材に対して低圧側にて前記リング溝に設けられ、前記第２部材より熱膨張係数が大きい材料で構成されたバックアップリングと、を備え、
前記バックアップリングと前記リング溝の底面との間の隙間よりも、前記バックアップリングと前記第１部材との間の隙間の方が大きい。 (1) The pump sealing device according to the embodiment is
The first member and
A second member arranged to face the first member and having a ring groove,
The ring member provided in the ring groove and
A backup ring provided in the ring groove on the low pressure side with respect to the ring member and made of a material having a coefficient of thermal expansion larger than that of the second member is provided.
The gap between the backup ring and the first member is larger than the gap between the backup ring and the bottom surface of the ring groove.

上記（１）の構成によれば、通常運転時にはバックアップリングの内周側に隙間を確保する一方、ＳＢＯ時の高温高圧環境下において、バックアップリングのリング溝の底面側への変形は制限されるため、上記バックアップリングは熱膨張して上記第１部材側へ変形し、リング部材のはみ出し隙間を狭めることができる。これによって、高温高圧流体によるリング部材の損傷を抑制でき、リング部材のシール機能を保持できる。
なお、高温下でバックアップリングが変形することを利用しているため、通常運転時にはバックアップリングと第１部材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。 According to the configuration of (1) above, a gap is secured on the inner peripheral side of the backup ring during normal operation, while deformation of the backup ring to the bottom surface side is restricted under a high temperature and high pressure environment during SBO. Therefore, the backup ring can be thermally expanded and deformed toward the first member side, and the protruding gap of the ring member can be narrowed. As a result, damage to the ring member due to the high temperature and high pressure fluid can be suppressed, and the sealing function of the ring member can be maintained.
Since the backup ring is deformed at a high temperature, a gap is secured between the backup ring and the first member during normal operation, and the pump operation is not affected.

（２）一実施形態では、前記（１）の構成において、
前記リング部材がＯリングで構成される。
上記（２）の構成によれば、Ｏリングが有する大径の断面形状によってＯリングが第１部材との間の隙間からはみ出すのを抑制できる。 (2) In one embodiment, in the configuration of (1) above,
The ring member is composed of an O-ring.
According to the configuration (2) above, the large-diameter cross-sectional shape of the O-ring can prevent the O-ring from protruding from the gap between the O-ring and the first member.

（３）一実施形態では、前記（１）又は（２）の構成において、
前記バックアップリングは、前記リング溝の底面に接触するように前記リング溝に設けられる。
上記（３）の構成によれば、バックアップリングはリング溝の底面に接触しているので、第１部材側への伸び代しかなく、そのため、第１部材との間の隙間を狭めることができる。 (3) In one embodiment, in the configuration of (1) or (2) above,
The backup ring is provided in the ring groove so as to come into contact with the bottom surface of the ring groove.
According to the configuration of (3) above, since the backup ring is in contact with the bottom surface of the ring groove, there is only an extension allowance toward the first member side, and therefore the gap between the backup ring and the first member can be narrowed. ..

（４）一実施形態では、前記（１）〜（３）の何れかの構成において、
前記バックアップリングの全体が、前記リング溝内に設けられる。
上記（４）の構成によれば、通常運転時において、バックアップリングはリング溝内に収容されるので、第１部材と第２部材との間に相対移動があっても、バックアップリングは該相対移動を阻害しない。 (4) In one embodiment, in any of the configurations (1) to (3) above,
The entire backup ring is provided in the ring groove.
According to the configuration of (4) above, since the backup ring is housed in the ring groove during normal operation, the backup ring is relative even if there is relative movement between the first member and the second member. Does not impede movement.

（５）一実施形態では、前記（１）〜（４）の何れかの構成において、
前記バックアップリングは、周方向に延在する前記リング溝に設けられ、
前記バックアップリングは、
第１分割セクションと、
周方向において前記第１分割セクションの隣に設けられる第２分割セクションと、
を含み、
前記第１分割セクションおよび前記第２分割セクションは、前記周方向における互いの重なり長が可変となるように、互いの周方向端部が係合可能に構成される。 (5) In one embodiment, in any of the configurations (1) to (4) above,
The backup ring is provided in the ring groove extending in the circumferential direction.
The backup ring
The first division section and
A second division section provided next to the first division section in the circumferential direction,
Including
The first division section and the second division section are configured so that their circumferential ends can be engaged with each other so that their overlapping lengths in the circumferential direction are variable.

上記（５）の構成によれば、バックアップリングを構成する上記第１分割セクション及び上記第２分割セクションの周方向における互いの重なり長を調整することで、内径を可変とすることができる。これによって、第１部材及び第２部材間にあるリング溝への装着が容易である。 According to the configuration (5), the inner diameter can be made variable by adjusting the overlapping lengths of the first division section and the second division section constituting the backup ring in the circumferential direction. This facilitates mounting in the ring groove between the first member and the second member.

（６）一実施形態では、前記（１）〜（５）の何れかの構成において、
前記バックアップリングは、周方向に延在する前記リング溝に設けられ、
前記リング溝の前記底面に対向する前記バックアップリングの周面に複数の切欠きが設けられる。
上記（６）の構成によれば、バックアップリングは上記複数の切欠きを有するため、ＳＢＯ発生後、高温高圧流体がシール部に到達し、シール部の周囲が高温高圧になると、熱膨張係数が大きいバックアップリングが熱膨張して上記切欠きを狭める方向の力が発生する。この力は切欠き部に内側向きの応力を発生させる。この応力とバックアップリングの熱膨張とによってバックアップリングが内側へせり出し、はみ出し隙間を部分的にでも小さくし、リング部材の該隙間からのはみ出しを抑制できる。 (6) In one embodiment, in any of the configurations (1) to (5) above,
The backup ring is provided in the ring groove extending in the circumferential direction.
A plurality of notches are provided on the peripheral surface of the backup ring facing the bottom surface of the ring groove.
According to the configuration of (6) above, since the backup ring has the plurality of notches, the coefficient of thermal expansion increases when the high temperature and high pressure fluid reaches the seal portion and the circumference of the seal portion becomes high temperature and high pressure after the occurrence of SBO. The large backup ring thermally expands and a force is generated in the direction of narrowing the notch. This force creates an inward stress in the notch. Due to this stress and the thermal expansion of the backup ring, the backup ring protrudes inward, the protrusion gap can be partially reduced, and the protrusion of the ring member from the gap can be suppressed.

（７）一実施形態では、前記（６）の構成において、
前記切欠きは、前記リング溝の前記底面から離れるにつれて前記周方向における切欠き幅が徐々に小さくなる形状を有する。
上記（７）の構成によれば、上記切欠きが上記形状を有することで、バックアップリングの熱延びによる周方向の力を内側へ向かう押付力に効率良く変換できる。 (7) In one embodiment, in the configuration of (6) above,
The notch has a shape in which the notch width in the circumferential direction gradually decreases as the distance from the bottom surface of the ring groove increases.
According to the configuration of the above (7), since the notch has the above shape, the force in the circumferential direction due to the thermal extension of the backup ring can be efficiently converted into the pressing force inward.

（８）一実施形態では、前記（１）〜（７）の何れかの構成において、
前記バックアップリングは、周方向に延在する前記リング溝に設けられ、
前記バックアップリングの径方向断面は、波状、または、前記リング部材に向かって高圧側に凸湾曲状に構成される。
上記（８）の構成によれば、高温高圧下でバックアップリングが膨張し、高温高圧流体の圧力がリング部材を介してバックアップリングに付加されたとき、バックアップリングの径方向断面は、波状、又は前記リング部材に向かって高圧側に凸湾曲状に構成されるため、第１部材側への伸び代を大きくできる。これによって、リング部材のはみ出し隙間を小さくできる。 (8) In one embodiment, in any of the configurations (1) to (7) above,
The backup ring is provided in the ring groove extending in the circumferential direction.
The radial cross section of the backup ring is configured to be wavy or convexly curved toward the high pressure side toward the ring member.
According to the configuration (8) above, when the backup ring expands under high temperature and high pressure and the pressure of the high temperature and high pressure fluid is applied to the backup ring via the ring member, the radial cross section of the backup ring is wavy or wavy. Since it is configured to be convexly curved toward the high pressure side toward the ring member, the extension allowance toward the first member side can be increased. As a result, the protruding gap of the ring member can be reduced.

（９）一実施形態では、前記（１）〜（８）の何れかの構成において、
前記バックアップリングは、周方向に延在する前記リング溝に設けられ、
前記バックアップリングの径方向断面は、前記第１部材に向かって軸方向厚さが減少する。
上記（９）の構成によれば、バックアップリングは第１部材に向かって軸方向厚さが減少し、第１部材に近い領域は熱容量が小さく昇温しやすい。従って、第１部材に向かう熱膨張量が増加するため、第１部材側へのはみ出し量を増加できる。これによって、第１部材との隙間を狭め、リング部材の該隙間からのはみ出しを抑制できる。 (9) In one embodiment, in any of the configurations (1) to (8) above,
The backup ring is provided in the ring groove extending in the circumferential direction.
The radial cross section of the backup ring decreases in axial thickness toward the first member.
According to the configuration of (9) above, the thickness of the backup ring decreases toward the first member, and the heat capacity is small in the region close to the first member, and the temperature tends to rise. Therefore, since the amount of thermal expansion toward the first member increases, the amount of protrusion toward the first member can be increased. As a result, the gap between the ring member and the first member can be narrowed, and the ring member can be prevented from protruding from the gap.

（１０）一実施形態では、前記（１）〜（９）の何れかの構成において、
前記バックアップリングは樹脂製であり、ガラス転移温度が２００℃以下である。
上記（９）の構成によれば、バックアップリングが２００℃以下の温度で軟化するため、高温高圧流体がリング溝に到達したとき、バックアップリングが軟化し変形するため、第１部材との隙間を狭め、リング部材の該隙間からのはみ出しを抑制できる。 (10) In one embodiment, in any of the configurations (1) to (9) above,
The backup ring is made of resin and has a glass transition temperature of 200 ° C. or lower.
According to the configuration of (9) above, since the backup ring softens at a temperature of 200 ° C. or lower, when the high temperature and high pressure fluid reaches the ring groove, the backup ring softens and deforms, so that a gap with the first member is formed. It can be narrowed to prevent the ring member from protruding from the gap.

（１１）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の外周側に設けられる前記（１）〜（１０）の何れかの構成を有するシール装置と、
を備える。
上記（１１）の構成によれば、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、ＳＢＯ発生後、高温高圧流体がリング溝に到達したとき、バックアップリングが熱膨張して第１部材側へ変形することで、リング部材のはみ出し隙間を低減でき、リング部材のシール機能を保持できる。
なお、高温高圧条件下でバックアップリングが変形することを利用しているため、通常運転時にはバックアップリングと第１部材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。 (11) The primary coolant pump according to the embodiment is
With the pump shaft,
A sealing device provided on the outer peripheral side of the pump shaft and having the configuration according to any one of (1) to (10).
To be equipped.
According to the configuration of (11) above, by providing the sealing device having the above configuration on the outer peripheral side of the pump shaft, when the high temperature and high pressure fluid reaches the ring groove after SBO is generated, the backup ring is thermally expanded and the first By deforming to the member side, the protrusion gap of the ring member can be reduced, and the sealing function of the ring member can be maintained.
Since the backup ring is deformed under high temperature and high pressure conditions, a gap is secured between the backup ring and the first member during normal operation, and the pump operation is not affected.

（１２）一実施形態では、前記（１１）の構成において、
前記リング部材は、前記第１部材および前記第２部材の間の軸方向隙間をシールするように構成される。
上記（１２）の構成によれば、通常運転時においてはリング部材によって第１部材と第２部材との隙間のシール機能をもたせることができ、ＳＢＯ発生後、高温高圧流体が到達したときは、バックアップリングが該隙間を狭めることによってリング部材の第１部材との隙間からのはみ出しを抑制できる。 (12) In one embodiment, in the configuration of (11) above,
The ring member is configured to seal an axial gap between the first member and the second member.
According to the configuration (12) above, the ring member can provide a sealing function for the gap between the first member and the second member during normal operation, and when the high-temperature and high-pressure fluid arrives after the occurrence of SBO, By narrowing the gap, the backup ring can prevent the ring member from protruding from the gap with the first member.

（１３）一実施形態では、前記（１２）の構成において、
前記第１部材および前記第２部材の軸方向における相対的な動きが許容されるように構成される。
上記（１３）の構成によれば、通常運転時においては、バックアップリングと第１部材との間に隙間が形成されるので、バックアップリングは第１部材及び第２部材間の相対的な動きを阻害せずに、リング部材によるシール機能を保持できる。 (13) In one embodiment, in the configuration of (12) above,
The first member and the second member are configured to allow relative movement in the axial direction.
According to the configuration of (13) above, during normal operation, a gap is formed between the backup ring and the first member, so that the backup ring moves relative to each other between the first member and the second member. The sealing function of the ring member can be maintained without hindering.

（１４）一実施形態では、前記（１１）〜（１３）の何れかの構成において、
Ｎｏ．２シールリングと、
前記Ｎｏ．２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．２シールランナと、
前記Ｎｏ．２シールリングを支持するためのＮｏ．２インサートと、
前記ポンプシャフトの外周側に設けられるスリーブと、を備え、
前記シール装置の前記リング部材は、前記ポンプシャフトと前記スリーブとの間、前記スリーブと前記Ｎｏ．２シールランナとの間、または、前記Ｎｏ．２シールリングと前記Ｎｏ．２インサートとの間の軸方向隙間をシールするように構成される。 (14) In one embodiment, in any of the configurations (11) to (13) above,
No. 2 seal ring and
No. No. 2 is arranged to face the seal ring and is configured to rotate together with the pump shaft. 2 seal runners and
No. No. 2 for supporting the seal ring. 2 inserts and
A sleeve provided on the outer peripheral side of the pump shaft is provided.
The ring member of the sealing device is formed between the pump shaft and the sleeve, and the sleeve and the No. 2 Between the seal runner or the above No. 2 Seal ring and No. 2 It is configured to seal the axial gap between the inserts.

上記（１４）の構成によれば、ＳＢＯ発生後、高温高圧流体がＮｏ．２シール部に到達しても、上記シール装置とＮｏ．２シール部との組合せで、高温高圧流体がＮｏ．２シール部より下流側へ漏洩するのを抑制できる。 According to the configuration of (14) above, after the SBO is generated, the high temperature and high pressure fluid is No. 2 Even if it reaches the seal part, the above seal device and No. In combination with 2 seals, high temperature and high pressure fluid is No. 2 It is possible to suppress leakage to the downstream side from the seal portion.

一実施形態によれば、高温高圧流体が到達したときでもポンプシャフト周囲に設けられたリング部材のはみ出し隙間を小さくすることでリング部材の損傷を抑制でき、これによって、リング部材のシール機能を保持できる。 According to one embodiment, damage to the ring member can be suppressed by reducing the protrusion gap of the ring member provided around the pump shaft even when the high temperature and high pressure fluid arrives, thereby maintaining the sealing function of the ring member. can.

一実施形態に係るシール装置の縦断面図である。It is a vertical sectional view of the sealing device which concerns on one Embodiment. （Ａ）は一実施形態に係るバックアップリングの断面図であり、（Ｂ）は該バックアップリングの平面図である。(A) is a cross-sectional view of the backup ring according to the embodiment, and (B) is a plan view of the backup ring. （Ａ）〜（Ｄ）は幾つかの実施形態に係るバックアップリングの重なり部の正面図（図２（Ｂ）のＡ矢視図）である。(A) to (D) are front views (A arrow view of FIG. 2B) of the overlapping portion of the backup ring according to some embodiments. （Ａ）は一実施形態に係るバックアップリングの斜視図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ部の拡大図である。(A) is a perspective view of the backup ring according to one embodiment, and (B) is an enlarged view of part B of (A). 一実施形態に係るバックアップリングの斜視図である。It is a perspective view of the backup ring which concerns on one Embodiment. 一実施形態に係るバックアップリングの斜視図である。It is a perspective view of the backup ring which concerns on one Embodiment. 一実施形態に係るバックアップリングの斜視図である。It is a perspective view of the backup ring which concerns on one Embodiment. 一実施形態に係る一次冷却材ポンプのシール部の縦断面図である。It is a vertical sectional view of the seal part of the primary coolant pump which concerns on one Embodiment. 一実施形態に係る一次冷却材ポンプのシール部の一部の縦断面図である。It is a vertical cross-sectional view of a part of the seal part of the primary coolant pump which concerns on one Embodiment.

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。 Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, etc. of the components described as embodiments or shown in the drawings are not intended to limit the scope of the present invention to this, but are merely explanatory examples. No.
For example, expressions that represent relative or absolute arrangements such as "in a certain direction", "along a certain direction", "parallel", "orthogonal", "center", "concentric" or "coaxial" are exact. Not only does it represent such an arrangement, but it also represents a state of relative displacement with tolerances or angles and distances to the extent that the same function can be obtained.
Further, for example, an expression representing a shape such as a quadrangular shape or a cylindrical shape not only represents a shape such as a quadrangular shape or a cylindrical shape in a geometrically strict sense, but also includes a concavo-convex portion or a concavo-convex portion within a range in which the same effect can be obtained. The shape including the chamfered portion and the like shall also be represented.
On the other hand, the expressions "equipped", "equipped", "equipped", "included", or "have" one component are not exclusive expressions that exclude the existence of other components.

図１は、一実施形態に係るポンプ用シール装置１０を示す。
図１において、第１部材１２に対向して配置される第２部材１４にリング溝１６が形成され、リング溝１６にリング部材１８が設けられる。ＳＢＯ発生後、シール部に高温高圧流体が到達した時、高温高圧流体Ｆｈがリング溝１６に到達するおそれがある。リング部材１８に対して低圧側（高温高圧流体Ｆｈの流入側と反対側）のリング溝１６にバックアップリング２０が設けられる。バックアップリング２０は、熱膨張係数が第２部材１４より大きい材料で構成され、かつバックアップリング２０と第１部材１２との間の隙間がバックアップリング２０とＯリング溝１６の底面１６ａとの間の隙間より大きくなるように配置される。 FIG. 1 shows a pump sealing device 10 according to an embodiment.
In FIG. 1, a ring groove 16 is formed in a second member 14 arranged to face the first member 12, and a ring member 18 is provided in the ring groove 16. When the high temperature and high pressure fluid reaches the seal portion after the occurrence of SBO, the high temperature and high pressure fluid Fh may reach the ring groove 16. A backup ring 20 is provided in the ring groove 16 on the low pressure side (opposite side to the inflow side of the high temperature and high pressure fluid Fh) with respect to the ring member 18. The backup ring 20 is made of a material having a coefficient of thermal expansion larger than that of the second member 14, and the gap between the backup ring 20 and the first member 12 is between the backup ring 20 and the bottom surface 16a of the O-ring groove 16. It is arranged so that it is larger than the gap.

上記構成によれば、ポンプの通常運転時にはバックアップリング２０の内周側（第１部材１２との間）に隙間を確保しているため、第１部材１２及び第２部材１４間の矢印ａ方向の相対移動を許容できる。一方、高温高圧流体Ｆｈがリング溝１６に流入し、リング溝１６が高温高圧環境になったとき、バックアップリング２０のリング溝の底面側への変形は制限されるため、バックアップリング２０は熱膨張して第１部材側へ変形し、リング部材１８のはみ出し隙間を狭めることができる。これによって、リング部材１８の損傷を抑制でき、リング部材１８のシール機能を保持できる。 According to the above configuration, since a gap is secured on the inner peripheral side (between the first member 12) of the backup ring 20 during normal operation of the pump, the direction of the arrow a between the first member 12 and the second member 14 Relative movement is acceptable. On the other hand, when the high temperature and high pressure fluid Fh flows into the ring groove 16 and the ring groove 16 becomes a high temperature and high pressure environment, the deformation of the backup ring 20 to the bottom surface side is restricted, so that the backup ring 20 thermally expands. Then, it is deformed toward the first member side, and the protruding gap of the ring member 18 can be narrowed. As a result, damage to the ring member 18 can be suppressed, and the sealing function of the ring member 18 can be maintained.

このように、高温下でバックアップリングが熱膨張して変形することを利用しているため、通常運転時にはバックアップリング２０と第１部材１２との間に隙間を確保できる。これによって、第１部材１２と第２部材１４との相対移動が許容され、ポンプ動作に影響を及ぼすことはない。また、バックアップリング２０とリング溝１６の底面１６ａとの間の隙間を小さくしているため、高温高圧下でバックアップリング２０の第１部材側へのはみ出し量を確保できる。 Since the backup ring is thermally expanded and deformed at a high temperature in this way, a gap can be secured between the backup ring 20 and the first member 12 during normal operation. As a result, the relative movement between the first member 12 and the second member 14 is allowed, and the pump operation is not affected. Further, since the gap between the backup ring 20 and the bottom surface 16a of the ring groove 16 is made small, it is possible to secure the amount of protrusion of the backup ring 20 to the first member side under high temperature and high pressure.

一実施形態では、リング部材１８としてＯリングを用いることができる。これによって、Ｏリングが有する大径の断面形状によってＯリングが第１部材１２との間の隙間からはみ出すのを抑制できる。
一実施形態では、リング部材１８として、Ｄリング、Ｔリング、Ｘリング等のスクウィーズパッキンを用いることができる。 In one embodiment, an O-ring can be used as the ring member 18. As a result, it is possible to prevent the O-ring from protruding from the gap between the O-ring and the first member 12 due to the large-diameter cross-sectional shape of the O-ring.
In one embodiment, a squeeze packing such as a D ring, a T ring, or an X ring can be used as the ring member 18.

一実施形態では、後述するように、第１部材１２はポンプシャフト又はポンプシャフトの外周側に設けられ、ポンプシャフトと共に回転するスリーブであり、あるいはこれら回転部材の外周面に設けられる静止部材である。また、第２部材１４は、ポンプシャフトと共に回転する回転部材又はこれら回転部材の外周側に設けられる静止部材である。 In one embodiment, as will be described later, the first member 12 is a pump shaft or a sleeve provided on the outer peripheral side of the pump shaft and rotating together with the pump shaft, or a stationary member provided on the outer peripheral surface of these rotating members. .. Further, the second member 14 is a rotating member that rotates together with the pump shaft or a stationary member provided on the outer peripheral side of these rotating members.

一実施形態では、バックアップリング２０は、Ｏリング溝１６の底面１６ａに接触するように設けられる。
この実施形態によれば、バックアップリング２０はＯリング溝の底面１６ａに接触しているので、第１部材側への伸び代しかなく、そのため、高温高圧環境下で第１部材１２との間の隙間を狭めることができる。 In one embodiment, the backup ring 20 is provided so as to contact the bottom surface 16a of the O-ring groove 16.
According to this embodiment, since the backup ring 20 is in contact with the bottom surface 16a of the O-ring groove, there is only an extension margin toward the first member side, and therefore, the backup ring 20 is in contact with the first member 12 in a high temperature and high pressure environment. The gap can be narrowed.

一実施形態では、バックアップリング２０の全体が、Ｏリング溝１６の内部に設けられる。
この実施形態によれば、通常運転時において、バックアップリング２０はＯリング溝内に収容されるので、第１部材１２と第２部材１４との間に相対移動があっても、該相対移動を阻害しない。 In one embodiment, the entire backup ring 20 is provided inside the O-ring groove 16.
According to this embodiment, since the backup ring 20 is housed in the O-ring groove during normal operation, even if there is a relative movement between the first member 12 and the second member 14, the relative movement is performed. Does not interfere.

図２は一実施形態に係るバックアップリング２０（２０ａ）を示し、図３は、バックアップリング２０（２０ａ）を図２（Ｂ）中の矢印Ａ方向から視た図である。
一実施形態では、図２に示すように、バックアップリング２０（２０ａ）はリング形状を有し、周方向に延在するリング溝１６に設けられる。図２に示すように、上面２１ａがＳＢＯ時において高温高圧流体Ｆｈが流入する側に面し、下面２１ｂは高温高圧流体Ｆｈが流入する側と反対側の低圧側に面する。 FIG. 2 shows the backup ring 20 (20a) according to the embodiment, and FIG. 3 is a view of the backup ring 20 (20a) viewed from the direction of arrow A in FIG. 2 (B).
In one embodiment, as shown in FIG. 2, the backup ring 20 (20a) has a ring shape and is provided in a ring groove 16 extending in the circumferential direction. As shown in FIG. 2, the upper surface 21a faces the side where the high-temperature high-pressure fluid Fh flows in during SBO, and the lower surface 21b faces the low-pressure side opposite to the side where the high-temperature high-pressure fluid Fh flows.

図２及び図３に示すように、バックアップリング２０（２０ａ）は、第１分割セクション２２と、周方向において第１分割セクション２２の隣に設けられる第２分割セクション２４と、を有する。第１分割セクション２２及び第２分割セクション２４は、周方向において互いに重なる重なり部２６（２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ）を有する。重なり部２６は第１分割セクション２２及び第２分割セクション２４の重なり長が可変となるように、かつ互いの周方向端部が係合可能に構成される。 As shown in FIGS. 2 and 3, the backup ring 20 (20a) has a first division section 22 and a second division section 24 provided next to the first division section 22 in the circumferential direction. The first division section 22 and the second division section 24 have overlapping portions 26 (26a, 26b, 26c, 26d) that overlap each other in the circumferential direction. The overlapping portion 26 is configured so that the overlapping lengths of the first divided section 22 and the second divided section 24 are variable, and the peripheral ends of the overlapping portions 26 can be engaged with each other.

この実施形態によれば、第１分割セクション２２及び第２分割セクション２４の周方向における互いの重なり長を調整することで、内径を可変とすることができる。これによって、第１部材１２及び第２部材１４間にあるリング溝１６への装着が容易である。 According to this embodiment, the inner diameter can be made variable by adjusting the overlapping lengths of the first divided section 22 and the second divided section 24 in the circumferential direction. This facilitates mounting in the ring groove 16 between the first member 12 and the second member 14.

一実施形態では、図３（Ａ）に示すように、重なり部２６（２６ａ）は、上面２１ａ及び下面２１ｂに平行で互いに対面しかつ摺動可能な平面２８ａ及び２８ｂと、平面２８ａ及び２８ｂの両端に連なり上面２１ａ及び下面２１ｂにほぼ直交する面３０ａ、３０ｂ及び３２ａ、３２ｂを有する。
一実施形態では、図３（Ｂ）に示すように、重なり部２６（２６ｂ）は、互いに対面し上面２１ａ及び下面２１ｂに対して傾斜した面３４ａ及び３４ｂを有する。 In one embodiment, as shown in FIG. 3A, the overlapping portion 26 (26a) is a flat surface 28a and 28b parallel to the upper surface 21a and the lower surface 21b and slidable, and a flat surface 28a and 28b. It has planes 30a, 30b and 32a, 32b that are connected to both ends and are substantially orthogonal to the upper surface 21a and the lower surface 21b.
In one embodiment, as shown in FIG. 3B, the overlapping portions 26 (26b) have surfaces 34a and 34b that face each other and are inclined with respect to the upper surface 21a and the lower surface 21b.

一実施形態では、図３（Ｃ）に示すように、重なり部２６（２６ｃ）は、互いに遊嵌する四角断面の凹部３６ａ及び凸部３６ｂを有する。
一実施形態では、図３（Ｄ）に示すように、重なり部２６（２６ｄ）は、互いに遊嵌する三角断面の凹部３８ａ及び凸部３８ｂを有する。
これらの実施形態によれば、重なり部２６の重なり長が調整可能であり、重なり長を調整することで内径を可変とすることで、リング溝１６への装着が容易になる。また、重なり部２６を有することで、高温高圧流体Ｆｈの漏れを抑制できる。 In one embodiment, as shown in FIG. 3C, the overlapping portion 26 (26c) has a concave portion 36a and a convex portion 36b having a square cross section that are loosely fitted to each other.
In one embodiment, as shown in FIG. 3D, the overlapping portion 26 (26d) has a concave portion 38a and a convex portion 38b having a triangular cross section that are loosely fitted to each other.
According to these embodiments, the overlapping length of the overlapping portion 26 can be adjusted, and by adjusting the overlapping length to make the inner diameter variable, it becomes easy to mount the overlapping portion 26 in the ring groove 16. Further, by having the overlapping portion 26, leakage of the high temperature and high pressure fluid Fh can be suppressed.

一実施形態では、図４に示すように、バックアップリング２０（２０ｂ）はリング形状を有し、第１部材１２（例えばポンプシャフトなどの回転部材）の周方向に延在するリング溝１６に設けられる。バックアップリング２０（２０ｂ）はリング溝１６の底面１６ａに対向するバックアップリング２０（２０ｂ）の外周面に複数の切欠き３９が設けられる。 In one embodiment, as shown in FIG. 4, the backup ring 20 (20b) has a ring shape and is provided in a ring groove 16 extending in the circumferential direction of the first member 12 (for example, a rotating member such as a pump shaft). Be done. The backup ring 20 (20b) is provided with a plurality of notches 39 on the outer peripheral surface of the backup ring 20 (20b) facing the bottom surface 16a of the ring groove 16.

この実施形態によれば、バックアップリング２０（２０ｂ）は複数の切欠き３９を有するため、ＳＢＯ発生後、高温高圧流体Ｆｈがリング溝１６に到達し、リング部材１８の周囲が高温高圧になると、熱膨張率が大きいバックアップリング２０（２０ｂ）が周方向へ熱膨張する。
これによって、図４（Ｂ）に示すように、切欠き３９を狭める方向の力ｆ_１及びｆ_２が発生する。力ｆ_１及びｆ_２は切欠き部に内側向きの応力ｆ_３を発生させる。この応力ｆ_３とバックアップリング２０（２０ｂ）の熱膨張及び高温高圧下におけるバックアップリング２０（２０ｂ）の軟化とによって、バックアップリング２０（２０ｂ）が内側へせり出し、第１部材１２と第２部材１４との間に形成されるはみ出し隙間を部分的にでも小さくできる。 According to this embodiment, since the backup ring 20 (20b) has a plurality of notches 39, when the high temperature and high pressure fluid Fh reaches the ring groove 16 after the occurrence of SBO and the circumference of the ring member 18 becomes high temperature and high pressure, The backup ring 20 (20b) having a large coefficient of thermal expansion thermally expands in the circumferential direction.
As a result, as shown in FIG. 4B, forces f ₁ and f _{2 in the} direction of narrowing the notch 39 are generated. The forces f ₁ and f ₂ generate an inward stress f _{3 in the notch.} By the softening of the stress _{f 3} and the backup ring 20 thermal expansion and backup ring at high pressure and temperature of (20b) 20 (20b), the backup ring 20 (20b) is protruding inward, and the first member 12 second member 14 The protruding gap formed between the and can be partially reduced.

一実施形態では、図４（Ｂ）に示すように、切欠き３９は、リング溝１６の底面１６ａから離れるにつれて周方向における切欠き幅が徐々に小さくなる形状を有する。
この実施形態によれば、切欠き３９が上記形状を有することで、バックアップリング２０（２０ｂ）の熱延びによる周方向の力ｆ_１及びｆ_２を内側へ向かう押付力（応力ｆ_３）に効率良く変換できる。 In one embodiment, as shown in FIG. 4B, the notch 39 has a shape in which the notch width in the circumferential direction gradually decreases as the distance from the bottom surface 16a of the ring groove 16 increases.
According to this embodiment, since the notch 39 has the above shape, the forces f ₁ and f ₂ in the circumferential direction due to the thermal extension of the backup ring 20 (20b) are efficiently pressed inward (stress f _3). Can be converted well.

一実施形態では、図４（Ｂ）に示すように、切欠き３９は、頂点ｔを頂点とする三角形状を有する。これによって、周方向の力ｆ_１及びｆ_２は、バックアップリング２０（２０ｂ）の熱延びが進むにつれて内径側領域から順々に効率良く内側向きの応力ｆ_３に変換される。 In one embodiment, as shown in FIG. 4B, the notch 39 has a triangular shape with the apex t as the apex. As a result, the peripheral forces f ₁ and f ₂ are efficiently and efficiently converted into _{inward stress f 3} in order from the inner diameter side region as the heat elongation of the backup ring 20 (20b) progresses.

一実施形態では、図５に示すように、バックアップリング２０（２０ｃ）は、リング形状を有して周方向に延在するリング溝１６に設けられ、かつ径方向断面が波状に構成される。
この実施形態によれば、高温高圧下でバックアップリング２０（２０ｃ）が軟化し、かつリング部材１８がバックアップリング２０（２０ｃ）を高圧の力ｆ_０で押し付けたとき、二点鎖線で示すように平坦な径方向断面に変形する。バックアップリング２０（２０ｃ）は、リング溝の底面１６ａ側への伸びは制限されるため、第１部材１２側（矢印ｂ方向）への伸び代が大きくなる。これによって、リング部材１８のはみ出し隙間を小さくでき、高温高圧流体Ｆｈによるリング部材１８の破損を抑制できる。 In one embodiment, as shown in FIG. 5, the backup ring 20 (20c) is provided in a ring groove 16 having a ring shape and extending in the circumferential direction, and has a wavy radial cross section.
According to this embodiment, when the backup ring 20 (20c) is softened under high temperature and high pressure and the ring member 18 _{presses the backup ring 20 (20c) with a high pressure force f 0} , as shown by a two-dot chain line. Deforms into a flat radial cross section. Since the backup ring 20 (20c) is restricted from extending toward the bottom surface 16a of the ring groove, the extension allowance toward the first member 12 side (direction of arrow b) becomes large. As a result, the protruding gap of the ring member 18 can be reduced, and damage to the ring member 18 due to the high-temperature and high-pressure fluid Fh can be suppressed.

一実施形態では、図６に示すように、バックアップリング２０（２０ｄ）は、リング形状を有して周方向に延在するリング溝１６に設けられ、かつ径方向断面がリング部材１８に向かって高圧側に凸湾曲状に構成される。
この実施形態によれば、高温高圧下でバックアップリング２０（２０ｄ）が軟化し、かつリング部材１８がバックアップリング２０（２０ｄ）を高圧の力ｆ_０で押し付けたとき、二点鎖線で示すように平坦な径方向断面に変形する。バックアップリング２０（２０ｄ）は、リング溝の底面１６ａ側への伸びは制限されるため、第１部材１２側（矢印ｂ方向）への伸び代が大きくなる。これによって、リング部材１８のはみ出し隙間を小さくでき、リング部材１８の破損を抑制できる。 In one embodiment, as shown in FIG. 6, the backup ring 20 (20d) is provided in a ring groove 16 having a ring shape and extending in the circumferential direction, and the radial cross section is toward the ring member 18. It is configured in a convex curve on the high pressure side.
According to this embodiment, when the backup ring 20 (20d) is softened under high temperature and high pressure and the ring member 18 _{presses the backup ring 20 (20d) with a high pressure force f 0} , as shown by a two-dot chain line. Deforms into a flat radial cross section. Since the backup ring 20 (20d) is restricted from extending toward the bottom surface 16a of the ring groove, the extension allowance toward the first member 12 side (direction of arrow b) becomes large. As a result, the protruding gap of the ring member 18 can be reduced, and damage to the ring member 18 can be suppressed.

一実施形態では、図７に示すように、バックアップリング２０（２０ｅ）は、リング形状を有して周方向に延在するリング溝１６に設けられ、かつ径方向断面が第１部材１２に向かって軸方向厚さが減少するように構成される。
この実施形態によれば、バックアップリング２０（２０ｅ）は第１部材１２に向かって軸方向厚さが減少し、第１部材１２に近い領域は熱容量が小さく昇温しやすい。従って、高温高圧下でバックアップリング２０（２０ｅ）が軟化し、かつリング部材１８がバックアップリング２０（２０ｅ）を高圧の力ｆ_０で押し付けたとき、第１部材１２に近い領域で熱により軟化しやすいため、第１部材側へのはみ出し量を増加できる。これによって、第１部材１２との隙間を狭め、リング部材１８の該隙間からのはみ出しを抑制できる。 In one embodiment, as shown in FIG. 7, the backup ring 20 (20e) is provided in a ring groove 16 having a ring shape and extending in the circumferential direction, and the radial cross section faces the first member 12. It is configured to reduce the axial thickness.
According to this embodiment, the thickness of the backup ring 20 (20e) decreases toward the first member 12, and the region close to the first member 12 has a small heat capacity and tends to raise the temperature. Therefore, when the backup ring 20 (20e) is softened under high temperature and high pressure, and when the ring member 18 _{presses the backup ring 20 (20e) with a high pressure force f 0,} it is softened by heat in a region close to the first member 12. Since it is easy, the amount of protrusion to the first member side can be increased. As a result, the gap between the ring member 12 and the first member 12 can be narrowed, and the ring member 18 can be prevented from protruding from the gap.

なお、図５に示すバックアップリング２０（２０ｃ）又は図６に示すバックアップリング２０（２０ｄ）を、図７に示すように、第１部材１２に向かって軸方向厚さが減少するように構成してもよい。これによって、第１部材側へのはみ出し量を増加できる。 The backup ring 20 (20c) shown in FIG. 5 or the backup ring 20 (20d) shown in FIG. 6 is configured so that the axial thickness decreases toward the first member 12 as shown in FIG. You may. Thereby, the amount of protrusion to the first member side can be increased.

一実施形態では、バックアップリング２０は樹脂製で構成され、かつガラス転移温度が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２０が２００℃以下の温度で軟化するため、高温高圧流体Ｆｈがリング溝１６に到達したとき、バックアップリング２０が熱膨張すると共に、軟化し変形するため、第１部材１２との隙間を狭め、リング部材１８の該隙間へのはみ出しを抑制できる。 In one embodiment, the backup ring 20 is made of resin and has a glass transition temperature of 200 ° C. or lower.
According to this embodiment, since the backup ring 20 softens at a temperature of 200 ° C. or lower, when the high-temperature high-pressure fluid Fh reaches the ring groove 16, the backup ring 20 thermally expands and softens and deforms. The gap between the ring member 12 and the member 12 can be narrowed, and the ring member 18 can be prevented from protruding into the gap.

一実施形態では、バックアップリング２０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がリング溝１６に到達したとき、高温高圧流体Ｆｈの高温高圧によりバックアップリング２０が上記ガラス転移点以上に昇温して軟化し変形するので、第１部材１２側へのはみ出しが可能になる。 In one embodiment, the backup ring 20 is made of PEEK material. The glass transition temperature of the PEEK material is 143 ° C, and the displacement increases when the temperature exceeds 143 ° C. Therefore, when the high-temperature and high-pressure fluid Fh reaches the ring groove 16, the backup ring 20 rises above the glass transition point and softens and deforms due to the high-temperature and high-pressure of the high-temperature and high-pressure fluid Fh. It is possible to stick out.

図８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のシール部を示し、図９は、該シール部の一部を示す。
図９に示すように、一次冷却材ポンプ４０は、ポンプシャフト４２と、ポンプシャフト４２の外周側に設けられる上記何れかの構成を有するシール装置１０（１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ）と、を備える。 FIG. 8 shows a seal portion of the primary coolant pump 40 according to the embodiment provided in the nuclear reactor, and FIG. 9 shows a part of the seal portion.
As shown in FIG. 9, the primary coolant pump 40 includes a pump shaft 42 and a sealing device 10 (10A, 10B, 10C) having any of the above configurations provided on the outer peripheral side of the pump shaft 42.

上記構成によれば、ポンプシャフト４２の外周側にシール装置１０を備えることで、ＳＢＯ発生後、高温高圧流体Ｆｈがリング溝１６に到達したとき、バックアップリング２０が軟化して第１部材１２へ変形することで、リング部材１８のはみ出し隙間を低減でき、リング部材１８のシール機能を保持できる。
なお、高温下でバックアップリング２０が変形することを利用しているため、通常運転時にはバックアップリング２０と第１部材１２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。 According to the above configuration, by providing the sealing device 10 on the outer peripheral side of the pump shaft 42, when the high temperature and high pressure fluid Fh reaches the ring groove 16 after the occurrence of SBO, the backup ring 20 softens to the first member 12. By deforming, the protrusion gap of the ring member 18 can be reduced, and the sealing function of the ring member 18 can be maintained.
Since the backup ring 20 is deformed at a high temperature, a gap is secured between the backup ring 20 and the first member 12 during normal operation, and the pump operation is not affected.

一実施形態では、図８に示すように、一次冷却材ポンプ４０はポンプシャフト４２が鉛直方向に沿って配置された縦型のポンプであり、シール部は、高温高圧流体Ｆｈの流路に近いほうから順にポンプシャフト４２又はポンプシャフト４２の外周側に設けられるスリーブを含む回転部材に沿って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。 In one embodiment, as shown in FIG. 8, the primary coolant pump 40 is a vertical pump in which the pump shaft 42 is arranged along the vertical direction, and the seal portion is close to the flow path of the high temperature and high pressure fluid Fh. No. 1 along the rotating member including the sleeve provided on the outer peripheral side of the pump shaft 42 or the pump shaft 42 in order from the side. 1 Seal portion 44, No. 2 Seal part 46 and No. 3 A seal portion 48 is provided.

一実施形態では、第１部材１２及び第２部材１４の間でポンプシャフト４２に沿う軸方向隙間が形成され、リング部材１８はこの軸方向隙間をシールするように構成される。
この実施形態によれば、ポンプの通常運転時においては、リング部材１８によって第１部材１２と第２部材１４との隙間のシール機能をもたせることができ、ＳＢＯ発生後高温高圧流体Ｆｈが到達したときは、バックアップリング２０がこの軸方向隙間を狭めることによってリング部材１８のはみ出しを抑制できる。 In one embodiment, an axial gap is formed between the first member 12 and the second member 14 along the pump shaft 42, and the ring member 18 is configured to seal the axial gap.
According to this embodiment, during the normal operation of the pump, the ring member 18 can provide a sealing function for the gap between the first member 12 and the second member 14, and the high-temperature high-pressure fluid Fh reaches after the occurrence of SBO. In some cases, the backup ring 20 can suppress the protrusion of the ring member 18 by narrowing the axial gap.

一実施形態では、第１部材１２及び第２部材１４の間でポンプシャフト４２の軸方向に沿った相対移動が発生する場合、この相対的な動きが許容されるように構成される。
この実施形態によれば、通常運転時においては、バックアップリング２０と第１部材１２との間に隙間が形成されるので、バックアップリング２０は第１部材１２及び第２部材１４間の相対的な動きを阻害せずに、リング部材１８によるシール機能を保持できる。 In one embodiment, when relative movement of the pump shaft 42 along the axial direction occurs between the first member 12 and the second member 14, this relative movement is allowed.
According to this embodiment, since a gap is formed between the backup ring 20 and the first member 12 during normal operation, the backup ring 20 is relative between the first member 12 and the second member 14. The sealing function of the ring member 18 can be maintained without hindering the movement.

一実施形態では、図８及び図９に示すように、一次冷却材ポンプ４０は、静止部材側に固定されたＮｏ．２シールリング５８と、Ｎｏ．２シールリング５８に対向配置され、ポンプシャフト４２と共に回転するＮｏ．２シールランナ５６と、を有する。さらに、静止部材側にＮｏ．２シールリング５８を支持するためのＮｏ．２インサート８０と、を備える。ポンプシャフト４２の外周側にスリーブ８２が設けられ、スリーブ８２はポンプシャフト４２と共に回転する。 In one embodiment, as shown in FIGS. 8 and 9, the primary coolant pump 40 has a No. 1 fixed to the stationary member side. 2 seal ring 58 and No. No. 2 which is arranged to face the seal ring 58 and rotates together with the pump shaft 42. It has two seal runners 56 and. Further, on the stationary member side, No. No. 2 for supporting the 2 seal ring 58. It includes 2 inserts 80. A sleeve 82 is provided on the outer peripheral side of the pump shaft 42, and the sleeve 82 rotates together with the pump shaft 42.

シール装置１０（１０Ａ）のリング部材１８は、第１部材１２としてのポンプシャフト４２と第１部材１２としてのスリーブ８２との間に形成された軸方向隙間をシールするために該軸方向隙間に形成されたリング溝１６に設けられる。
また、シール装置１０（１０Ｂ）のリング部材１８は、第１部材１２としてのスリーブ８２と第１部材１２としてのＮｏ．２シールランナ５６との間に形成された軸方向隙間をシールするために該軸方向隙間に形成されたリング溝１６に設けられる。
また、シール装置１０（１０Ｃ）のリング部材１８は、第１部材１２としてのＮｏ．２インサート８０と第２部材１４としてのＮｏ．２シールリング５８との間の軸方向隙間をシールするために該軸方向隙間に形成されたリング溝１６に設けられる。 The ring member 18 of the sealing device 10 (10A) is provided in the axial gap in order to seal the axial gap formed between the pump shaft 42 as the first member 12 and the sleeve 82 as the first member 12. It is provided in the formed ring groove 16.
Further, the ring member 18 of the sealing device 10 (10B) has a sleeve 82 as the first member 12 and a No. 1 member 12 as the first member 12. 2 It is provided in the ring groove 16 formed in the axial gap in order to seal the axial gap formed between the seal runner 56 and the seal runner 56.
Further, the ring member 18 of the sealing device 10 (10C) has a No. 1 member 12 as the first member 12. No. 2 as the 2 insert 80 and the second member 14. 2 It is provided in the ring groove 16 formed in the axial gap in order to seal the axial gap between the seal ring 58 and the seal ring 58.

この実施形態によれば、ＳＢＯ発生後、高温高圧流体がＮｏ．２シール部４６に到達しても、シール装置１０とＮｏ．２シール部４６との組合せで、高温高圧流体ＦｈがＮｏ．２シール部４６より下流側へ漏洩するのを抑制できる。また、通常運転時、バックアップリング２０はリング溝１６に収容され、軸方向隙間にせり出さないので、第１部材１２と第２部材１４との軸方向の相対移動を許容し、ポンプ動作に影響を及ぼさない。 According to this embodiment, after the SBO is generated, the high temperature and high pressure fluid is No. 2 Even if the seal portion 46 is reached, the seal device 10 and No. In combination with the 2 seal portion 46, the high temperature and high pressure fluid Fh is No. 2 Leakage to the downstream side of the seal portion 46 can be suppressed. Further, during normal operation, the backup ring 20 is housed in the ring groove 16 and does not protrude into the axial gap, so that the relative movement of the first member 12 and the second member 14 in the axial direction is allowed, which affects the pump operation. Does not reach.

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と、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部を構成する。
一実施形態では、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。 In one embodiment, No. In the 1 seal portion 44, the No. 1 fixed to the rotating portion side. 1 seal runner 50 and No. 1 on the housing 43 side. It has 1 seal ring 52, and No. 1 Seal runner 50 and No. 1 A non-contact type seal portion is formed between the seal ring 52 and the seal ring 52.
In one embodiment, No. The 2 seal portion 46 has a No. 2 seal portion fixed to the rotating portion side. No. 2 on the seal runner 56 and the housing 43 side. It has 2 seal rings 58, and No. 2 Seal runner 56 and No. 2 A contact-type mechanical seal is formed between the seal ring 58 and the seal ring 58.
No. The No. 3 seal portion 48 is fixed to the rotating portion side. No. 3 on the seal runner 62 and the housing 43 side. It has 3 seal rings 64, and No. 3 Seal runner 62 and No. 3 A contact-type mechanical seal is formed between the seal ring 64 and the seal ring 64.

一実施形態では、また、Ｎｏ．１シール部４４より下流側の流体リーク経路６７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６７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６７にシール水リークオフライン７６が設けられる。 In one embodiment, No. A seal water leak offline 72 is provided in the fluid leak path 67 on the downstream side of the seal portion 44, and the No. 1 seal water leak offline 72 is provided. 2 A seal water leak offline 74 is provided in the fluid leak path 67 on the downstream side of the seal portion 46, and No. 3 The seal water leak offline 76 is provided in the fluid leak path 67 on the downstream side of the seal portion 48.

幾つかの実施形態によれば、ＳＢＯ発生後、高温高圧流体が到達したときでも、リング部材のはみ出し隙間を狭めることができ、これによって、高温高圧流体によるリング部材の損傷を抑制し、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。 According to some embodiments, even when the high temperature and high pressure fluid arrives after the occurrence of SBO, the protrusion gap of the ring member can be narrowed, thereby suppressing damage to the ring member by the high temperature and high pressure fluid and pump shaft. The surrounding sealing function can be maintained.

１０（１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ） シール装置
１２ 第１部材
１４ 第２部材
１６ Ｏリング溝
１６ａ 底面
１８ Ｏリング
２０（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ） バックアップリング
２１ａ 上面
２１ｂ 下面
２２ 第１分割セクション
２４ 第２分割セクション
２６（２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ） 重なり部
２８ａ、２８ｂ 平面
３６ａ、３８ａ 凹部
３６ｂ、３８ｂ 凸部
３９ 切欠き
４０ 一次冷却材ポンプ
４１、６７ 流体リーク経路
４２ ポンプシャフト
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
８０ Ｎｏ．２インサート
８２ スリーブ
Ｆｈ 高温高圧流体
ｆ_３ 応力
ｔ 頂点 10 (10A, 10B, 10C) Sealing device 12 1st member 14 2nd member 16 O-ring groove 16a Bottom surface 18 O-ring 20 (20a, 20b, 20c, 20d, 20e) Backup ring 21a Top surface 21b Bottom surface 22 First division section 24 Second division section 26 (26a, 26b, 26c, 26d) Overlapping part 28a, 28b Flat surface 36a, 38a Concave part 36b, 38b Convex part 39 Notch 40 Primary coolant pump 41, 67 Fluid leak path 42 Pump shaft 43 Housing 44 No. 1 Seal part 46 No. 2 Seal part 48 No. 3 Seal part 50 No. 1 Seal runner 52 No. 1 Seal ring 54 No. 1 Flange for seal ring 56 No. 2 Seal runner 58 No. 2 seal ring

62 No. 3 Seal Runner 64 No. 3 seal ring

72, 74, 76 Sealed water leak offline 80 No. 2 insert 82 sleeve Fh high temperature high pressure fluid f ₃ stress t vertex

Claims (13)

ポンプシャフトと、
前記ポンプシャフトの外周側に設けられるシール装置と、
を備える一次冷却材ポンプ用のシール装置であって、
前記シール装置は、
第１部材と、
前記第１部材に対向して配置され、リング溝を有する第２部材と、
前記リング溝に設けられるリング部材と、
前記リング部材に対して低圧側にて前記リング溝に設けられ、前記第２部材より熱膨張係数が大きい材料で構成されたバックアップリングと、を備え、
前記バックアップリングと前記リング溝の底面との間の隙間よりも、前記バックアップリングと前記第１部材との間の隙間の方が大きく、
前記バックアップリングは、ガラス転移温度が２００℃以下である樹脂によって構成され、
全交流電源喪失時、前記ガラス転移温度以上の一次冷却材の到達に応答し、前記バックアップリングが軟化し、前記リング部材からの押付け力によって前記バックアップリングが変形し、前記隙間への前記リング部材のはみ出しを抑制するように構成された
ことを特徴とするポンプ用シール装置。 With the pump shaft,
A sealing device provided on the outer peripheral side of the pump shaft and
It is a sealing device for a primary coolant pump equipped with
The sealing device is
The first member and
A second member arranged to face the first member and having a ring groove,
The ring member provided in the ring groove and
A backup ring provided in the ring groove on the low pressure side with respect to the ring member and made of a material having a coefficient of thermal expansion larger than that of the second member is provided.
Than said gap between the backup ring and the bottom surface of the ring groove, towards the gap between the first member and the backup ring is rather large,
The backup ring is made of a resin having a glass transition temperature of 200 ° C. or lower.
When all AC power is lost, the backup ring softens in response to the arrival of the primary coolant above the glass transition temperature, the backup ring is deformed by the pressing force from the ring member, and the ring member enters the gap. A pump sealing device characterized in that it is configured to suppress the protrusion of the glass. 前記リング部材はＯリングで構成される
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。 The pump sealing device according to claim 1, wherein the ring member is composed of an O-ring. 前記バックアップリングは、前記リング溝の底面に接触するように前記リング溝に設けられた
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。 The pump sealing device according to claim 1 or 2, wherein the backup ring is provided in the ring groove so as to come into contact with the bottom surface of the ring groove. 前記バックアップリングの全体が、前記リング溝内に設けられた
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載のポンプ用シール装置。 The pump sealing device according to any one of claims 1 to 3, wherein the entire backup ring is provided in the ring groove. 前記バックアップリングは、周方向に延在する前記リング溝に設けられ、
前記バックアップリングは、
第１分割セクションと、
周方向において前記第１分割セクションの隣に設けられる第２分割セクションと、
を含み、
前記第１分割セクションおよび前記第２分割セクションは、前記周方向における互いの重なり長が可変となるように、互いの周方向端部が係合可能に構成された
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載のポンプ用シール装置。 The backup ring is provided in the ring groove extending in the circumferential direction.
The backup ring
The first division section and
A second division section provided next to the first division section in the circumferential direction,
Including
Claim 1 is characterized in that the first division section and the second division section are configured so that their peripheral ends can be engaged with each other so that their overlapping lengths in the circumferential direction are variable. The pump sealing device according to any one of 4 to 4. 前記バックアップリングは、周方向に延在する前記リング溝に設けられ、
前記リング溝の前記底面に対向する前記バックアップリングの周面に複数の切欠きが設けられた
ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載のポンプ用シール装置。 The backup ring is provided in the ring groove extending in the circumferential direction.
The pump sealing device according to any one of claims 1 to 5, wherein a plurality of notches are provided on the peripheral surface of the backup ring facing the bottom surface of the ring groove. 前記切欠きは、前記リング溝の前記底面から離れるにつれて前記周方向における切欠き幅が徐々に小さくなる形状を有する
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。 The pump sealing device according to claim 6, wherein the notch has a shape in which the notch width in the circumferential direction gradually decreases as the distance from the bottom surface of the ring groove increases. 前記バックアップリングは、周方向に延在する前記リング溝に設けられ、
前記バックアップリングの径方向断面は、波状、または、前記リング部材に向かって高圧側に凸湾曲状である
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。 The backup ring is provided in the ring groove extending in the circumferential direction.
The pump sealing device according to any one of claims 1 to 7, wherein the radial cross section of the backup ring is wavy or convexly curved toward the high pressure side toward the ring member. 前記バックアップリングは、周方向に延在する前記リング溝に設けられ、
前記バックアップリングの径方向断面は、前記第１部材に向かって軸方向厚さが減少する
ことを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載のポンプ用シール装置。 The backup ring is provided in the ring groove extending in the circumferential direction.
The pump sealing device according to any one of claims 1 to 8, wherein the radial cross section of the backup ring decreases in axial thickness toward the first member. ポンプシャフトと、
前記ポンプシャフトの外周側に設けられる請求項１乃至９の何れか一項に記載のシール装置と、
を備える一次冷却材ポンプ。 With the pump shaft,
The sealing device according to any one of claims 1 to 9 , which is provided on the outer peripheral side of the pump shaft.
A primary coolant pump equipped with. 前記リング部材は、前記第１部材および前記第２部材の間の軸方向隙間をシールするように構成された
ことを特徴とする請求項１０に記載の一次冷却材ポンプ。 The primary coolant pump according to claim 10 , wherein the ring member is configured to seal an axial gap between the first member and the second member. 前記第１部材および前記第２部材の軸方向における相対的な動きが許容されるように構成された
ことを特徴とする請求項１１に記載の一次冷却材ポンプ。 The primary coolant pump according to claim 11 , wherein the first member and the second member are configured to allow relative movement in the axial direction. Ｎｏ．２シールリングと、
前記Ｎｏ．２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．２シールランナと、
前記Ｎｏ．２シールリングを支持するためのＮｏ．２インサートと、
前記ポンプシャフトの外周側に設けられるスリーブと、を備え、
前記シール装置の前記リング部材は、前記ポンプシャフトと前記スリーブとの間、前記スリーブと前記Ｎｏ．２シールランナとの間、または、前記Ｎｏ．２シールリングと前記Ｎｏ．２インサートとの間の軸方向隙間をシールするように構成された
ことを特徴とする請求項１０乃至１２の何れか一項に記載の一次冷却材ポンプ。 No. 2 seal ring and
No. No. 2 is arranged to face the seal ring and is configured to rotate together with the pump shaft. 2 seal runners and
No. No. 2 for supporting the seal ring. 2 inserts and
A sleeve provided on the outer peripheral side of the pump shaft is provided.
The ring member of the sealing device is formed between the pump shaft and the sleeve, and the sleeve and the No. 2 Between the seal runner or the above No. 2 Seal ring and No. 2. The primary coolant pump according to any one of claims 10 to 12 , wherein the primary coolant pump is configured to seal an axial gap between the two inserts.

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