JP2008170272A - ジェットポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】インレットミキサとディフューザとの接続部における摩耗の発生を防止することができるジェットポンプを提供する。
【解決手段】再循環ポンプからの冷却水を導くライザ管１１と、このライザ管１１から分岐接続した一対のインレットミキサ１３と、これら一対のインレットミキサ１３にそれぞれ接続したディフューザ１５とを備えたジェットポンプ１０において、インレットミキサ１３とディフューザ１５との接続部に弾性体（例えば複数の板ばね２７）を設ける。これにより、冷却水の流れの影響によるインレットミキサ１３の振動を吸収する。
【選択図】図３

Description

本発明は、原子炉圧力容器とシュラウドとの間に設置される冷却水循環用のジェットポンプに関する。

沸騰水型原子炉は、一般に、原子炉圧力容器内に設置されたシュラウドと、このシュラウドの内部に格納された炉心と、シュラウドの上部に配設された気水分離器と、この気水分離器のさらに上部に配設された蒸気乾燥器とを備えている。また、原子炉圧力容器とシュラウドとの間（いわゆるダウンカマ部）には、例えば複数のジェットポンプが配設されており、これらジェットポンプは、再循環ポンプから供給された冷却水を周囲の冷却水と混合して噴出し、炉心に供給するようになっている。

ジェットポンプは、一般に、再循環ポンプからの冷却水を上方に導くライザ管と、このライザ管の上端のトランジションピースから分岐接続され、冷却水を下方に導く一対のインレットミキサと、これら一対のインレットミキサにそれぞれ設けられ、ライザ管から導入した冷却水の流れによって周囲の冷却水を吸引し混合する駆動ノズルと、インレットミキサにそれぞれ接続され、冷却水を噴出するディフューザとを備えている。インレットミキサは、ライザ管及びディフューザに対し着脱可能な構造となっており、冷却水の流れの影響による振動を受けやすくなっている。

そこで、インレットミキサの振動防止を目的として、例えば、インレットミキサにおける上部ブラケットと下部ブラケットとの間に取り付けられたスタッドボルトと、このスタッドボルトに係留され、上方向に向かって厚みが増すテーパ形状のウェッジ（くさび）とを有するくさび機構が提唱されている（例えば、特許文献１参照）。この従来技術では、インレットミキサは、ライザ管のライザブラケットに挿通されるとともに、ウェッジのテーパ部がライザブラケットに接触して支持され、またライザブラケットに設けられインレットミキサの径方向に可動する２つの位置決めボルトで支持されるようになっている。

特開２００４−３４７４３７号公報（第４頁）

しかしながら、上記従来技術には以下のような改善の余地があった。
上記くさび機構のウェッジは経年とともに摩耗するので、ウェッジを交換する必要が生じる。ところが、ウェッジを交換するまでは、インレットミキサの振動防止能力が若干ながらも低下するので、インレットミキサとディフューザとの接続部に摩耗が生じる可能性があった。

本発明の目的は、インレットミキサとディフューザとの接続部における摩耗の発生を防止することができるジェットポンプを提供することにある。

（１）上記目的を達成するために、本発明は、再循環ポンプからの冷却水を導くライザ管と、前記ライザ管から分岐接続した一対のインレットミキサと、前記一対のインレットミキサにそれぞれ接続したディフューザとを備えたジェットポンプにおいて、前記インレットミキサと前記ディフューザとの接続部に弾性体を設ける。これにより、冷却水の流れの影響によるインレットミキサの振動を吸収することができ、インレットミキサとディフューザとの接続部における摩耗の発生を防止することができる。

（２）上記（１）において、好ましくは、前記弾性体は、前記インレットミキサのアダプタの外周側に設けた板ばねである。

（３）上記（２）において、好ましくは、前記ディフューザのカラーの内周側に前記板ばねが挿嵌する溝を形成する。

（４）上記（１）において、好ましくは、前記弾性体は、前記ディフューザのカラーの内周側に設けた板ばねであり、前記インレットミキサのアダプタの外周側に前記板ばねが挿嵌する溝を形成する。

本発明によれば、インレットミキサとディフューザとの接続部における摩耗の発生を防止することができる。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の適用対象である沸騰水型原子炉の全体構造を表す断面図である。

この図１において、沸騰水型原子炉は、原子炉圧力容器１内に設置されたシュラウド２と、このシュラウド２の内部に格納された炉心３と、シュラウド２の上部に配設された気水分離器４と、この気水分離器４のさらに上部に配設された蒸気乾燥器５とを備えている。炉心３には、上部格子板６と炉心支持板７とで支持された複数の燃料集合体（図示せず）が格子状に配置され、これら燃料集合体の間には複数の十字型制御棒８が挿抜可能に配置されている。

原子炉圧力容器１とシュラウド２との間（いわゆるダウンカマ部）９には複数のジェットポンプ１０が配設されており、これらジェットポンプ１０は、再循環ポンプ（図示せず）から供給された冷却水と周囲から吸引した冷却水とを混合して炉心３の下部に噴出させ、炉心３に供給するようになっている。そして、炉心３内に流入した冷却水は、炉心３内の燃料集合体に備えられた燃料棒の核***性物質の核***反応により加熱されて沸騰し、水と蒸気の二相混合流となる。その後、気水分離器４によって水と分離された蒸気は、蒸気乾燥器５で乾燥され、圧力容器１の主蒸気ノズル（図示せず）から流出してタービン（図示せず）に供給されるようになっている。

図２は、上記ジェットポンプ１０の全体構造を表す正面図であり、図３は、本実施形態におけるインレットミキサとディフューザとの接続部の詳細構造を表す分解図である。

これら図２及び図３、前述の図１において、ジェットポンプ１０は、再循環ポンプからの冷却水を上方に導くライザ管１１と、このライザ管１１の上端のトランジションピース１２から分岐接続され、冷却水を下方に導く一対のインレットミキサ１３と、これら一対のインレットミキサ１３にそれぞれ設けられ、ライザ管１１から導入した冷却水の流れによって周囲の冷却水を吸引し混合する駆動ノズル１４と、一対のインレットミキサ１３にそれぞれ接続され、炉心３の下部に冷却水を噴出するディフューザ１５とを備えている。

ライザ管１１は、原子炉圧力容器１の再循環水入口ノズル１６に溶接されて接続され、原子炉圧力容器１の内壁に設けられたライザブレース１７に支持されている。ディフューザ１５は、シュラウドサポートプレート１８に溶接され支持されている。

インレットミキサ１３における上部ブラケット１９と下部ブラケット２０との間にはスタッドボルト２１が取り付けられ、このスタッドボルト２１には、上方向に向かって厚みが増すテーパ状のウェッジ（くさび）２２が係留されている。そして、インレットミキサ１３は、ライザ管１１のライザブラケット２３に挿通されるとともに、ウェッジ２２のテーパ部がライザブラケット２３に支持され、またライザブラケット２３に設けられインレットミキサ１３の径方向に可動する２つの位置決めボルト（図示せず）で支持されている。また、インレットミキサ１３は、ライザ管１１及びディフューザ１５に着脱可能な構造となっており、下端部（アダプタ２４）はディフューザ１５のカラー２５に差し込み接続され、上端部はクランプ構造のビーム（図示せず）によりトランジションピース１２に押さえ付けられ接続されている。

そして、本実施形態の大きな特徴として、インレットミキサ１３のアダプタ２４の外周側には、シール効果を高めるための複数の周方向の溝を有するシール部２６が設けられており、このシール部２６の上方には、径方向外側に向けられた板ばね２７が周方向に複数配設されている。なお、板ばね２７は、溶接又は機械締結により固定されている。

以上のように構成された本実施形態においては、インレットミキサ１３をディフューザ１５に差し込み接続したときに変形した板ばね２７の径方向弾性力により、冷却水の流れの影響によるインレットミキサ１３の振動を吸収することができ、インレットミキサ１３とディフューザ１５との接続部における摩耗の発生を防止することができる。また、例えば既設のジェットポンプに本実施形態を適用する場合は、インレットミキサのみを交換すればよく、ディフューザを交換する必要をなくすことができる。また、インレットミキサ１３は機械締結方式で固定するので、その交換作業も従来通りに行うことができる。

本発明の他の実施形態を図４により説明する。本実施形態は、インレットミキサのアダプタの外周側に板ばねを設け、ディフューザのカラーの内周側に板ばねが挿嵌する溝を形成した実施形態である。

図４は、本実施形態におけるインレットミキサとディフューザとの接続部の詳細構造を表す分解図である。この図４において、上記一実施形態と同等の部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。

本実施形態では、インレットミキサ１３のアダプタ２４の外周側には、シール部２８の上方に、径方向外側に弾性力を付与する板ばね２９が周方向に複数配設されている。なお、板ばね２９は、溶接又は機械締結により固定されている。ディフューザ１５のカラー２５の内周側には、複数の板ばね２９がそれぞれ挿嵌する複数のガイド溝３０が形成されている。

以上のように構成された本実施形態においては、インレットミキサ１３をディフューザ１５に差し込み接続したときにガイド溝３０に挿嵌されて変形した板ばね２９の径方向弾性力により、冷却水の流れの影響等によるインレットミキサ１３の振動を吸収することができ、インレットミキサ１３とディフューザ１５との接続部における摩耗の発生を防止することができる。また、本実施形態においては、インレットミキサ１３の板ばね２９がディフューザ１５のガイド溝３０に挿嵌するので、インレットミキサ１３の回転振動に対する抑制効果をいっそう得ることができる。

本発明のさらに他の実施形態を図５により説明する。本実施形態は、ディフューザのカラーの内周側に板ばねを設け、インレットミキサのアダプタの外周側に板ばねが挿嵌する溝を形成した実施形態である。

図５は、本実施形態におけるインレットミキサとディフューザとの接続部の詳細構造を表す分解図である。なお、この図５において、上記実施形態と同等の部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。

本実施形態では、ディフューザ１５のカラー２５の内周側には、径方向内側に向けられた板ばね３１が周方向に複数設けられている。なお、板ばね３１は溶接又は機械締結により固定されている。インレットミキサ１３のアダプタ２４の外周側には、シール部２８の上方に、板ばね３１が挿嵌するガイド溝３２が形成されている。

以上のように構成された本実施形態においては、インレットミキサ１３をディフューザ１５に差し込み接続したときにガイド溝３２に挿嵌されて変形した板ばね３１の径方向弾性力により、冷却水の流れの影響によるインレットミキサ１３の振動を吸収することができ、インレットミキサ１３とディフューザ１５との接続部における摩耗の発生を防止することができる。また、本実施形態においては、ディフューザ１５の板ばね３１がインレットミキサ１３のガイド溝３２に挿嵌するので、インレットミキサ１３の回転振動に対する抑制効果をいっそう得ることができる。

なお、上記実施形態においては、インレットミキサ１３のアダプタ２４の外周側又はディフューザ１５のカラー２５の内周側のいずれか一方に板ばねを設けた場合を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、例えばインレットミキサのアダプタの外周側及びディフューザのカラーの内周側の両方に板ばねを設けてもよく、この場合、例えばインレットミキサのアダプタの外周側及びディフューザのカラーの内周側の両方に板ばねが挿嵌するガイド溝を設けてもよい。また、板ばねに代えて、例えば金属製の中空のＯリング等の弾性体を設けてもよい。これらの変形例においても、上記実施形態同様の効果を得ることができる。

本発明の適用対象である沸騰水型原子炉の全体構造を表す断面図である。 本発明のジェットポンプの一実施形態の全体構造を表す図である。 本発明のジェットポンプの一実施形態におけるインレットミキサとディフューザとの接続部の詳細構造を表す分解図である。 本発明のジェットポンプの他の実施形態におけるインレットミキサとディフューザとの接続部の詳細構造を表す分解図である。 本発明のジェットポンプのさらに他の実施形態におけるインレットミキサとディフューザとの接続部の詳細構造を表す分解図である。

符号の説明

１０ ジェットポンプ
１１ ライザ管
１３ インレットミキサ
１５ ディフューザ
２４ アダプタ
２５ カラー
２７ 板ばね
２９ 板ばね
３０ ガイド溝
３１ 板ばね
３２ ガイド溝

Claims (4)

1. 再循環ポンプからの冷却水を導くライザ管と、前記ライザ管から分岐接続した一対のインレットミキサと、前記一対のインレットミキサにそれぞれ接続したディフューザとを備えたジェットポンプにおいて、
   前記インレットミキサと前記ディフューザとの接続部に弾性体を設けたことを特徴とするジェットポンプ。
2. 請求項１記載のジェットポンプにおいて、前記弾性体は、前記インレットミキサのアダプタの外周側に設けた板ばねであることを特徴とするジェットポンプ。
3. 請求項２記載のジェットポンプにおいて、前記ディフューザのカラーの内周側に前記板ばねが挿嵌する溝を形成したことを特徴とするジェットポンプ。
4. 請求項１記載のジェットポンプにおいて、前記弾性体は、前記ディフューザのカラーの内周側に設けた板ばねであり、前記インレットミキサのアダプタの外周側に前記板ばねが挿嵌する溝を形成したことを特徴とするジェットポンプ。

Images