JP2008180687A - ジェットポンプ及び原子炉 - Google Patents
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Abstract
【課題】効率を更に増大できるジェットポンプを提供する。
【解決手段】ジェットポンプ1のノズル装置15はノズル部21及びリングヘッダー25を有する。ノズル部21はリングヘッダー25の下端に設置される複数のノズル22を有する。ノズル22相互間には間隙24が形成される。ノズル22内の噴出口23において、下流でのその周方向における幅W2が上流でのその周方向における幅W1よりも狭くなっている。各噴出口23はノズル装置15内に形成される冷却水吸引流路29を取り囲んで配置される。リングヘッダー25内に供給された駆動水20は、各噴出口23から噴出される。周方向にて隣り合う噴出流30の相互間には、ギャップ31が形成される。ダウンカマ7内の被駆動水19の一部は噴出流30によって、ギャップ31を介して内側領域32に吸引される。
【選択図】図1
【解決手段】ジェットポンプ1のノズル装置15はノズル部21及びリングヘッダー25を有する。ノズル部21はリングヘッダー25の下端に設置される複数のノズル22を有する。ノズル22相互間には間隙24が形成される。ノズル22内の噴出口23において、下流でのその周方向における幅W2が上流でのその周方向における幅W1よりも狭くなっている。各噴出口23はノズル装置15内に形成される冷却水吸引流路29を取り囲んで配置される。リングヘッダー25内に供給された駆動水20は、各噴出口23から噴出される。周方向にて隣り合う噴出流30の相互間には、ギャップ31が形成される。ダウンカマ7内の被駆動水19の一部は噴出流30によって、ギャップ31を介して内側領域32に吸引される。
【選択図】図1
Description
本発明は、ジェットポンプ及び原子炉に係り、特に、沸騰水型原子炉に適用するのに好適なジェットポンプ及び原子炉に関する。
従来の沸騰水型原子炉(BWR)は、炉心流量を少ない駆動水流量で確保するため、原子炉圧力容器内に形成されたダウンカマにジェットポンプを設置している。ジェットポンプの原理を、非特許文献1を参考にして説明する。ジェットポンプの駆動水は、再循環ポンプを駆動することによって原子炉圧力容器内のダウンカマから再循環系配管に導かれ、ライザ管を通ってジェットポンプのノズルに達する。この駆動水はそのノズルから噴出される。駆動水の噴出により、ベルマウス周囲の、ダウンカマ内の被駆動水がベルマウス内に吸い込まれる。このようにして、ジェットポンプは駆動水の流量よりも多い量の冷却水を吐出することができる。ジェットポンプは、ノズル、ベルマウス、スロート及びディフューザを有する。
一般に、ジェットポンプの効率は、駆動水の流量と被駆動水の流量の比であるM比と圧力比であるN比で示すことができる。
N=(Pd−Ps)/(Pn−Pd)
ここで、Pnはノズル部の圧力を、Psは吸い込み部の圧力を、Pdはディフューザ部の圧力を示している。ジェットポンプの効率ηはM比とN比の積η(=M×N)で表される。
ここで、Pnはノズル部の圧力を、Psは吸い込み部の圧力を、Pdはディフューザ部の圧力を示している。ジェットポンプの効率ηはM比とN比の積η(=M×N)で表される。
ジェットポンプのM比、及びジェットポンプ効率を向上させると、より少ない駆動水流量で所定の炉心流量を確保できるので、再循環ポンプの消費電力を削減できる。原子炉において、M比をより大きくし、効率をより向上させたジェットポンプを用いると、再循環ポンプの容量を増大させることなく、炉心流量を増加させることができ原子炉出力の向上幅を拡大できる。
高性能化のジェットポンプは、特許文献1及び2に示されている。特許文献1に記載されたジェットポンプは、中心ノズル及びこの中心ノズルの周囲を取囲む複数の外周旋回ノズルを有するノズル装置を備えており、このノズル装置をベルマウスの開口部に対向させて配置している。複数の外周旋回ノズルから噴出する複数の旋回噴出流によって、ノズル装置の周囲に存在する被駆動水がベルマウス内に吸引される。
特許文献2の図3に記述されたジェットポンプは、ベンチュリー管を有し、ベンチュリー管の上流に駆動水を噴出させるノズル装置を備えている。このノズル装置は、内側円筒及び内側円筒を取囲む外側円筒を有する。内側円筒と外側円筒の間に形成された駆動水用流路は、断面積が駆動水の吐出側に向かって徐々に減少する環状流路になっている。駆動水用流路に供給された駆動水は、その流路の一端(吐出口)からベンチュリー管内に向かって噴出される。ノズル装置の周囲に存在する洗浄水が、ノズル装置から噴出される駆動水によってベンチュリー管内に吸引される。具体的には、この洗浄水は、ノズル装置とベンチュリー管の間に形成される第1冷却水吸引流路、及び内側円筒より内側に形成される第2冷却水吸引流路をそれぞれ通ってベンチュリー管内に流入する。ノズル装置からは円筒状態になった駆動水が噴出される。円筒状態の駆動水の横断面は連続したリングになっている。
ジェットポンプとしては、M比、N比及び効率がより高いことが望ましい。小さい容量の再循環ポンプを用いて、ジェットポンプから吐出される冷却水流量を効率良く増加させることができれば、再循環系をコンパクト化することができ、再循環系の設置スペースを低減できる。
例えば、既設の原子炉(例えば、BWR)で出力向上を行う場合には、炉心流量を増加して炉心の冷却能力を高めることにより、原子炉出力の向上幅を拡大することができる。また、炉心流量の制御幅を拡大することによって、炉心内のボイド率の変化幅が増大し、燃料経済性を高めることができる。このように炉心流量を増加させるためには、再循環ポンプ、給水ポンプ及びジェットポンプを改良するとよい。発明者らは、原子炉の出力向上を目的とした既設の原子炉の改造においては、再循環ポンプ及び給水ポンプなどの大型機器の改造、交換に比べて、ジェットポンプの改良が有効であることを見出した。ジェットポンプの性能は、駆動水と被駆動水の混合部の形状に大きく依存するため、駆動水を噴出するノズルを改良することにより、その性能を向上できる可能性がある。
特許文献2に記述されたジェットポンプは、ノズル装置から噴出される駆動水の噴出流によって、ノズル装置の周囲に存在する被駆動水を、第1冷却水吸引流路及び第2冷却水吸引流路をそれぞれ通してベンチュリー管内に流入させる。このようなジェットポンプは、第2冷却水吸引流路からも被駆動水を吸引できるので、第2冷却水吸引流路を備えていない非特許文献1及び特許文献1に記載されたそれぞれのジェットポンプよりもジェットポンプの効率が増大する。
しかしながら、原子炉の出力向上の向上幅をさらに大きくするためには、ジェットポンプの更なる効率向上が求められる。
本発明の目的は、効率を更に増大できるジェットポンプ及び原子炉を提供することにある。
上記した目的を達成する本発明の特徴は、ジェットポンプのノズル装置が、被駆動流体が流れる被駆動流体通路を有すると共に、被駆動流体通路を取り囲むヘッダー部、及び被駆動流体通路を取り囲むノズル部を有し、ノズル部が、ヘッダー部内に供給される駆動流体を噴出し、被駆動流体通路を取囲んで周方向に間隔を置いて配置された複数の噴出口を有し、これらの噴出口は下流でのノズル装置の周方向における幅が上流でのその周方向における幅よりも狭くなっていることにある。
複数の噴出口が周方向に間隔を置いて配置されているので、各噴出口からの駆動流体のそれぞれの噴出流の相互間にギャップが形成される。このため、駆動流体の噴出によって、ノズル装置とジェットポンプ本体の間に形成される被駆動流体流路を通って吸引される被駆動流体の一部が、そのギャップを通って噴出流よりも内側の領域(以下、内側領域という)に流入する。このような被駆動流体の一部の内側領域への流入は、内側領域に生じる減圧効果が有効に活用されることによって生じ、ジェットポンプ本体に流入する被駆動流体の流量を増大させる。この結果、ジェットポンプから排出される流体の流量が著しく増加し、ジェットポンプの効率が著しく向上する。また、本発明は、噴出口が下流での周方向における幅が上流でのその周方向における幅よりも狭くなっているので、各噴出口から噴出される駆動流体に乱れが発生する。このため、上記の被駆動流体通路、及びノズル装置とジェットポンプ本体との間に形成される他の被駆動流体通路のそれぞれから吸引される被駆動流体と噴出された駆動流体との混合が促進され、それらの流体の混合損失が低減される。この作用によって、ジェットポンプの効率はさらに向上する。上記の特徴を有するジェットポンプを原子炉に適用することによって、この原子炉は向上幅の大きな出力向上も容易に可能になる。
上記した目的は、ジェットポンプのノズルが、被駆動流体が流れる被駆動流体通路を有すると共に、被駆動流体通路を取り囲むヘッダー部及び被駆動流体通路を取り囲むノズル部を有し、ヘッダー部内に駆動流体を供給する管路は、管路の第2軸心が前記ノズル装置の第1軸心と直交する方向における、第1軸心から離れた位置を向くように、ヘッダー部に接続され、管路からヘッダー部内に供給される駆動流体が前記ノズル部に供給されるように構成され、ノズル部が被駆動流体通路を取囲む噴出口を有していることによっても、達成される。
この構成によっても、前述の作用効果を得ることができる。さらに、噴出口から噴出する駆動流体の噴出流が旋回しているので、被駆動流体通路及び上記の被駆動流体流路からジェットポンプ本体に流入する被駆動流体の流量が著しく増大する。このため、ジェットポンプの効率が著しく向上する。
好ましくは、ノズル装置内の被駆動流体通路の、ノズル部の先端部での流路断面積をS1、複数の噴出口の、ノズル部の先端部での流路断面積の合計である合計流路断面積をS2及びジェットポンプ本体のスロートの流路断面積をS3としたとき、流路断面積S1が下記の不等式を満たすことが望ましい。流路断面積S1が下記の不等式を満たれることによって、スロートに吸い込まれる被駆動流体の流量が増大するので、ジェットポンプの効率がさらに増大する。
(S3−S2)/2≦S1<(S3−S2)
本発明によれば、ジェットポンプの効率をさらに向上させることができる。
本発明は、特許文献2の図3に記載されたジェットポンプ(以下、従来ジェットポンプという)を原子炉に適用した場合において、その従来ジェットポンプの特性を詳細に検討し、得られた検討結果に基づいてなされたものである。従来ジェットポンプは、ノズル装置からの駆動水(駆動流体)の噴出によって、ノズル装置内に形成された第2冷却水吸引流路(被駆動流体通路)より吸い込んだ冷却水(被駆動流体)をベンチュリー管内に流入させている。このため、従来ジェットポンプは、ノズル装置の周囲に存在する冷却水を第1冷却水吸引流路(被駆動流体流路)のみからベンチュリー管内に導入するジェットポンプと比べてジェットポンプの効率は格段に向上する。第1冷却水吸引流路は、ノズル装置とベルマウスの間に形成されている。しかしながら、発明者らは、この従来ジェットポンプにおいて以下に示す新たな課題が生じることを発見した。
従来ジェットポンプは、ノズル装置から噴出された駆動流体の噴出流が、連続したリングである横断面形状を有する円筒状態になっている。このため、従来ジェットポンプでは、被駆動流体通路から流入した被駆動流体は、噴出された円筒状体の駆動流体の噴出流によって遮られてしまう。これでは、内側領域で生じる減圧の効果を十分に活用することができない。発明者らは、内側領域での減圧効果をもっと活用できれば、従来ジェットポンプの効率を更に向上させることがでることを新たに見出したのである。
発明者らは、内側領域での減圧効果を更に活用できる実現策を種々検討した。その結果、駆動水をそれぞれ噴出する複数の噴出口を互いに間隔を置いて複数の第2冷却水吸引流路を取囲んで配置する構成を有するノズル装置を採用することによって、上記した減圧効果を更に活用でき、ジェットポンプから排出される流体の流量を増大させることができることを新たに見出した。このような新たな構成により、第2冷却水吸引流路から吸引された被駆動水流の周囲を取囲んで、それぞれの噴出口から噴出された複数の駆動水流が形成され、しかも、それらの駆動水流の相互間にそれぞれ間隙が形成される。このため、噴出された各駆動水流よりも外側に存在する被駆動水が、それらの間隙を通って第2冷却水吸引流路から吸引された被駆動水流に混入される。このような現象が生じるために、発明者らが見出した新たな構成によってジェットポンプの効率が増大するのである。各噴出口の、ノズル装置の周方向における幅を上流よりも下流で狭くすることによって、各噴出口から噴出される駆動水に乱れが発生する。このため、第1及び第2冷却水吸引通路のそれぞれから吸引される被駆動水と噴出された駆動水との混合が促進され、それらの冷却水の混合損失が低減される。この作用によって、ジェットポンプの効率はさらに向上する。
以上の検討に基づいて成された本発明の実施例を以下に説明する。
本発明の好適な一実施例である実施例1の沸騰水型原子炉(以下、BWRという)を、図1〜図4を用いて説明する。
BWR10は、図3に示すように、原子炉圧力容器(以下、RPVという)3を備えており、ジェットポンプ1、炉心シュラウド2、気水分離器6及び蒸気乾燥器7をRPV3内に設置している。炉心シュラウド2は、RPV3に内蔵され、複数の燃料集合体(図示せず)が装荷される炉心5を取り囲んでいる。気水分離器6及び蒸気乾燥器7は炉心5の上方に配置される。環状の冷却水流路であるダウンカマ(環状流路)4が、RPV3と炉心シュラウド2の間に形成される。複数のジェットポンプ1はダウンカマ4内に配置されている。
ジェットポンプ1の詳細な構成を、図4に基づいて説明する。ジェットポンプ1は、ノズル装置15、ベルマウス16、スロート17及びディフューザ18を有する。ベルマウス16、スロート17及びディフューザ18をジェットポンプ本体と称する。ベルマウス16がスロート17の上端に設置され、ディフューザ18がスロート17の下端に接続される。ベルマウス16は、上端が開放され、下方に向かうに従って流路断面積が減少する。スロート17は、ベルマウス16よりも下方で内径が最も小さくなっている。ディフューザ18は下方に向かうに従って流路断面積が増大する。ノズル装置15は、ベルマウス16との間に被駆動水19を吸い込む冷却水吸引流路33を形成するように、ベルマウス16の上方に配置される。このようなジェットポンプ1が対となってダウンカマ4内で炉心シュラウド2を取り囲むように配置される。
再循環系は、再循環系配管11及び再循環ポンプ12を含んでいる。再循環ポンプ12は再循環系配管11に設置される。再循環ポンプ12よりも上流側に位置する再循環系配管11の一端は、RPV3に接続され、ダウンカマ4に連絡される。再循環ポンプ12よりも下流側に位置する再循環系配管11の他端は、RPV3内に達し、ダウンカマ4内に配置されるライザ管13(図4参照)に接続される。ライザ管13は、対となるジェットポンプ1の相互間に配置される。一対の分岐管14がライザ管13の上端部に180°反対方向を向くように接続される。それぞれの分岐管14は対となって配置されたジェットポンプ1の各ノズル装置15に接続される。
ダウンカマ4内の冷却水(炉水)は、再循環ポンプ12の駆動によって、再循環系配管11内に取り込まれる。この冷却水は、駆動水20であり、再循環ポンプ12で昇圧され、ライザ管13及び分岐管14を介してノズル装置15に到達し、ノズル装置15から噴出される。ノズル装置15から噴出される冷却水が駆動水20である。ダウンカマ4内を下降しノズル装置15の周囲に存在する冷却水(被駆動水)19が、ノズル装置15からベルマウス16内に向かって噴出される駆動水20によって吸引され、冷却水吸引流路33を通ってベルマウス16内に達する。すなわち、駆動水20の噴出によって、スロート17内の静圧が低下し、被駆動水19がベルマウス16内に吸い込まれる。ベルマウス16は、吸い込まれた被駆動水19をスムーズにスロート17へ導く役割を担っている。既設のBWRでは、噴出された駆動水20の約2倍の被駆動水19をベルマウス16内に吸い込むことができる。ノズル装置15から噴出された駆動水20と吸い込まれた被駆動水19は、スロート17内で運動エネルギーの交換を行いながら混合され、ディフューザ18に送り込まれる。ディフューザ18は、内部に形成される流路の断面積が、冷却水の流れが剥離を起こさない程度に緩やかに拡大されているため、冷却水が有する運動エネルギーを静圧に変換し、冷却水の静圧を増大させる。被駆動水19は、ベルマウス16の入口での圧力よりも高められてディフューザ18の出口から排出される。このように、ジェットポンプ1から吐出された冷却水は、炉心5に供給される。ジェットポンプ1は、少ない駆動水流量で多い流量の冷却水を炉心5に供給する。このため、再循環系配管11の内径を小さくすることができる。
冷却水は、炉心5内に装荷された各燃料集合体内を上昇する。その際、冷却水は、燃料集合体内の核燃料物質の核***で発生する熱によって加熱され、蒸気と水の二相流になる。蒸気は、最初に気水分離器6、その後に蒸気乾燥器7に導入され、それぞれで水が除去される。蒸気乾燥器7から排出された蒸気は、RPV3に接続される主蒸気管8に吐出される。この蒸気は、主蒸気管8を通ってタービン(図示せず)に導かれ、タービンを駆動する。タービンに連結された発電機(図示せず)が回転され、電力が発生する。タービンから排出された蒸気は、復水器(図示せず)で凝縮されて水になる。この水は、給水として、給水管9を介し、RPV3に戻される。
ジェットポンプ1のノズル装置15の詳細な構成を、図1及び図2を用いて説明する。ノズル装置15は、ノズル部21及びリングヘッダー25を有する。リングヘッダー25は、外部円筒部材26及び内部円筒部材27を有する。外部円筒部材26は円筒部及び円筒部の下端につながる漏斗状の筒部(以下、漏斗状筒部という)を有する。内部円筒部材27も、漏斗状筒部を有し、内面が傾斜面となっている。外部円筒部材26と内部円筒部材27は上端部で互いに結合される。環状空間28が外部円筒部材26と内部円筒部材27の間に形成される。ノズル部21はリングヘッダー25の下端に設置される。ノズル部21は、外部円筒部材26及び内部円筒部材27の下端に取り付けられ、ノズル装置15の周方向に配置された複数(例えば、4個)のノズル22を有する。ノズル22は5個以上設けることも可能である。各ノズル22の相互間には間隙24が形成される。環状空間28にそれぞれ連絡される噴射口23が各ノズル22内に形成される。各噴射口23において、下流でのその周方向における幅W2が上流でのその周方向における幅W1よりも狭くなっている。幅W2が幅W1よりも狭くなっている構成は、後述の実施例2〜4においても採用されている。本実施例における噴出口23の軸心は、ノズル装置15の中心軸と並行になっている。分岐管14は、その軸心がノズル装置15の中心軸を向くように外部円筒部材26に接続されている。
再循環ポンプ12で昇圧された駆動水20は、分岐管14を介して環状空間28内に供給される。環状空間28内を下降した駆動水20は、各ノズル22内の噴出口23から、周方向において分断された複数の噴出流30となってベルマウス16に向かって噴出される(図1参照)。周方向において隣り合う噴出流30の相互間には、各ノズル22の相互間に間隙24が形成されている関係上、ギャップ31が形成される。
これらの噴出流30によって、ダウンカマ4内でノズル装置15の周囲に存在する被駆動水19がベルマウス16内に吸い込まれ、スロート17内に達する。詳細には、それらの噴出流30の発生によって、冷却水である被駆動水19がベルマウス16内に吸い込まれる形態が3つ存在する。第1の形態では、被駆動水19が冷却水吸引通路29を通ってベルマウス16内に達する。この形態では、吸引された被駆動水19は、それらの噴出流30によって取囲まれる内側領域32に流入する。第2及び第3の形態では、被駆動水19はベルマウス16の上端とノズル部21の間に形成される冷却水吸引流路33を通ってベルマウス16内に達する。第2の形態では、冷却水吸引流路33を通った被駆動水19が噴出流30の相互間に形成されるギャップ31を通ってベルマウス16内で内側領域32に達する。第3の形態においては、冷却水吸引流路33を通った被駆動水19がベルマウス16と噴出流30の間でベルマウス16内に流入する。
本実施例は、複数の噴出流30によって内側領域32に生じる減圧の効果を有効に活用できる。これによって、前述した第1及び第2の形態による被駆動水19のベルマウス16内への流入が行われ、ベルマウス16に流入する被駆動水19の流量が増加する。
各ノズル22から噴出される噴出流30は、その表面での摩擦力、及び高速流で発生する減圧の効果により、被駆動水19をベルマウス16内に吸込む。更に、冷却水吸引通路29がRPV3の軸方向を向いて配置されているため、ダウンカマ4内を下降して冷却水吸引通路29に供給される被駆動水19の慣性力をジェットポンプ1の吸込み力の増大に有効に活用できる。このため、スロート17内に吸引される被駆動水19の量を増やすことができる。また、リングヘッダー25の底部(外部円筒部材26の漏斗状筒部)の外面が傾斜しているので、ノズル装置15は、リングヘッダー25の外側でダウンカマ4内を下降する被駆動水19を、冷却水吸引流路33からベルマウス16内に吸込み易い構造となっている。これによっても、ベルマウス16内に流入する被駆動水19の流量が増加する。以上に述べたジェットポンプ1への被駆動水19の吸い込み量の増大は、後述するジェットポンプ1の効率向上に貢献する。
本実施例は、ノズル部21に周方向において筒状の複数のノズル22を配置することによって冷却水吸引通路29の周囲において複数の噴出口23を形成している。これらの噴出口23から噴出される複数の噴出流30は、ノズル装置15の周方向において、環状に配置され、相互間にそれぞれギャップ31を形成する。冷却水吸引流路33を通った被駆動水19は、内側領域32に生じる減圧の効果によって、これらのギャップ31を通って内側領域32に流入し、ベルマウス16内に導入される。この被駆動水19はギャップ31を通る際に噴出流30と混合され、また、ギャップ31を通過した被駆動水19は冷却水吸引通路29から吸引される被駆動水19とも混合される。冷却水吸引流路33を通った被駆動水19の内側領域32への流入、その被駆動水19と噴出流30及び冷却水吸引通路29から吸引された被駆動水19との混合促進によって、冷却水吸引流路33を通ってベルマウス16内に流入する被駆動水19の流量が、従来ジェットポンプにおけるその流量よりも増大する。本実施例も冷却水吸引通路29から被駆動水19が吸引されており、この被駆動水19がスロート17内に流入する。したがって、スロート17内に流入する被駆動水19の流量は、従来ジェットポンプにおけるその流量よりも著しく増大する。ジェットポンプ1から吐出される冷却水流量が従来ジェットポンプのその流量よりも著しく増大するので、ジェットポンプ1の効率は従来ジェットポンプのそれよりも高くなる。
各ノズル22のリングヘッダー25への取り付け部は図1に示すように円弧状に形成されており、各噴出口23の、環状空間28側の駆動水流入部に円弧が形成される。すなわち、ノズル22を構成する筒状体の、噴出口23と接する内面が、その駆動水流入部の流路断面積を上流に向かって広げる曲面になっている。このため、噴出口23の圧力損失が低減されてN比が増大し、これによってもジェットポンプ1の効率が増大する。また、噴出口23の流路断面積は、幅W2が幅W1よりも狭くなっているので、上流から出口に向かって狭くなっている。噴出口23内に流入した駆動水20は、下流に向かうに従って流速を増大させて、噴出口23の出口から噴出される。このような流路断面積を有する噴出口23によって、噴出流30の流れに乱れが生じ、冷却水吸引通路29,33から流入する被駆動水19と噴出流30、すなわち、駆動水20との混合が促進される。その乱れにより若干の圧力損失が生じるが、ジェットポンプ本体内で被駆動水19と駆動水20が混合される際に生じる混合損失の低減効果のほうが大きいので、ジェットポンプ1の効率が向上する。なお、ノズル22を噴出口23の出口付近の流路断面積が一様になる形状にした場合には、噴出流30の乱れを低減できる。
既設のBWRにおいてジェットポンプのノズル装置を図1に示すノズル装置15に交換するだけで、既設のBWRのRPV3内に設置されているジェットポンプをジェットポンプ1に改造することができる。この改造により、既設のBWRのジェットポンプの効率を著しく増大させることができ、既設のBWRにおいて炉心5に供給する冷却水の流量を著しく増加できる。改造されたジェットポンプ1を有する既設のBWRは、増加幅の大きな出力向上にも容易に対応することができる。
本発明の他の実施例である実施例2のBWRを図5及び図6を用いて説明する。本実施例のBWRは、BWR10において、ジェットポンプ1をジェットポンプ1Aに替えた構成を有する。本実施例のBWRの他の構成は、BWR10においてジェットポンプ1を除いた構成と同じである。ジェットポンプ1Aは、ジェットポンプ1においてノズル装置15をノズル装置15Aに替えた構成を有し、ノズル装置以外の構成がジェットポンプ1と同じである。
ノズル装置15Aは、ノズル装置15と同じ構成のリングヘッダー25、及びノズル部21Aを備えている。ノズル部21Aは、円筒部材36,37及び複数の噴出口形成部材38を有する。円筒部材36は外部円筒部材26の下端に設けられ、円筒部材37は内部円筒部材27の下端に設けられている。円筒部材36,37は同心円状に配置され、円筒部材37は円筒部材36の内側に位置している。それらの噴出口形成部材38は、円筒部材36と円筒部材37の間に配置され、円筒部材36,37に取り付けられている。ノズル部21Aは、円筒部材36と円筒部材37の間で隣り合う噴出口形成部材38の相互間に噴出口23をそれぞれ形成している。本実施例では、ノズル22は、円筒部材36、円筒部材37及び隣り合う噴出口形成部材38によって形成され、内部に噴出口23を有する。本実施例における噴出口23の軸心は、ノズル装置15Aの中心軸と並行になっている。各噴出口形成部材38の上流側の端部は、円弧を形成している。すなわち、向かい合っている一対の噴出孔形成部材38の、噴出口23と接するそれぞれの内面が、噴出口23の駆動水流入部の流路断面積を上流に向かって広げる曲面になっている。各噴出口形成部材38の下流側の端面の、ノズル装置15Aの周方向における幅は、隣り合う噴出口23から噴出される、隣り合う噴出流30の相互間に、ギャップ31が形成できる幅となっている。
本実施例は、実施例1で生じる効果を得ることができる。本実施例のノズル装置15Aは、ノズル部21Aが円筒部材36,37及び複数の噴出口形成部材38によって形成されているので、実施例1のノズル装置15よりも単純化できる。
本発明の他の実施例である実施例3のBWRを図7〜図9を用いて説明する。本実施例のBWRは、BWR10において、ジェットポンプ1をジェットポンプ1Bに替えた構成を有する。本実施例のBWRの他の構成は、BWR10においてジェットポンプ1を除いた構成と同じである。ジェットポンプ1Bは、ジェットポンプ1においてノズル装置15をノズル装置15Bに替えた構成を有し、ノズル装置以外の構成がジェットポンプ1と同じである。
ノズル装置15Bは、ノズル装置15と同じ構成のリングヘッダー25、及びノズル部21Bを備えている。分岐管14の軸心がリングヘッダー25の外部円筒部材26の接線方向を向いて外部円筒部材26に接続される(図9参照)。ノズル部21Bは、円筒部材36,37及び複数の噴出口形成部材38Aを有する。円筒部材36は外部円筒部材26の下端に設けられ、円筒部材37は内部円筒部材27の下端に設けられている。各噴出口形成部材38Aは、同心円状に配置された、円筒部材36と円筒部材37の間に、ノズル装置15Bの周方向において同一方向に傾斜して設けられている(図8参照)。傾斜した噴出口形成部材38Aの相互間で円筒部材36と円筒部材37の間に形成される各噴射口23Aも、軸心がその周方向において同一方向に傾斜している。これらの噴射口23Aは環状空間28に連絡される。ノズル部21Bは、各噴出口形成部材38Aが周方向に傾斜している以外では、ノズル部21Aと同じ構成を有する。
各噴出口形成部材38Aの下流側の端面の、ノズル装置15Bの周方向における幅は、隣り合う噴出口23Aから噴出される、隣り合う噴出流30の相互間に、ギャップ31が形成できる幅となっている。本実施例においても、一つのノズル22は、実施例2と同様に、円筒部材36、円筒部材37及び隣り合う傾斜した噴出口形成部材38Aによって形成され、内部に傾斜した噴出口23Aを有する。
分岐管14からリングヘッダー25内の環状空間28に流入した駆動水20は、分岐管14の軸心が外部円筒部材26の接線方向を向いている、すなわち、その軸心がノズル装置15Bの中心軸からずれた位置を向いているので、環状空間28内で内部円筒部材27の周囲を回る時計回りの旋回流となる。旋回している駆動水20は、傾斜している各噴出口23A内を通ってノズル装置15Bから噴出される。各噴出口23Aから噴出した噴出流30Aも旋回流となる。旋回している噴出流30Aの相互間にも、噴出口形成部材38Aの存在によって少なくともベルマウス16内においてギャップ31が形成される。
本実施例も、実施例2で生じる効果を得ることができる。さらに、本実施例は、噴出流30Aが旋回しているため、噴出流30Aの表面における摩擦力及び噴出流30Aの旋回に起因する遠心力に基づいて発生する内側領域32におけるより大きな減圧の効果によって、被駆動水19を、前述した第1及び第3の形態によりスロート17内に実施例1及び実施例2よりも効率良く吸込むことができる。噴出流30Aの旋回に起因するそのようなより大きな減圧の効果は、第1及び第3の形態において吸い込まれる被駆動水19の流量を、実施例1、2における第1及び第3の形態でのそれらの各流量よりも増大させることができる。また、周方向に傾斜した噴射口23Aから噴出した駆動水21は、旋回しているので、冷却水吸引流路29,33から吸引された各被駆動水流19と効率的に混合されながら、スロート17内に旋回流の状態で流入する。スロート17内でも旋回流が維持されるので、スロート17内での流れの剥離を防止することができ、ジェットポンプ1Bの効率を更に向上することができる。特に、本実施例は、各噴出口23Aが周方向に傾斜しているだけでなく、分岐管14の軸心が外部円筒部材26の接線方向を向いているので、周方向に傾斜した噴射口23Aを設けるだけの構成よりも、著しく圧力損失を低減することができる。
本実施例のBWRに用いられたジェットポンプ1Bは、全噴出口23Aの出口端での合計流路断面積を従来のBWRに用いられているジェットポンプのノズル装置の噴出口の出口端でのその面積と同じにした場合、噴出された駆動水20と吸引された被駆動水19の接触面積を50%以上増加させることが可能であり、被駆動水19を吸込みやすくなる。また、ジェットポンプ1Bは、流れの剥離による損失も低減される。このため、本実施例に用いられるジェットポンプ1Bは、図10に示すように現行の運転点Pにおいて5%以上効率が向上する。また、ジェットポンプ1Bは、M比の大きい領域において、従来のBWRに用いられているジェットポンプよりも効率がさらに大きくなる。
本発明の他の実施例である実施例4のBWRを図11を用いて説明する。本実施例のBWRは、BWR10において、ジェットポンプ1をジェットポンプ1Cに替えた構成を有する。本実施例のBWRの他の構成は、BWR10においてジェットポンプ1を除いた構成と同じである。ジェットポンプ1Cは、ジェットポンプ1においてノズル装置15をノズル装置15Cに替えた構成を有し、ノズル装置以外の構成がジェットポンプ1と同じである。
ノズル装置15Cは、ノズル装置15と同じ構成のリングヘッダー25、及びノズル部21Cを備えている。ノズル装置15Cは、ノズル装置15Bと同様に、分岐管14の軸心がリングヘッダー25の外部円筒部材26の接線方向を向いて外部円筒部材26に接続されている。ノズル部21Cは、ノズル部21Bとは異なり、実施例1で用いられた、筒状のノズル22を周方向において同一方向に傾斜させた複数のノズル22Aを備えている。これらのノズル22Aは、リングヘッダー25の外部円筒部材26及び内部円筒部材27に設置されている。各ノズル22A内に形成されて環状空間28に連絡された各噴射口(図示せず)23Aは、ノズル装置15Bと同様に、円周方向において同一方向に傾斜している。
このような構成を有するジェットポンプ1Cは、実施例3と同じ作用効果を生じる。
本発明の他の実施例である実施例5のBWRを、以下に説明する。本実施例のBWRは実施例1のBWRと同じ構成を有する。本実施例のBWRは、ノズル装置15内に形成された冷却水吸引通路29の出口側の流路断面積を特定した、実施例1に用いられているノズル装置15を備えている。本実施例のBWRの、ノズル装置15以外の構成は、実施例1のBWRと同じである。
発明者らは、実施例1のノズル装置15における冷却水吸引通路29の流路断面積とベルマウス16内に吸引される被駆動水の流量との関係について検討を行った。この結果、発明者らは、冷却水吸引通路29の流路断面積をある範囲に特定することによって、上記の吸引される被駆動水の流量を多くできることを新たに見出した。この検討結果を、図12及び図13を用いて以下に説明する。
図12は、実施例1のノズル装置15のノズル部21を下方から見た形状を示している。ノズル部21は複数(例えば、4つ)のノズル22を有している。冷却水吸引通路29の、ノズル22先端部(ノズル22の下端部)における流路断面積をS1(=πD2/4)、複数のノズル22の噴出口の幅W2の部分での合計流路断面積をS2及びスロート17の流路断面積をS3としたとき、流路断面積S1は、流路断面積S3から合計流路断面積S2を差し引いて得られる面積ΔSの1/2以上で面積ΔS未満の範囲で、ジェットポンプ1に吸引される被駆動水19の流量が増大する。すなわち、ジェットポンプ1に吸引される被駆動水19の流量を増大させるためには、冷却水吸引通路29の、ノズル22先端部での流路断面積S1は、以下の条件を満たす必要がある。なお、Dはノズル部21の内径、すなわちノズル22先端部での冷却水吸引通路29の直径である。
(S3−S2)/2≦S1<(S3−S2)
ノズル部21を、図14に示すように、環状の1つの噴出口23Bを有する環状のノズル部21Dであるとし、周方向に連続した環状の噴出流30が噴出される場合において、スロート17内での噴出流30より内側の内側領域32、及びその噴出流30とスロート17の内面の間の外側領域のそれぞれの領域の被駆動水19の吸い込み流量を解析により求めた。この解析の結果を、流路断面積S1を横軸にして図13に示す。この解析結果は実験でも検証し、その解析結果と実験結果が一致することを確認している。図13に示すように、内側領域32の被駆動水19の吸い込み流量(主に、冷却水吸引通路29を通しての被駆動水19の吸い込み流量)と外側領域の被駆動水19の吸い込み流量(主に、冷却水吸引流路33を通しての被駆動水19の吸い込み流量)が等しくなるとき、ジェットポンプ1における被駆動水19の吸い込み流量(内側領域32の被駆動水19の吸い込み流量と外側領域の被駆動水19の吸い込み流量の合計)が最大になる。このとき、ジェットポンプ1の効率が最も大きくなる。吸込み流量の内側領域32及び外側領域への配分は、これらの領域の流路断面積の比に依存するが、ベルマウス16により開口部が拡がっている外側領域が内側領域32よりも被駆動水19を吸い込みやすい。このため、ジェットポンプ1の効率を大きくするためには、流路断面積S1を(S3−S2)/2以上(S3−S2)未満の範囲に設定すれば良く、内側領域32と外側領域で被駆動水19の吸い込み流量が等しくなる流路断面積S1はその範囲内に存在する。図13において、破線の位置の流路断面積S1が(S3−S2)/2である。流路断面積S1が(S3−S2)/2以上(S3−S2)未満の範囲では図13に示すようにジェットポンプ1における被駆動水19の吸い込み流量が多くなっている。
ノズル部21を、図14に示すように、環状の1つの噴出口23Bを有する環状のノズル部21Dであるとし、周方向に連続した環状の噴出流30が噴出される場合において、スロート17内での噴出流30より内側の内側領域32、及びその噴出流30とスロート17の内面の間の外側領域のそれぞれの領域の被駆動水19の吸い込み流量を解析により求めた。この解析の結果を、流路断面積S1を横軸にして図13に示す。この解析結果は実験でも検証し、その解析結果と実験結果が一致することを確認している。図13に示すように、内側領域32の被駆動水19の吸い込み流量(主に、冷却水吸引通路29を通しての被駆動水19の吸い込み流量)と外側領域の被駆動水19の吸い込み流量(主に、冷却水吸引流路33を通しての被駆動水19の吸い込み流量)が等しくなるとき、ジェットポンプ1における被駆動水19の吸い込み流量(内側領域32の被駆動水19の吸い込み流量と外側領域の被駆動水19の吸い込み流量の合計)が最大になる。このとき、ジェットポンプ1の効率が最も大きくなる。吸込み流量の内側領域32及び外側領域への配分は、これらの領域の流路断面積の比に依存するが、ベルマウス16により開口部が拡がっている外側領域が内側領域32よりも被駆動水19を吸い込みやすい。このため、ジェットポンプ1の効率を大きくするためには、流路断面積S1を(S3−S2)/2以上(S3−S2)未満の範囲に設定すれば良く、内側領域32と外側領域で被駆動水19の吸い込み流量が等しくなる流路断面積S1はその範囲内に存在する。図13において、破線の位置の流路断面積S1が(S3−S2)/2である。流路断面積S1が(S3−S2)/2以上(S3−S2)未満の範囲では図13に示すようにジェットポンプ1における被駆動水19の吸い込み流量が多くなっている。
本実施例のBWRに用いられるノズル装置15は、ノズル22の相互間に間隙24が形成されているので、それぞれのノズル22の噴出口23から噴出される噴出流30の相互間にギャップ31が前述のように形成される。内側領域32と外側領域の被駆動水19の吸い込み流量の差は、ギャップ31を通過する被駆動水の流れによって緩和される。このため、間隙24が形成されるノズル装置15を用いた場合は、内側領域32の流路断面積の設計の自由度が高くなるが、ギャップ31を通る被駆動水の量が少ないほどジェットポンプの効率が良くなる。したがって、間隙24が形成されるノズル装置15を用いた本実施例のジェットポンプ1においても、流路断面積S1を(S3−S2)/2以上(S3−S2)未満の範囲に設定すれば良い。本実施例のジェットポンプ1は、流路断面積S1を内側領域32と外側領域で被駆動水19の吸い込み流量が等しくなる流路断面積、すなわち、(S3−S2)×0.65にしている。ノズル22の噴射口23は、実施例1と同様に、下流でのその周方向における幅W2が上流でのその周方向における幅W1よりも狭くなっている。
本実施例は、実施例1で生じる効果を得ることができる。さらに、本実施例は、流路断面積S1を(S3−S2)×0.65にしているため、内側領域32と外側領域で被駆動水19の吸い込み流量が等しくなり、スロート17内に吸い込まれる被駆動水19の量が最も多くなる。このため、ジェットポンプ1の効率が最も大きくなる。
本実施例における流路断面積S1を(S3−S2)/2以上(S3−S2)未満の範囲に設定するという構成は、実施例2から実施例4に記載されたそれぞれのジェットポンプのノズル装置に適用することができる。
本発明の他の実施例である実施例6のBWRを、図14を用いて説明する。本実施例のBWRは、実施例1のBWRにおいて、ジェットポンプ1のノズル装置15をノズル装置15D(図14参照)に替えた構成を有している。本実施例のBWRの他の構成は実施例1のBWRと同じである。図14は、ノズル装置15Dのノズル部21Dを下方から見た形状を示している。ノズル装置15Dは、前述したように環状の1つのノズル22Bを有するノズル部21Dを有している。ノズル22Bは、実施例1のノズル22のように間隙24を形成していなく、しかも、実施例2のノズル部21A及び実施例3のノズル部21Bのように噴射口形成部を有していない。ノズル22Bは、環状の1つの噴出口23Bを内部に形成している。ノズル装置15Dのノズル部21D以外の構成は、実施例1に用いられるノズル装置15と同じである。本実施例は、ノズル装置15D内に形成される冷却水吸引通路29の、ノズル22先端部での流路断面積S1を、内側領域32と外側領域で被駆動水19の吸い込み流量が等しくなる流路断面積、すなわち、(S3−S2)×0.62にしている。本実施例も、実施例5と同様に、流路断面積S1を(S3−S2)/2以上(S3−S2)未満の範囲に設定することによって、ジェットポンプの効率を増大させることができる。
本実施例は、流路断面積S1を(S3−S2)×0.62にしているため、内側領域32と外側領域で被駆動水19の吸い込み流量が等しくなり、スロート17内に吸い込まれる被駆動水19の量が最も多くなる。このため、ジェットポンプ1の効率が最も大きくなる。本実施例は、実施例1において生じる効果のうち、間隙24の形成、及び下流でのその周方向における幅W2が上流でのその周方向における幅W1よりも狭くした形状によって生じる効果以外の効果を得ることができる。
本発明の他の実施例である実施例7のBWRを、図15〜図18を用いて以下に説明する。本実施例のBWRは、実施例1のBWR10において、ジェットポンプ1を図15に示すジェットポンプ1Eに替えた構成を有する。本実施例のBWRの他の構成は、BWR10と同じである。ジェットポンプ1Eは、ジェットポンプ1において、ノズル装置15をノズル装置15E(図15参照)に替えた構成を有し、ジェットポンプ1Eの他の構成はジェットポンプ1と同じである。ノズル装置15Eは、ノズル部の構成がノズル装置15と異なっている。ノズル装置15Eのノズル部21Eを中心に説明する。
ノズル装置15Eは、リングヘッダー25の下端にノズル部21Eを設けることによって構成される。ノズル部21Eは、実施例2におけるノズル部21Aと同様に、円筒部材36,37及び複数の噴出口形成部材38Bを有する。円筒部材36は外部円筒部材26の下端に設けられ、円筒部材37は内部円筒部材27の下端に設けられている。円筒部材36,37は同心円状に配置され、円筒部材37は円筒部材36の内側に位置している。それらの噴出口形成部材38Bは、円筒部材36と円筒部材37の間に配置され、円筒部材36,37に取り付けられている。ノズル部21Eは、円筒部材36と円筒部材37の間で隣り合う噴出口形成部材38Bの相互間に噴出口23Cをそれぞれ形成している(図17参照)。本実施例では、ノズル22C(図17参照)は、円筒部材36、円筒部材37及び隣り合う噴出口形成部材38Bによって形成され、内部に噴出口23Cを有する。ノズル部21Eは、このようなノズル22Cを周方向に複数個(例えば、8個)設けている。各噴出口23Cの周方向における幅は、実施例2,3のように下流でのその周方向における幅W2が上流でのその周方向における幅W1よりも狭くなっていなく、噴射口23Cの軸方向において一様になっている。本実施例における噴出口23Cの軸心は、ノズル装置15E中心軸と並行になっている。各噴出口形成部材38Bの上流側の端部は、実施例2の噴出口形成部材38と同様に円弧を形成している。各噴出口形成部材38Bの下流側の端面の、ノズル装置15Eの周方向における幅は、隣り合う噴出口23Cから噴出される、隣り合う噴出流30の相互間に、ギャップ31(図18参照)が形成できる幅となっている。分岐管14は、その中心軸がノズル装置15Eの中心軸を通るように配置され、ノズル装置15Eの外部円筒部材26に取り付けられる。
再循環ポンプ12で昇圧された駆動水20は、分岐管14を介して環状空間28内に供給される。環状空間28内を下降した駆動水20は、複数の噴出口形成部材38Bによって形成された各噴出口23Cから、周方向において分断された複数の噴出流30となってベルマウス16内に向かって噴出される。周方向において隣り合う噴出流23Cの相互間には、ギャップ31が形成される。
本実施例においても、実施例5と同様に、流路断面積S1を(S3−S2)/2以上(S3−S2)未満の範囲に設定すれば良い。本実施例における合計流路断面積S2は、全噴出口23Cの流路断面積を合計した値である。本実施例は、流路断面積S1を内側領域32と外側領域で被駆動水19の吸い込み流量が等しくなる流路断面積、すなわち、(S3−S2)×0.61にしている。
複数の噴出流30によって、ダウンカマ4内でノズル装置15Eの周囲に存在する被駆動水19が、実施例1と同様に第1、第2及び第3の各形態によって、ベルマウス16内に吸い込まれ、スロート17内に達する。
本実施例は流路断面積S1を(S3−S2)×0.61にしているため、内側領域32と外側領域で被駆動水19の吸い込み流量が等しくなり、スロート17内に吸い込まれる被駆動水19の量が最も多くなる。このため、ジェットポンプ1の効率が最も大きくなる。本実施例は、実施例1において生じる効果のうち、間隙24の形成、及び下流でのその周方向における幅W2が上流でのその周方向における幅W1よりも狭くした形状によって生じる効果以外の効果を得ることができる。
本実施例において、複数の噴出口形成部材38Bを、実施例3と同様に、同心円状に配置された、円筒部材36と円筒部材37の間に、ノズル装置15Eの周方向において同一方向に傾斜して設置しても良い。傾斜した噴出口形成部材38Bの相互間で円筒部材36と円筒部材37の間に形成される各噴射口23Cも、軸心がその周方向において同一方向に傾斜している。
1,1A,1B,1C,1E…ジェットポンプ、2…炉心シュラウド、3…原子炉圧力容器、4…ダウンカマ、5…炉心、10…沸騰水型原子炉、11…再循環系配管、12…再循環ポンプ、15,15A,15B,15C,15D,15E…ノズル装置、16…ベルマウス、17…スロート、18…ディフューザ、19…被駆動水(冷却水)、20…駆動水(冷却水)、21,21A,21B,21C…ノズル部、22,22A,22B,22C…ノズル、23,23A,23B,23C…噴射口、24…間隙、25…リングヘッダー、26…外部円筒部材、27…内部円筒部材、28…環状空間、29,33…冷却水吸引通路、30,30A…噴出流、31…ギャップ、32…内側領域、36,37…円筒部材、38,38A,38B…噴出口形成部材。
Claims (16)
- 駆動流体を噴出するノズル装置と、前記駆動流体及びこの駆動流体の噴出によって吸い込まれる被駆動流体を排出するジェットポンプ本体とを備え、
前記ノズル装置は、前記被駆動流体が流れる被駆動流体通路を有すると共に、前記被駆動流体通路を取り囲むヘッダー部、及び前記被駆動流体通路を取り囲むノズル部を有し、
前記ノズル部は、前記ヘッダー部内に供給される前記駆動流体を噴出し、前記被駆動流体通路を取囲んで周方向に間隔を置いて配置された複数の噴出口を有し、
前記複数の噴出口は、下流での前記ノズル装置の周方向における幅が上流でのその周方向における幅よりも狭くなっていることを特徴とするジェットポンプ。 - 前記ノズル装置内の前記被駆動流体通路の、前記ノズル部の先端部での流路断面積をS1、前記複数の噴出口の、前記ノズル部の先端部での流路断面積の合計である合計流路断面積をS2及び前記ジェットポンプ本体のスロートの流路断面積をS3としたとき、流路断面積S1が下記の不等式を満たしている請求項1に記載のジェットポンプ。
(S3−S2)/2≦S1<(S3−S2) - 前記ノズル部は、前記噴出口を内部に有し、前記被駆動流体通路を取り囲んで配置された複数のノズルを備え、これらのノズルは前記周方向において間隔を置いて配置されている請求項1または請求項2に記載のジェットポンプ。
- 前記ノズル部は、第1筒状部材、前記第1筒状部材を取り囲む第2筒状部材、及び前記第1筒状部材と前記第2筒状部材の間に設けられ、相互間に前記噴出口をそれぞれ形成する複数の噴出口形成部材を備えている請求項1または請求項2に記載のジェットポンプ。
- 駆動流体を噴出するノズル装置と、前記駆動流体及びこの駆動流体の噴出によって吸い込まれる被駆動流体を排出するジェットポンプ本体とを備え、
前記ノズル装置は、前記被駆動流体が流れる被駆動流体通路を有すると共に、前記被駆動流体通路を取り囲むヘッダー部、及び前記被駆動流体通路を取り囲むノズル部を有し、
前記ヘッダー部内に前記駆動流体を供給する管路は、前記管路の第2軸心が前記ノズル装置の第1軸心と直交する方向における、前記第1軸心から離れた位置を向くように、前記ヘッダー部に接続され、
前記ノズル部は、前記ヘッダー部内に供給される前記駆動流体を噴出し、前記被駆動流体通路を取囲んで周方向に間隔を置いて配置された複数の噴出口を有し、
前記複数の噴出口は、前記周方向に傾斜しており、且つ下流での前記ノズル装置の周方向における幅が上流でのその周方向における幅よりも狭くなっていることを特徴とするジェットポンプ。 - 前記ノズル装置内の前記被駆動流体通路の、前記ノズル部の先端部での流路断面積をS1、前記複数の噴出口の、前記ノズル部の先端部での流路断面積の合計である合計流路断面積をS2及び前記ジェットポンプ本体のスロートの流路断面積をS3としたとき、流路断面積S1が下記の不等式を満たしている請求項5に記載のジェットポンプ。
(S3−S2)/2≦S1<(S3−S2) - 前記ノズル部は、前記噴出口を内部に有し、前記被駆動流体通路を取り囲んで配置された複数のノズルを備え、これらのノズルは前記周方向において間隔を置いて配置されて前記周方向に傾斜している請求項5または請求項6に記載のジェットポンプ。
- 前記ノズル部は、第1筒状部材、前記第1筒状部材を取り囲む第2筒状部材、及び前記第1筒状部材と前記第2筒状部材の間に前記周方向に傾斜して設けられ、相互間に前記噴出口をそれぞれ形成する複数の噴出口形成部材を備えている請求項5または請求項6に記載のジェットポンプ。
- 前記ノズルが筒状体である請求項3または請求項7に記載のジェットポンプ。
- 前記噴出口形成部材の、前記周方向における幅が、前記ヘッダー側の端部よりも他方の端部で広くなっている請求項4または請求項8に記載のジェットポンプ。
- 前記ノズルを構成する部材の前記噴出口と接する面が、前記噴出口の上流側端部において、前記噴出口の流路断面積を広げる曲面になっている請求項1ないし請求項10のいずれか1項に記載のジェットポンプ。
- 駆動流体を噴出するノズル装置と、前記駆動流体及びこの駆動流体の噴出によって吸い込まれる被駆動流体を排出するジェットポンプ本体とを備え、
前記ノズル装置は、前記被駆動流体が流れる被駆動流体通路を有すると共に、前記被駆動流体通路を取り囲むヘッダー部、及び前記被駆動流体通路を取り囲むノズル部を有し、
前記ノズル部は、前記ヘッダー部内に供給される前記駆動流体を噴出し、前記被駆動流体通路を取囲む環状の1つの噴出口を有し、
前記ノズル装置内の前記被駆動流体通路の、前記ノズル部の先端部での流路断面積をS1、前記噴出口の、前記ノズル部の先端部での流路断面積をS2及び前記ジェットポンプ本体のスロートの流路断面積をS3としたとき、流路断面積S1が下記の不等式を満たしていることを特徴とするジェットポンプ。
(S3−S2)/2≦S1<(S3−S2) - 駆動流体を噴出するノズル装置と、前記駆動流体及びこの駆動流体の噴出によって吸い込まれる被駆動流体を排出するジェットポンプ本体とを備え、
前記ノズル装置は、前記被駆動流体が流れる被駆動流体通路を有すると共に、前記被駆動流体通路を取り囲むヘッダー部、及び前記被駆動流体通路を取り囲むノズル部を有し、
前記ノズル部は、前記ヘッダー部内に供給される前記駆動流体を噴出し、前記被駆動流体通路を取囲んで周方向に間隔を置いて配置された複数の噴出口を有し、
前記ノズル装置内の前記被駆動流体通路の、前記ノズル部の先端部での流路断面積をS1、前記複数の噴出口の、前記ノズル部の先端部での流路断面積の合計である合計流路断面積をS2及び前記ジェットポンプ本体のスロートの流路断面積をS3としたとき、流路断面積S1が下記の不等式を満たしていることを特徴とするジェットポンプ。
(S3−S2)/2≦S1<(S3−S2) - 複数の噴出口形成部材を周方向において前記ノズル部内に設け、前記複数の噴出口は各噴出口形成部材の相互間にそれぞれ形成されている請求項13に記載のジェットポンプ。
- 前記噴出口形成部材は、前記ノズル部の下端に対して傾斜している請求項14に記載のジェットポンプ。
- 原子炉容器と、前記原子炉容器内に設置され、前記原子炉容器内に形成される炉心に冷却材を供給する複数のジェットポンプとを備え、
前記ジェットポンプが、請求項1ないし請求項15のいずれか1項に記載されたジェットポンプであることを特徴とする原子炉。
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JP2007117307A JP2008180687A (ja) | 2006-12-27 | 2007-04-26 | ジェットポンプ及び原子炉 |
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- 2007-04-26 JP JP2007117307A patent/JP2008180687A/ja active Pending
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