JPS5948360B2 - ジエツトポンプ - Google Patents

ジエツトポンプ

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JPS5948360B2
JPS5948360B2 JP55094105A JP9410580A JPS5948360B2 JP S5948360 B2 JPS5948360 B2 JP S5948360B2 JP 55094105 A JP55094105 A JP 55094105A JP 9410580 A JP9410580 A JP 9410580A JP S5948360 B2 JPS5948360 B2 JP S5948360B2
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JP
Japan
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slip joint
jet pump
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series
leakage flow
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JP55094105A
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ロ−レンス・リ・チ
アルビダス・アンソニイ・クデイルカ
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General Electric Co
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General Electric Co
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    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C15/00—Cooling arrangements within the pressure vessel containing the core; Selection of specific coolants
    • G21C15/24—Promoting flow of the coolant
    • G21C15/243—Promoting flow of the coolant for liquids
    • G21C15/25—Promoting flow of the coolant for liquids using jet pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04F—PUMPING OF FLUID BY DIRECT CONTACT OF ANOTHER FLUID OR BY USING INERTIA OF FLUID TO BE PUMPED; SIPHONS
    • F04F5/00—Jet pumps, i.e. devices in which flow is induced by pressure drop caused by velocity of another fluid flow
    • F04F5/44—Component parts, details, or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04F5/02 - F04F5/42
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

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  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Jet Pumps And Other Pumps (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はジェットポンプに関する。
原子炉にジェットポンプを使用して、冷却流体例えば水
を圧力容器内に配置された炉心に循環されることは、米
国特許第３，３７８，４５６号、第３．３８９，０５５
号、第３，６２５，８２０号および第３．８３８，００
２号に示されているようによく知られている。
ジェットポンプは、高速の７駆動または動力流体の流れ
を用いて、被１駆動または被吸引流体の流れを２つの流
れ間の運動量交換によって駆動するものである。
既知のジエン１〜ポンプ構造では、急収束形吸引入口部
分を被、駆動流体中に沈める。
ノズルを吸引入口部分に隣接させて配置する。
ノズルは高圧１駆動流体を受取り、高速の７駆動流体流
れを吸引入口部分に向けて噴出し、これにより被１駆動
流体を引き込んで細長いスロートまたは混合部分に送り
込み、ここで１駆動流体と被駆動流体との間で運動量を
交換する。
かくして得られる流れは混合部分を出、末広拡散部分に
入り、ここで流速が減少し、圧力が上昇する。
米国特許第３，３８９，０５５号の第２Ｂ図に示されて
いるように、代表的な原子炉設置例では、複数のジェッ
トポンプを原子炉の炉心を囲む環状流体ダウンカマに鉛
直方向下向きに配置し、かくしてジェットポンプの作動
により炉心下側の室内の冷却材を加圧し、これにより冷
却材を上向きに駆動して炉心の燃料集合体に通す。
米国特許第３，３８９，０５５号で説明され、その第５
図に示されているように、混合部分と拡散部分とはすき
まはめ式のすべり継手で連結される。
すべり継手の使用により、原子炉の停止中に、最大磨耗
を受けるジェットポンプの混合部分および他の上方部分
を、検査および必要により修理または交換のために容易
に取外すことができる。
すべり継手は、炭素鋼圧力容器、ステンレス鋼ジエツト
ポンプおよび炉心支持構造間の熱膨張差から生じる応力
を除く作用もなす。
すべり継手の両端間に圧力差があるので、すべり継手を
経て流体の漏洩流れが生じる。
すべり継手を清浄に保ち、継手を固着する恐れのある凝
固物や腐食物が継手に堆積するのを防止するために、す
べり継手を経ての漏洩流れの量が一定限あることが望ま
しい。
しかし、過剰な漏洩流れが望ましくないジェットポンプ
振動を誘起することを見出した。
従って、漏洩流れを有害振動を誘起する流量以下に制限
する必要がある。
漏洩流れを制限できる１つの方法は、すべり継手の環状
クリアランスを小さくすることである。
しかし、このためには製造公差を厳しくする必要があり
、この結果コストの上昇を招き、また狭い一タリアラン
スは継手の凝着のり能性を増す。
もう１つの可能な方法は、ある種のシールリングを用い
ることである。
しかし、シールリングの使用は、か＼る部品を遠くから
取扱うのが困難であり、使用中に破損する恐れがあり、
破損部品が炉心中に運び込まれ炉心内に留まる危険があ
るので望ましくない。
さらに、追加部品なしで、また部品の寸法を増加するこ
となく漏洩流れを制限するのが望ましい。
本発明は、混合部分−拡散部分間のすべり継手の環内に
、流れ抵抗を増加し、従って漏洩流れを減らす一連の流
れ膨張室の形態のラビリンスシールを設けることによっ
て、幾つかの利点を実現する。
流れ膨張室は、混合部分または拡散部分いずれかのすべ
り継手表面に一連の環状溝を間隔をあけて形成すること
によって得られる。
溝の数および寸法は、望ましい量の漏洩流れ抵抗を与え
るように選択することができる。
従って追加の部品はまったく必要なく、また溝は比較的
浅くてよいので、通常すべり継手部品の寸法を大きくす
る必要がない。
次に図面を参照しながら本発明を一層詳細に説明する。
第１図はジェットポンプの長さ方向断面を簡略に示すも
ので、ジェットポンプはノズル７３、入口部分６０、混
合部分６２および拡散部分６３を具える。
原子炉におけるジエン１ヘポンプの構成および作動の詳
細は、前記米国特許第３，３８９，０５５号に図示、説
明されている。
原子炉で使用するのに適当なように、混合部分６２は、
下端で末広拡散部分６３に移行し、混合部分６２を拡散
部分６３にすべり継手１１で連結して、ジェットポンプ
の混合部分および他の上方部分の取外しおよび保守を容
易にするととも（乙熱膨張差を吸収する。
すべり継手１１は、混合部分６２の下端のすべり継手部
１２と拡散部分６３の上端のすべり継手部１３とによっ
て形成される。
これらのすべり継手部は、相互間に環状クリアランス空
間１４を残すように形成される。
ポンプの作動時にはすべり継手１１の内外間に圧力差（
Ｐ□−Ｐ２ ）が存在するので、破線１６で示すように
、すべり継手のクリアランス空間１４を通って流体が漏
れる。
望ましい最小のクリアランス空間１４の場合でも、作動
状態では、漏洩流れが、ジェットポンプに望ましからぬ
激しい振動を誘起する程大きいことを確かめた。
本発明によれば、流れ抵抗を増加するラビリンスシール
をすべり継手１１に形成することによって、すべり継手
１１からの漏洩流れを、許容し得ない振動を誘起する量
以下に減らす。
第２図に示すように、このようなシールは、混合部分の
すべり継手部１２の外面に一連の溝１７を間隔をあけて
設けることにより形成される。
或はまた、第３図に示すように、拡散部分のすべり継手
部１３の内面に一連の同様の溝１７′を設けることもで
きる。
本発明のラビリンスシールを第４図に示す例を参照して
さらに詳述する。
溝１７により漏洩流れの流速が交互に大きく変わる。
漏洩流れは狭いギャップ部分を高速で通過し、大きな面
積の溝部分に入ると急激な速度減少に出会う。
離間した溝により流れ抵抗が大幅に増加するのは流れ剥
離と溝内の渦１８の発生に基因すると考えられる。
これらの渦が漏洩流れと逆向きの運動方向（矢印で示さ
れる）を有し、従って漏洩流れ抵抗を増加する。
シールの流れ抵抗を増加する効率は、その寸法、即ち第
４図に示すように環状ギャップ１４の幅ｄ１溝１７の幅
Ｓ１深さｇおよび間隔Ｂによって影響を受ける。
溝の数を増す（即ち、シール長さを長くする）ことによ
り、ギャップ幅ｄを小さくすることにより、溝深さｇを
増すことにより、溝間隔Ｂを小さくすることにより、そ
して溝幅Ｓを小さくすることにより、流れ抵抗を増すこ
とができる。
本発明を実際に使用する場合、シールの寸法のあるもの
は、製造公差、使用可能空間および部品強度の維持など
の実際上考慮すべき条件によって制約されるようである
。
例えばギャップ幅ｄは、前述したように製造公差により
限定され、溝深さｇ１幅Ｓおよび間隔Ｂは溝を形成する
部材を過度に弱くしないように選択しなければならず、
また溝の数（即ちシール長さ）はジェットポンプのすべ
り継手部の長さに限定される。
１実施例の寸法を示すと、 ｇ＝３．３０ｍｍ ｄ＝０．２０ｍｍ ５＝２．５４ｍｍ Ｂ＝２．７９ｍｍ ｒ ＝ １１．０５ｍｍ であり、ここでｒは混合部分のすべり継手部１２の外径
である。
このようなシールを設けたジェットポンプを試験したと
ころ、ジェットポンプの作動範囲全体にわたって、漏洩
流れの４０％程度の減少および漏洩流れ誘起振動の許容
レベルへの減少が確かめられた。
特定の用途について、シールの溝の寸法および配置は、
普通の実験を通して、漏洩流れを所望程度減少させると
ともに漏洩流れ誘起振動を所望程度なくすように定める
のが最良である。
【図面の簡単な説明】
第１図はジェットポンプの長さ方向簡略断面図、第２図
は混合部分のすべり継手部の溝により形成されたラビリ
ンスシールを示すジェットポンプすべり継手の拡大断面
図、第３図は拡散部分のすべり継手部の溝により形成さ
れたラビリンスシールを示すジェットポンプすべり継手
の拡大断面図、および第４図は漏洩流れおよびシール寸
法を具体的に示すジェットポンプすべり継手の拡大図で
ある。 １１・・・・・・すべり継手、１２．１３・・・・・・
すべり継手部、１４・・・・・・クリアランス空間、１
６・・・・・・漏洩流れ、１７ 、１７’・・・・・・
溝、６２・・・・・・混合部分、６３・・・・・・拡散
部分。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 原子炉に少なくとも１台設けられて冷却材を炉心に
    循環させるジェットポンプであって、混合部分および拡
    散部分を具え、画部分が、環状クリアランス空間を有す
    るすべり継手で連結されているものにおいて、前記環状
    クリアランス空間にラビリンスシールを形成する一連の
    空所を間隔をあけて設けることを特徴とするジェットポ
    ンプ。 ２ 前記一連の空所が前記混合部分のすべり継手表面に
    形成された一連の溝である特許請求の範囲第１項記載の
    ジェットポンプ。 ３ 前記一連の空所が前記拡散部分のすべり継手表面に
    形成された一連の溝である特許請求の範囲第１項記載の
    ジェットポンプ。
JP55094105A 1979-07-12 1980-07-11 ジエツトポンプ Expired JPS5948360B2 (ja)

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US06/056,813 US4285770A (en) 1979-07-12 1979-07-12 Jet pump with labyrinth seal
US56813 1979-07-12

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JPS5627100A JPS5627100A (en) 1981-03-16
JPS5948360B2 true JPS5948360B2 (ja) 1984-11-26

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JP55094105A Expired JPS5948360B2 (ja) 1979-07-12 1980-07-11 ジエツトポンプ

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DE (1) DE3026113A1 (ja)
ES (1) ES493347A0 (ja)
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