JP2010169545A - Jet pump and nuclear reactor - Google Patents
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Abstract
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。 The present invention relates to a jet pump and a nuclear reactor, and more particularly, to a jet pump and a nuclear reactor suitable for application to a boiling water reactor.
沸騰水型原子炉では、複数の燃料集合体を装荷した炉心を、原子炉圧力容器内に設けている。原子炉圧力容器(以下、RPVという)内に配置された炉心シュラウドが炉心を取り囲んでいる。各燃料集合体内の燃料棒を冷却する冷却水は、原子炉圧力容器と炉心シュラウドの間の環状空間であるダウンカマに配置された複数のジェットポンプによって炉心に供給される。 In a boiling water reactor, a core loaded with a plurality of fuel assemblies is provided in a reactor pressure vessel. A core shroud disposed in a reactor pressure vessel (hereinafter referred to as RPV) surrounds the core. Cooling water for cooling the fuel rods in each fuel assembly is supplied to the core by a plurality of jet pumps arranged in a downcomer that is an annular space between the reactor pressure vessel and the core shroud.
沸騰水型原子炉に用いられ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備える。再循環ポンプの駆動によって昇圧されたRPV内の冷却水は、再循環系配管を通り、駆動水としてノズルからスロート内に噴出される。ノズルは駆動水の速度を増加させる。ダウンカマ内でノズルの周囲に存在する冷却水が、噴出された駆動水の作用によって、被駆動水としてベルマウス内に吸込まれ、スロートを経てディフューザ内に流入する。ディフューザから排出された冷却水は、RPV内の下部プレナムを通って炉心に供給される。 A jet pump used in a boiling water reactor includes a nozzle, a bell mouth, a throat, and a diffuser. The cooling water in the RPV boosted by the driving of the recirculation pump passes through the recirculation system piping and is jetted from the nozzle into the throat as driving water. The nozzle increases the speed of the driving water. The cooling water present around the nozzle in the downcomer is sucked into the bell mouth as driven water by the action of the jetted driving water, and flows into the diffuser through the throat. The cooling water discharged from the diffuser is supplied to the core through the lower plenum in the RPV.
スロートとディフューザとの間には隙間を有するスリップジョイントが設けられており、このスリップジョイントはライザ管とディフューザの熱膨張差を吸収する。スリップジョイント内の圧力がダウンカマ内の圧力よりも高いので、ディフューザの上端部に流入した冷却水がスロートとディフューザの間を通してダウンカマに漏洩する。この冷却水の漏洩は、ジェットポンプのM比(駆動水流量に対する被駆動水流量の比)及び効率(M比とN比(駆動水に対する被駆動水の全水頭比)の積)を低下させる。また、過剰な漏洩流はスリップジョイント内に振動を生じさせる可能性があり、ジェットポンプの有害な励振の発生源となる。 A slip joint having a gap is provided between the throat and the diffuser, and the slip joint absorbs a difference in thermal expansion between the riser pipe and the diffuser. Since the pressure in the slip joint is higher than the pressure in the downcomer, the cooling water flowing into the upper end portion of the diffuser leaks to the downcomer through between the throat and the diffuser. This leakage of cooling water reduces the M ratio (the ratio of the driven water flow rate to the driving water flow rate) and the efficiency (the product of the M ratio and the N ratio (the total head ratio of the driven water to the driving water)) of the jet pump. . Also, excessive leakage flow can cause vibrations in the slip joint, which is a source of harmful excitation for the jet pump.
ジェットポンプのスリップジョイントから漏洩する冷却水の量を減少させるために、スリップジョイントにおいてスロートの下端部の外面にラビリンスシール構造を形成することが知られている(例えば、特開昭56−27100号公報参照)。また、ジェットポンプにおいて、スリップジョイントを、内圧が外部よりも低下するスロートに形成することも提案されている(特開昭58−15798号公報)。 In order to reduce the amount of cooling water leaking from the slip joint of the jet pump, it is known that a labyrinth seal structure is formed on the outer surface of the lower end portion of the throat in the slip joint (for example, JP-A-56-27100). See the official gazette). In addition, it has also been proposed to form a slip joint in a throat whose internal pressure is lower than that of the outside in a jet pump (Japanese Patent Laid-Open No. 58-15798).
沸騰水型原子炉に適用されるジェットポンプは、スリップジョイントにおいて、スロートは、その下端部がディフューザの上端部内に挿入されているだけである。このため、ノズル部とライザ管の結合状態を解除した後、スロートをディフューザから容易に取り出すことができる。このため、沸騰水型原子炉内の既設のジェットポンプにおいて、スロートの下端部の外面にラビリンスシール構造を形成し、ラビリンスシール構造を形成したスロートをディフューザに取り付けることは容易に行える。しかしながら、ラビリンスシール構造によっても、スロートとディフューザの間の間隙をなくすことはできないので、その間隙からの冷却水の漏洩は、量が少なくなるが発生する。 In the jet pump applied to the boiling water reactor, the throat of the slip joint is only inserted into the upper end of the diffuser. For this reason, the throat can be easily taken out from the diffuser after releasing the combined state of the nozzle portion and the riser pipe. For this reason, in an existing jet pump in a boiling water reactor, a labyrinth seal structure is formed on the outer surface of the lower end portion of the throat, and the throat having the labyrinth seal structure can be easily attached to the diffuser. However, even with the labyrinth seal structure, the gap between the throat and the diffuser cannot be eliminated, so that the leakage of cooling water from the gap occurs with a small amount.
特開昭58−15798号公報のように、スロートを上部スロートと下部スロートに分割し、上部スロート及び下部スロートによってスリップジョイントを形成し、下部スロートの下端をディフューザの上端に溶接することによって、内部が負圧となるスリップジョイントから外部への冷却水の漏洩を防止することができる。このため、ジェットポンプの効率が向上する。 As disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 58-15798, the throat is divided into an upper throat and a lower throat, a slip joint is formed by the upper throat and the lower throat, and the lower end of the lower throat is welded to the upper end of the diffuser. It is possible to prevent leakage of the cooling water from the slip joint where negative pressure becomes negative. For this reason, the efficiency of the jet pump is improved.
しかしながら、特開昭58−15798号公報に記載されている構造を、既設の沸騰水型原子炉のジェットポンプに適用しようとすると、RPVと炉心シュラウドの間の狭い環状空間であるダウンカマ内において、遠隔操作による下部スロートの下端とディフューザの上端との溶接を行う必要がある。このため、既設のジェットポンプの改造に長時間を要することになる。 However, when the structure described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-15798 is applied to an existing boiling water reactor jet pump, in the downcomer, which is a narrow annular space between the RPV and the core shroud, It is necessary to perform welding between the lower end of the lower throat and the upper end of the diffuser by remote control. For this reason, it takes a long time to modify the existing jet pump.
本発明の目的は、改造に要する時間を短縮することができ、効率を向上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。 An object of the present invention is to provide a jet pump and a nuclear reactor that can shorten the time required for remodeling and can improve efficiency.
上記した目的を達成する本発明の特徴は、駆動流体を噴出するノズルと、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が流入する第1スロート及び第2スロートを含むスロートと、第2スロートの下流側の第1端部が着脱可能に接触している上流側の第2端部を有するディフューザとを備え、
第2スロートの第1端部とディフューザの第2端部との接触部がシールされ、第1スロートの下流側の第3端部及び第2スロートの上流側の第4端部によって、スリップジョイントが構成されていることにある。
A feature of the present invention that achieves the above-described object is that a nozzle for ejecting a driving fluid, a throat including a first throat and a second throat into which the driving fluid and a driven fluid sucked by the ejection of the driving fluid flow, A diffuser having a second end on the upstream side in which the first end on the downstream side of the two throats is detachably contacted,
The contact portion between the first end of the second throat and the second end of the diffuser is sealed, and a slip joint is formed by the third end on the downstream side of the first throat and the fourth end on the upstream side of the second throat. Is in the configuration.
第2スロートの第1端部とディフューザの第2端部の接触部がシールされ、且つ第1スロートの下流側の第3端部及び第2スロートの上流側の第4端部によってスリップジョイントが構成されているので、第1端部とディフューザの第2端部との接触部の間から、及びスリップジョイントから内部の流体が外部に漏洩することが防止できる。特に、第1スロートの第3端部内及び第2スロートの第4端部内はジェットポンプの周囲よりも圧力が低くなっているので、内部の流体がスリップジョイントを通して外部に漏洩することを防止できる。 The contact portion between the first end of the second throat and the second end of the diffuser is sealed, and the slip joint is formed by the third end on the downstream side of the first throat and the fourth end on the upstream side of the second throat. Since it is comprised, it can prevent that an internal fluid leaks outside from between the contact parts of the 1st end part and the 2nd end part of a diffuser, and a slip joint. In particular, since the pressure in the third end portion of the first throat and the fourth end portion of the second throat is lower than that around the jet pump, the internal fluid can be prevented from leaking outside through the slip joint.
さらに、第2スロートの第1端部とディフューザの第2端部との溶接を行う必要がないので、既設のジェットポンプの改造に要する時間を短縮することができる。 Furthermore, since it is not necessary to weld the first end portion of the second throat and the second end portion of the diffuser, the time required for remodeling the existing jet pump can be shortened.
本発明によれば、改造に要する時間を短縮することができ、ジェットポンプの効率を向上させることできる。 According to the present invention, the time required for remodeling can be shortened, and the efficiency of the jet pump can be improved.
本発明の実施例を以下に説明する。 Examples of the present invention will be described below.
本発明の好適な一実施例である実施例1のジェットポンプを、図1及び図2を用いて以下に説明する。本実施例のジェットポンプの構造を説明する前に、このジェットポンプが適用される沸騰水型原子炉の概略の構造を、図1及び図3を用いて以下に説明する。 A jet pump according to a first embodiment which is a preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. Before describing the structure of the jet pump of the present embodiment, the schematic structure of a boiling water reactor to which the jet pump is applied will be described below with reference to FIGS.
沸騰水型原子炉(BWR)は、原子炉圧力容器(原子炉容器)1を有し、原子炉圧力容器1内に炉心シュラウド3を設置している。原子炉圧力容器は、以下、RPVと称する。複数の燃料集合体(図示せず)が装荷された炉心2が、炉心シュラウド3内に配置される。気水分離器4及び蒸気乾燥器5がRPV1内で炉心2の上方に配置される。ジェットポンプ10が、RPV1と炉心シュラウド3の間に形成される環状のダウンカマ6内に配置され、シュラウドサポート9に設置されている。RPV1に設けられる再循環系は、再循環系配管7及び再循環系配管7に設置された再循環ポンプ8を有する。再循環系配管7の一端はRPV1に取り付けられてダウンカマ6に連絡される。再循環系配管7の他端は、ダウンカマ6内に配置されたライザ管9の下端に接続される。ライザ管9は、RPV1の内面に設置されたライザブレース23に取り付けられている。ライザ管9の上端はエルボ(曲り管)20に接続され、エルボ20はジェットポンプ10のノズル11に接続される。主蒸気配管25及び給水配管26がRPV1に接続される。ノズル11は、複数のリブ22によってベルマウス12に取り付けられ、ベルマウス12と一体になっている。
A boiling water reactor (BWR) has a reactor pressure vessel (reactor vessel) 1, and a
沸騰水型原子炉の運転中、RPV1内の上部に存在する被駆動水である冷却水(被駆動流体、冷却材)は、給水配管26からRPV1に供給された給水と混合されてダウンカマ6内を下降する。冷却水は、駆動している再循環ポンプ8によって再循環系配管7内に吸引され、再循環ポンプ8によって昇圧される。この昇圧された冷却水を、便宜的に、駆動水(駆動流体)という。この駆動水は、再循環系配管7、ライザ管9及びエルボ20内を流れてジェットポンプ10のノズル11内に達し、ノズル11から噴出される。ノズル11の周囲でダウンカマ6内に存在する冷却水である被駆動水は、駆動水の噴出によって、ベルマウス12からスロート13内に吸い込まれる。この被駆動水は、駆動水と共にスロート13内を下降し、ディフューザ17の下端から吐出される。ディフューザ17から吐出された冷却水(被駆動水及び駆動水を含む)は、下部プレナム27を経て炉心2に供給される。冷却水は、炉心2を通過する際に加熱されて水及び蒸気を含む気液二相流となる。気水分離器4は気液二相流を蒸気と水に分離する。分離された蒸気は、更に蒸気乾燥器5で湿分を除去されて主蒸気配管25に排出される。この蒸気は、蒸気タービン(図示せず)に導かれ、蒸気タービンを回転させる。蒸気タービンに連結された発電機が回転し、電力が発生する。蒸気タービンから排出された蒸気は、復水器(図示せず)で凝縮されて水となる。この凝縮水は、給水として給水配管26によりRPV1内に供給される。気水分離器4及び蒸気乾燥器5で分離された水は、落下して冷却水としてダウンカマ6内に達する。
During the operation of the boiling water reactor, the cooling water (driven fluid, coolant), which is the driven water existing in the upper part of the RPV 1, is mixed with the feed water supplied to the RPV 1 from the
本実施例のジェットポンプ10は、ノズル11、ベルマウス12、上部スロート13A及び下部スロート13Bを含むスロート13、及びディフューザ17を有する。ノズル12は、ベルマウス12の上方に配置され、前述したように、複数のリブ22によってベルマウス12に取り付けられている。ベルマウス12の流路断面積は、上流に向かって増大している。ベルマウス12と上部スロート13は一体化されており、上部スロート13の上端がベルマウス12の下端につながっている。すなわち、ベルマウス12と上部スロート13は、機械加工により1つの素材から削り出されている。上部スロート13の上端とベルマウス12の下端は、溶接により接合することも可能である。上部スロート13の流路断面積は、ベルマウス12からディフューザ17の間で最も小さくなっている。
The
下部スロート13Bは、上端部に、外径が大きくなっている嵌め合い部28を形成している。さらに、下部スロート13Bは、下端部に、流路拡大部14及びテーパ部(流路縮小部)15を有している(図2参照)。流路拡大部14は、下部スロート13Bの下端に向かって流路面積を徐々に拡大している。テーパ部15は、この上端が流路拡大部14の下端につながっており、下端に向かって流路面積が減少している。
The
シュラウドサポート9に設置されたディフューザ17は、上端部に、外径が大きくなっている嵌め合い部18を形成している。嵌め合い部18の上端部の外面に、4個の案内突起19を周方向に等間隔に設置している。下部スロート13Bの流路拡大部14とテーパ部15のつなぎ目における外径は、嵌め合い部18の上端における内径よりも大きくなっている。テーパ部15は下部スロート13Bの下端に向って外径が減少する外径縮小部でもある。
The
下部スロート13Bのテーパ部15が、ディフューザ17の嵌め合い部18に嵌め込まれる。案内突起19が存在するので、テーパ部15の嵌め合い部18内への挿入性が向上する。嵌め合い部18の内面の上端部がテーパ部15の全周に亘って接触している。この状態で、下部スロート13Bは、ライザ管9に設置されたライザブラケット24に取り付けられている。
The tapered
上部スロート13Aの下端部が下部スロート13Bの上端部に形成された嵌め合い部28に嵌め込まれている。嵌め合い部28に挿入された上部スロート13Aの下端部と下部スロート13Bの嵌め合い部28によって、スリップジョイント16が構成される。本実施例では、スリップジョイント16がスロート13に設けられている。
A lower end portion of the
本実施例のジェットポンプ10は、既設の沸騰水型原子炉内に設置されている既設の従来のジェットポンプを改造して構成される。この既設のジェットポンプの改造は以下のようにして実行される。沸騰水型原子炉の運転が停止された後の定期点検の期間中に、その改造が行われる。
The
沸騰水型原子炉の運転停止後で定期検査が始まる前に、RPV1の蓋1Aが取り外される。RPV1内に設置された気水分離器4及び蒸気乾燥器5が、取り外されてRPV1外に取り出される。炉心2に装荷されている全燃料集合体が、RPV1から取り出され、燃料貯蔵プール(図示せず)に保管される。既設ジェットポンプの入口ミキサは、エルボ20、ノズル11、ベルマウス12及びスロートを含んでいる。エルボ20とライザ管9を連結しているボルト(図示せず)が取り外され、さらに、下部スロート13Bとライザブラケット24の連結状態が解除される。その後、入口ミキサが、ダウンカマ6を通してRPV1から取り出される。このとき、入口ミキサのスロートが、ディフューザ17の上端部に設けられたスリップジョイントの嵌め合い部18から取り出される。この入口ミキサは、冷却水が充填された機器仮置きプール内に搬送される。RPV1内には、既設のジェットポンプのうちディフューザ17が残されている。
Before the periodic inspection starts after the operation of the boiling water reactor is stopped, the
工場で下部スロート13Bが新たに製造される。機器仮置きプール内の入口ミキサを除染して付着している放射性物質を除去する。この除染後に、入口ミキサのスロートが機械加工され、長さが短くなった上部スロート13Aが、ノズル11に一体になった状態で、製作される。
The
工場で新たに製造された下部スロート13Bは、RPV1内に搬入され、ダウンカマ6を通してディフューザ17の嵌め合い部18の位置まで移送される。下部スロート13Bのテーパ部15が、前述したように、ディフューザ17の嵌め合い部18内に嵌め込まれる。テーパ部15が嵌め合い部18内に嵌め込まれた下部スロート13Bは、ライザブラケット24に取り付けられる。入口ミキサ21がRPV1内のダウンカマ6内に搬入される。本実施例で用いられる入口ミキサ21は、エルボ20、ノズル11、ベルマウス12及び上部スロート13Aを有する。搬入された入口ミキサ21の上部スロート13Aの下端部が、下部スロート13Bの嵌め合い部28内に嵌め込まれる。エルボ20がライザ管9にボルトによって固定される。以上の作業によって、ジェットポンプ10の組み立てが終了する。沸騰水型原子炉は、RPV1内に10基のジェットポンプが設置されているが、全ての既設のジェットポンプが、本実施例のジェットポンプ10に改造される。
The
全てのジェットポンプ10の組み立て及び定期検査が終了した後、沸騰水型原子炉が起動される。再循環ポンプ8で昇圧された駆動水がノズル11からベルマウス12内に噴射される。ノズル11の周囲でダウンカマ6内に存在する被駆動水が、ベルマウス12及び上部スロート13A内に吸い込まれる。上部スロート13A内に達した駆動水及び被駆動水は、下部スロート13B及びディフューザ17を通って下部プレナム27に導かれ、炉心2に供給される。ディフューザ17は流れが剥離を起こさない程度に流路断面積が下流に向かうほど徐々に拡大しており、このディフューザ17で冷却水の運動エネルギーが圧力に変換される。ディフューザ17において、被駆動水の圧力は、ベルマウス12に吸い込まれた位置における圧力よりも高くなる。
After the assembly and periodic inspection of all the jet pumps 10 are completed, the boiling water reactor is started. Drive water boosted by the
ノズル11から噴射される駆動水の作用によって、上部スロート13A及び下部スロート13B内の静圧は、上部スロート13A及び下部スロート13Bの外側のダウンカマ6内の圧力よりも低くなる。このため、下部スロート13B内に流入した冷却水(駆動水及び被駆動水)が、スリップジョイント16において、上部スロート13Aと下部スロート13Bの間に形成される間隙を通して外部、すなわち、ダウンカマ6に漏洩されることが防止できる。このため、ジェットポンプ10の効率が向上し、ジェットポンプ10の振動も抑制される。嵌め合い部18の内面の上端部がテーパ部15の全周に亘って接触しているので、この接触部によって下部スロート13Bとディフューザ17がシールされている。ディフューザ17内に流入した冷却水が、そのシールによって、下部スロート13Bの下端部とディフューザ17の上端部の間を通ってダウンカマ6に漏洩することを防止することができる。このため、ジェットポンプ10の効率がさらに向上する。ジェットポンプの効率の向上は、制御できる炉心流量の上限及び下限を広げることができ、原子炉出力の制御可能な範囲が広がる。さらに、再循環ポンプ8の消費電力の低減にもつながる。また、スリップジョイント16からの漏洩流が生じないことによって、ジェットポンプ10の振動も抑制される。
The static pressure in the
スロート13にスリップジョイント16が設けられるので、沸騰水型原子炉の運転時におけるライザ管9とディフューザ17の熱膨張差を吸収することができる。
Since the slip joint 16 is provided in the
本実施例は、下部スロート13Bのテーパ部15をディフューザ17の嵌め合い部18にはめ込んでテーパ部15を嵌め合い部18に接触させているだけであり、下部スロート13Bの下端とディフューザ17の上端との溶接を行う必要がない。このため、既設の従来のジェットポンプの改造に要する時間を短縮することができる。さらに、既設のジェットポンプのディフューザ17を、嵌め合い部18を含めて加工することなくそのまま使用できるので、その改造に要する時間をさらに短縮することができる。
In the present embodiment, the
本実施例は、入口ミキサ21及び下部スロート13Bを取り外すことができ、必要なときに、それらの除染を容易に行うことができる。
In this embodiment, the
本発明の他の実施例である実施例2のジェットポンプを、図4を用いて以下に説明する。本実施例のジェットポンプ10Aは、実施例1のジェットポンプ10において下部スロート13Aを下部スロート13Cに替え、ディフューザ17をディフューザ17Aに替えた構成を有する。ジェットポンプ10Aの他の構成は、ジェットポンプ10と同じである。ジェットポンプ10Aの構成のうちジェットポンプ10と異なる部分を、以下に説明する。
A jet pump according to embodiment 2, which is another embodiment of the present invention, will be described below with reference to FIG. The
下部スロート13Cの下端部の外面に、雄ネジ30が形成されている。下部スロート13Cの上端部には、下部スロート13Bと同様に嵌め合い部28が形成されている。ディフューザ17Aは、上端部の嵌め合い部18の内面に雌ネジ31を形成している。下部スロート13Cの下端部がディフューザ17Aの嵌め合い部18内に挿入され、下部スロート13Cの雄ネジ30がディフューザ17Aの雌ネジ31と噛み合っている。下部スロート13Cは、下部スロート13Bと同様に、ライザブラケット24に取り付けられている。図示されていないが、上部スロート13Aの下端部が、下部スロート13Bの嵌め合い部28内に嵌め込まれている。
A
本実施例のジェットポンプ10Aは、既設の従来のジェットポンプを改造したジェットポンプである。この改造について、実施例1における従来のジェットポンプの改造と異なる部分について説明する。上部スロート13Aは実施例1と同様に製作される。下端部に雄ネジ30が形成された下部スロート13Cは工場で製作される。沸騰水型原子炉の運転終了後の定期検査期間において、シュラウドサポート9に設置されている既設のディフューザ17の嵌め合い部18の内面に雌ネジ31が、ダウンカマ6内に搬入した加工装置を用いて製作される。既設のディフューザ17に雌ネジ31を形成することによって、ディフューザ17Aが製作される。
The
定期検査期間において、下部スロート13Cがダウンカマ6内に搬入され、下部スロート13Cの雄ネジ30がディフューザ17Aの嵌め合い部18に形成された雌ネジ31に噛み合わされる。このようにして、下部スロート13Cが、ディフューザ17Aに取り付けられる。下部スロート13Cが、さらに、ライザブラケット24に取り付けられる。下部スロート13Cとディフューザ17Aはネジ結合によって相互間がシールされている。上部スロート13Aの下端部が下部スロート13Cの嵌め合い部28に嵌め込まれ、エルボ20がライザ管9にボルトによって固定される。上部スロート13Aの下端部及び下部スロート13Cの嵌め合い部28によって構成されるスリップジョイント16が、スロート13に設けられる。
During the periodic inspection period, the lower throat 13C is carried into the downcomer 6, and the
本実施例では、上部スロート13Aと下部スロート13Cの間、及び下部スロート13Cとディフューザ17Aの間から外部に冷却水が漏洩しないので、実施例1で生じる各効果を得ることができる。本実施例は、ディフューザ17Aの嵌め合い部18に雌ネジ31を加工する必要があるので実施例1よりもジェットポンプの改造に要する時間が長くなる。しかしながら、下部スロート13Cの下端とディフューザ17の上端との溶接を行う必要がないので、既設のジェットポンプの改造に要する時間を短縮することができる。下部スロート13Cはディフューザ17Aとネジ結合されているので、下部スロート13Cをディフューザ17Aから取り外すことができる。このため、必要に応じて下部スロート13Cの除染を容易に行うことができる。
In the present embodiment, the cooling water does not leak to the outside between the
本発明の他の実施例である実施例3のジェットポンプを、図5を用いて以下に説明する。本実施例のジェットポンプ10Bは、実施例1のジェットポンプ10において下部スロート13Aを下部スロート13Dに替え、ディフューザ17をディフューザ17Bに替えた構成を有する。ジェットポンプ10Bの他の構成は、ジェットポンプ10と同じである。ジェットポンプ10Bの構成のうちジェットポンプ10と異なる部分を、以下に説明する。
A jet pump according to
下部スロート13Dは、図6に示すように、下端部に板状の環状部材35が設置されている。環状部材35には、一対の貫通孔36A及び36Bが、周方向に90°置きに4箇所に形成されている。ディフューザ17Bは、上端部に位置する嵌め合い部18の外面に4箇所に連結突起部材38を設けている。各連結突起部材38は切り欠き部39を形成している。U字状のクランプ40は、図7に示すように、一方の端部にネジ41を形成しており、他方の端部にネジ42を形成している。クランプ40では、ネジ42が形成された側の長さは、ネジ41が形成された側の長さよりも短くなっている。
As shown in FIG. 6, the
下部スロート13Dの環状部材35がディフューザ17Bの嵌め合い部18の上端に置かれている。このとき、下部スロート13Dの連結突起部材38よりも下方の部分が、嵌め合い部18内に挿入されている(図8参照)。クランプ40が連結突起部材38の切り欠き部39内に挿入されている。クランプ40の、ネジ41が形成された端部が、貫通孔36A内に挿入されて環状部材35よりも上方に突出している。環状部材35の上方からナット43Aがネジ41に噛み合っている。クランプ40の、ネジ42が形成された端部が、貫通孔36B内に挿入されて環状部材35よりも上方に突出している。環状部材35の上方からナット43Bがネジ42に噛み合っている。ナット43A,43Bを締め付けることによって、下部スロート13Dがディフューザ17Bに結合される。他の三箇所の連結突起部材38にも、同様に、クランプ40が取り付けられ、ナット43A,43Bがクランプ40の両端部と噛み合っている。
An
本実施例のジェットポンプ10Bは、既設の従来のジェットポンプを改造したジェットポンプである。この改造について、実施例1における従来のジェットポンプの改造と異なる部分について説明する。上部スロート13Aは実施例1と同様に製作される。一対の貫通孔36A及び36Bが4箇所に形成された環状部材35を取り付けた下部スロート13Dは工場で製作される。沸騰水型原子炉の運転停止後の定期検査期間において、放電加工(EDM:Electrical Discharge Machining)装置がダウンカマ6内に搬入される。シュラウドサポート9に設置されている既設のディフューザ17に設けられた4個の案内突起19が、放電加工装置を用いて加工される。すなわち、案内突起19が、ディフューザ17の嵌め合い部18の上端面で切断される。さらに、案内突起19を放電加工装置により加工して切り欠き部39を形成する。この結果、切り欠き部39が形成された連結突起部材38の製作が終了し、連結突起部材38を有するディフューザ17Bが出来上がる(図9参照)。
The jet pump 10B of the present embodiment is a jet pump obtained by modifying an existing conventional jet pump. About this modification, a different part from the modification of the conventional jet pump in Example 1 is demonstrated. The
定期検査期間において、下部スロート13Dがダウンカマ6内に搬入される。この搬入時において、クランプ40が下部スロート13Dの環状部材35に吊り下げられている(図10参照)。クランプ40の、ネジ41が形成された端部が、環状部材35に形成された貫通孔36A内に挿入され、環状部材35の上方よりナット43Aがネジ41に噛み合わされている。ネジ41は完全に締め付けられてはいない。クランプ40の、ネジ42が形成された端部は、環状部材35に形成された貫通孔36B内に挿入されていなく、ナット43Bがネジ42に取り付けられていない。クランプ40は、切り欠き部39内に挿入していなく、下部スロート13Dの半径方向を向いている。
The
クランプ40が図10のように吊り下げられた下部スロート13Dの環状部材35が、ディフューザ17Bの嵌め合い部18の上端の上に置かれる。ディフューザ17Bに設けられた連結突起部材38が、環状部材35に形成された貫通孔36Aと貫通孔36Bの間に位置している。ネジ42が形成された端部が貫通孔36Bの真下になるように、クランプ40が90°回転される(図11参照)。この状態でネジ41に噛み合わせたナット43Aを長いトングを用いて締め付ける。クランプ40が上昇して切り欠き部39内に入り、ネジ42が形成された端部が貫通孔36B内に挿入される。ネジ42が環状部材35の上方に来るまでナット43Aを完全に締め付ける。ナット43Bを、ネジ42に噛み合わせて完全に締め付ける。これによって、下部スロート13Dがディフューザ17Bに取り付けられる。上部スロート13Aの下端部が下部スロート13Dの嵌め合い部28に嵌め込まれ、エルボ20がライザ管9にボルトによって固定される。環状部材35と嵌め合い部18が密着されて下部スロート13Dとディフューザ17Bの間がシールされる。
The
本実施例では、上部スロート13Aと下部スロート13Dの間、及び下部スロート13Dとディフューザ17Bの間から外部に冷却水が漏洩しないので、実施例1で生じる各効果を得ることができる。本実施例は、切り欠き部39を有する連結突起部材38を加工する必要があるので実施例1よりもジェットポンプの改造に要する時間が長くなる。しかしながら、下部スロート13Dの下端とディフューザ17Bの上端との溶接を行う必要がなく連結突起部材38も元々ディフューザに設置されている案内突起19を加工するので、既設のジェットポンプの改造に要する時間を短縮することができる。下部スロート13Dはクランプ40及びナット43A,43Bによってディフューザ17Bに取り外し可能に取り付けられているので、下部スロート13Dをディフューザ17Bから取り外すことができる。このため、必要に応じて下部スロート13Dの除染を容易に行うことができる。
In the present embodiment, the cooling water does not leak to the outside between the
クランプ40の替りに、図12に示すように、ネジ42を形成している端部を短くしてネジ42を形成していないクランプ40Aを用いてもよい。クランプ40Aは、クランプ40と同様に、連結突起部材38の切り欠き部39内に挿入され、環状部材35の上方よりナット43Aをクランプ40に形成されたネジ41に噛み合わせる。ナット43Aを締め付けることによって、下部スロート13Dをディフューザ17Bに取り付けることができる。
Instead of the
本発明は、沸騰水型原子炉に用いられるジェットポンプに適用することができる。 The present invention can be applied to a jet pump used in a boiling water reactor.
1…原子炉圧力容器、2…炉心、3…炉心シュラウド、6…ダウンカマ、8…再循環ポンプ、10,10A,10B…ジェットポンプ、11…ノズル、12…ベルマウス、13…スロート、13A…上部スロート、13B,13C,13D…下部スロート、14…流路拡大部、15…テーパ部、16…スリップジョイント、17,17A,17B…ディフューザ、18,28…嵌め合い部、19…案内突起、20…エルボ、21…入口ミキサ、30…雄ネジ、31…雌ネジ、35…環状部材、38…連結突起部材、39…切り欠き部、40…クランプ、43A,43B…ナット。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Reactor pressure vessel, 2 ... Core, 3 ... Core shroud, 6 ... Downcomer, 8 ... Recirculation pump, 10, 10A, 10B ... Jet pump, 11 ... Nozzle, 12 ... Bellmouth, 13 ... Throat, 13A ... Upper throat, 13B, 13C, 13D ... Lower throat, 14 ... Flow path enlarged portion, 15 ... Tapered portion, 16 ... Slip joint, 17, 17A, 17B ... Diffuser, 18, 28 ... Fitting portion, 19 ... Guide protrusion, DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記第2スロートの前記第1端部と前記ディフューザの前記第2端部との接触部がシールされており、
前記第1スロートの下流側の第3端部及び前記第2スロートの上流側の第4端部によって、スリップジョイントが構成されていることを特徴とするジェットポンプ。 A nozzle for ejecting a driving fluid; a throat including a first throat and a second throat into which the driving fluid and a driven fluid sucked by the ejection of the driving fluid flow; and a first end portion on the downstream side of the second throat And a diffuser having an upstream second end that is detachably contacted,
A contact portion between the first end of the second throat and the second end of the diffuser is sealed;
A jet pump characterized in that a slip joint is constituted by a third end portion on the downstream side of the first throat and a fourth end portion on the upstream side of the second throat.
前記外径縮小部が前記ディフューザの前記第2端部内に挿入され、前記シールが前記外径縮小部と前記第2端部との接触部で行われている請求項1に記載のジェットポンプ。 In the first end portion of the second throat, an outer diameter reduction portion is formed in which the outer diameter of the first end portion decreases toward the tip of the first end portion,
2. The jet pump according to claim 1, wherein the outer diameter reducing portion is inserted into the second end portion of the diffuser, and the sealing is performed at a contact portion between the outer diameter reducing portion and the second end portion.
前記流路拡大部と前記流路縮小部の接続点での外径が、前記ディフューザの、前記第2端部の先端での内径よりも大きくなっており、
前記流路縮小部が前記ディフューザの前記第2端部内に挿入され、前記シールが前記流路縮小部と前記第2端部との接触部で行われている請求項1に記載のジェットポンプ。 At the first end portion of the second throat, a flow path expanding portion in which the flow path cross-sectional area increases toward the tip of the first end portion, and the flow path expanding portion connected to the flow path expanded portion from the flow path expanded portion. A flow path reduction portion is formed in which the flow path cross-sectional area decreases toward the tip of the first end,
The outer diameter at the connection point between the flow channel expanding portion and the flow channel reducing portion is larger than the inner diameter at the tip of the second end of the diffuser,
2. The jet pump according to claim 1, wherein the flow path reducing portion is inserted into the second end portion of the diffuser, and the sealing is performed at a contact portion between the flow path reducing portion and the second end portion.
前記第2端部の外面に設けられた複数の連結突起部にそれぞれ別々に引っ掛けられた複数のクランプが、前記環状部材に着脱可能に取り付けられた請求項1に記載のジェットポンプ。 An annular member surrounding the first end is provided at the first end of the second throat, the annular member is brought into contact with the end surface of the second end of the diffuser,
2. The jet pump according to claim 1, wherein a plurality of clamps respectively hooked on a plurality of connecting projections provided on an outer surface of the second end are detachably attached to the annular member.
前記ジェットポンプが請求項1ないし5のいずれか1項に記載のジェットポンプであることを特徴とする原子炉。 A reactor vessel and a plurality of jet pumps installed in the reactor vessel and supplying coolant to a reactor core provided in the reactor vessel;
A nuclear reactor characterized in that the jet pump is the jet pump according to any one of claims 1 to 5.
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