JP2013242259A - 原子炉用ジェットポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】原子炉用ジェットポンプのスロートの振動を抑制する。
【解決手段】本発明による原子炉用ジェットポンプは、ノズル装置と、スロートと、スロートの下端が挿入されるディフューザと、スロートを水平方向に支持するリストレイナと、スロートをリストレイナに固定するためにリストレイナに設けられた固定具とを備え、固定具は、鉛直方向に延在するスロートに対して水平な３方向から当接してスロートを固定し、リストレイナによる支持位置よりも下方でスロートとディフューザとがスリップジョイントで接続され、スロートは、スリップジョイントで接続された箇所においてスロートとディフューザとの間隙を狭くする３つの凸部を有し、凸部は、固定具がスロートに対して当接する３方向と対向する方向に向かって突出することを特徴とする。
【選択図】図７

Description

本発明は、原子炉用ジェットポンプに係り、特に、沸騰水型原子炉に適用するのに好適な原子炉用ジェットポンプに関する。

従来の沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）は、再循環系配管が接続された原子炉圧力容器（以下、ＲＰＶという）と、炉心を取り囲むシュラウドとの間に形成されたダウンカマ内にジェットポンプとを備える。ジェットポンプは、エルボ、ノズル、ベルマウス、スロートおよ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。ダウンカマ内のノズル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、被駆動水としてスロート内に吸込まれ、駆動水と運動量を交換しながら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。

原子炉に設置されているジェットポンプは、検査や修理等のためエルボからスロートまでが取り外し可能な構造となっている。熱膨張差を吸収するため、スロートとディフューザの接合部は、スリップジョイント（滑り継手）と呼ばれる構造となっている。スリップジョイントには微小な隙間があり、スリップジョイント部ではジェットポンプ内部の圧力が外部よりも大きいため、隙間を通る漏洩流が発生する。経年変化によりジェットポンプの剛性が低下すると、振動が増加しジェットポンプの磨耗等が発生する可能性がある。さらに、ジェットポンプ内の流れまたは漏洩流の乱れ等の周波数と、剛性の低下したジェットポンプの固有振動数とが一致すると、共振して比較的大きな振動が発生し、磨耗を早める可能性がある。

このようなジェットポンプのスロートの振動を抑制するために、たとえば、スロート入口の直管部にベロー部等を設けて柔構造とし、振動を吸収することが考えられる（特許文献１参照）。

特開２０１１−６９６９１号公報

ジェットポンプは、スロート部においてリストレイナで水平方向から支持・固定されている。リストレイナには３つの固定具（２つのセットスクリューと一つのウェッジ）が設けられている。２つのセットスクリューと一つのウェッジは、スロートの外周面に対して水平方向から当接することで、スロートを３点で支持・固定する。これらの固定具が磨耗すると、スロートと固定具の間に隙間が生じて、振動が大きくなる可能性がある。

スロート入口部は、ノズルから噴出された駆動水がスロート周囲から吸込まれた被駆動水と混合する場所であり、流れの乱れが大きく、ジェットポンプに生じる振動の主要な加振源である。したがって、上述した特許文献に記載されたように、スロート入口部に柔構造を設けることで、加振源において振動を吸収することにより振動エネルギーを効率よく抑制することができる。しかし、柔構造を追加することになるため、製作コストの増加が課題となる。

本発明による原子炉用ジェットポンプは、駆動流体を噴出するノズル装置と、駆動流体の噴出によって吸い込まれるノズル装置の周囲に存在する被駆動流体および駆動流体が混合するスロートと、スロートの下端が挿入され、混合した流体の圧力を回復させて排出するディフューザと、スロートを水平方向に支持するリストレイナと、スロートをリストレイナに固定するためにリストレイナに設けられた固定具とを備え、固定具は、鉛直方向に延在するスロートに対して水平な３方向から当接してスロートを固定し、リストレイナによる支持位置よりも下方でスロートとディフューザとがスリップジョイントで接続され、スロートは、スリップジョイントで接続された箇所においてスロートとディフューザとの間隙を狭くする３つの凸部を有し、凸部は、固定具がスロートに対して当接する３方向と対向する方向に向かって突出することを特徴とする。

本発明によれば、原子炉用ジェットポンプの振動を抑制できる。

本発明による原子炉用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示す図である。 本発明による原子炉用ジェットポンプの全体図である。 図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ矢視断面図である。 スリップジョイント部の縦断面図である。 縮小試験による測定結果を示す図である。 スリップジョイント部でスロートとディフューザとが接触している場合に変動荷重が大きくなる理由を説明するための概要図である。 第１の実施の形態におけるスロートの出口付近のスロートおよびディフューザの水平断面図である。 第２の実施の形態におけるスロートの出口付近のスロートおよびディフューザの水平断面図である。 第３の実施の形態のスロートの出口付近の外観を示す図であり、スロートがディフューザ側に偏った状態を示している。 第３の実施の形態におけるスロートの出口付近のスロートおよびディフューザの水平断面図である。

−−−第１の実施の形態−−−
図１〜７を参照して、本発明による原子炉用ジェットポンプの第１の実施の形態を説明する。図１および図２は、本実施の形態の原子炉用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示す図である。図１および図２に示すように、沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）は、原子炉圧力容器（原子炉容器）３を有している。原子炉圧力容器３内には炉心シュラウド２が設置されている。以下の説明では、原子炉圧力容器をＲＰＶと称する。炉心シュラウド２内には、複数の燃料集合体（図示せず）が装荷された炉心５が配設されている。気水分離器６および蒸気乾燥器７は、ＲＰＶ３内で炉心５の上方に配設される。ＲＰＶ３と炉心シュラウド２の間には環状のダウンカマ４が形成されている。ダウンカマ４内には、原子炉用ジェットポンプ（ジェットポンプ）１が配設されている。ＲＰＶ３に設けられる再循環系は、再循環系配管１１および再循環系配管１１に接続された再循環ポンプ１２を有する。

再循環系配管１１の一端はダウンカマ４に連絡される。再循環系配管１１の他端は、ダウンカマ４内に配置されたライザ管１３の下端に接続される。ライザ管１３の上端は分岐管１９の下端に接続される。分岐管１９の上端はジェットポンプ１のエルボ１４の一端と接続される。エルボ１４は流路を略１８０度曲げる。エルボ１４の他端はノズル台座５１の上端に接続される。ノズル台座５１の下部にはノズル１５が取り付けられている。ノズル１５は、複数の支持板２０によってベルマウス１６およびスロート１７と一体とされている。

すなわち、エルボ１４からスロート１７までが一体構造となっている。エルボ１４からスロート１７までの部分をインレットミキサ２１と呼ぶ。インレットミキサ２１は、エルボ１４がビーム２５により鉛直方向に固定される。また、インレットミキサ２１は、図３に示すように鉛直下方に延在するスロート１７がリストレイナ２６に設けられたセットスクリュー２８ａ，２８ｂとウェッジ２７とによって３点で支持・固定される。このとき、セットスクリュー２８ａ，２８ｂおよびウェッジ２７は、水平な３方向からスロート１７の外周面に当接してスロート１７をリストレイナ２６に固定する。すなわち、セットスクリュー２８ａ，２８ｂおよびウェッジ２７は、リストレイナ２６に複数の方向からスロート１７を支持・固定するための固定具である。なお、以下の説明では、セットスクリュー２８ａ，２８ｂおよびウェッジ２７を一括して指し示す場合、固定具２７，２８と呼ぶ。なお、図３は、図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ矢視断面図である。

ＲＰＶ３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９からＲＰＶ３に供給された給水と混合されてダウンカマ４内を下降する。冷却水は、再循環ポンプ１２の駆動によって再循環系配管１１内に吸引され、再循環ポンプ１２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１１、ライザ管１３、分岐管１９およびエルボ１４内を流れてジェットポンプ１のノズル台座５１内に達し、ノズル１５から下方に向かって噴出される。ノズル１５の周囲に存在する被駆動水である冷却水は、ノズル１５から噴出される駆動水によって、ベルマウス１６からスロート１７内に吸い込まれる。この冷却水は、駆動水と共にスロート１７内を下降し、ディフューザ１８内で圧力が回復されて、ディフューザ１８の下端から吐出される。

ディフューザ１８から吐出された冷却水は、下部プレナム２２を経て炉心５に供給される。冷却水は、炉心５を通過する際に加熱されて水および蒸気を含む気液二相流となる。気水分離器６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７で湿分を除去されて主蒸気配管８に導かれる。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９によりＲＰＶ３内に供給される。気水分離器６および蒸気乾燥器７で分離された水は、落下して冷却水としてダウンカマ４内に達する。

ライザ管１３、エルボ１４、ノズル台座５１、ノズル１５、ベルマウス１６、スロート１７およびディフューザ１８を主要な構成要素とするジェットポンプ１は、ノズル１５周囲の冷却水を吸い込むことにより、少ない駆動水の流量でより多くの冷却水を炉心５に送り込むことができる。

スロート１７の入口部は、流速の大きい駆動水と流速に小さい被駆動水が混合し、流れの乱れが最も大きい場所である。この流れの乱れがジェットポンプ１の振動の主要な要因のひとつである。

沸騰水型原子炉に用いられているジェットポンプ１は、検査・補修のためインレットミキサ２１を取り外しできるように、リストレイナ２６による支持位置よりも下方でスロート１７とディフューザ１８とがスリップジョイントで連結されている。スリップジョイントによる連結部分（接続部分）の縦断面を図４に示す。スロート１７とディフューザ１８との接続部分をスリップジョイントにすることで、接続部分での熱膨張差による応力の発生を防止している。以下、スロート１７とディフューザ１８とのスリップジョイントによる接続部分を説明の便宜上、スリップジョイント部１０と呼ぶ。

図４に示すように、スロート１７の外周面とディフューザ１８の内周面との間には隙間５０がある。スリップジョイント部１０におけるジェットポンプ内部圧力は、外部圧力（ダウンカマ４の圧力）よりも大きい。そのため、その内外差圧によってジェットポンプ内の水が隙間５０からジェットポンプ１の外部へ漏洩流２４として漏洩する。漏洩流２４の流量は、ジェットポンプ全体の流量に対してごく僅かであるので、ジェットポンプ１の効率の低下も僅かである。なお、図４において、符号ＣＬｄはディフューザ１８の軸心を指している。

たとえば、ビーム２５の経年劣化やウェッジ２７の磨耗により、図３に示したセットスクリュー２８ａ，２８ｂとスロート１７との当接箇所に隙間が発生して、インレットミキサ２１の支持剛性が低下すると、ジェットポンプ１の振動が増加する可能性がある。特に、図４に示したジェットポンプ１内の流れ２１や漏洩流２４の乱れ等の周波数と、剛性の低下したジェットポンプの固有振動数とが一致すると、共振して比較的大きな振動が発生し、固定具２７，２８の磨耗等の進展を早める可能性がある。

ここで、リストレイナ２６におけるスロート１７を水平方向に動かないように固定する機能を維持すると、インレットミキサ２１の支持剛性の低下が抑制され、しいては、固定具２７，２８の磨耗等の進展が抑制される。リストレイナ２６におけるスロート１７の固定力を低下させるのは、固定具２７，２８に繰り返しかかる変動荷重であり、この変動荷重を小さくするとリストレイナ２６におけるスロート１７の固定力低下を抑制できる。

発明者らは、ジェットポンプ１を模した１／３スケールの試験装置を用いて、スリップジョイント部１０におけるスロート１７とディフューザ１８との接触の有無をパラメータとして、固定具２７，２８にかかる荷重を測定した。測定した変動荷重の一例を図５に示す。スロート１７の固定具２７，２８のそれぞれは、周方向に互いに略１２０度の間隔で３箇所に設けられている。図５では、固定具２７，２８のそれぞれに取り付けた荷重測定器で検出された変動荷重の測定値（相対値）を示している。

図５の上側のグラフで示すように、スリップジョイント部１０でスロート１７とディフューザ１８とが接触していない場合には、各方向の変動荷重に大きな差がないことを発明者らは確認した。一方、図５の下側のグラフで示すように、スリップジョイント部１０でスロート１７とディフューザ１８とが接触している場合には、菱形および三角形のプロットで表したように、接触していないときと比較して変動荷重が４倍程度大きくなることを発明者らは確認した。また、スリップジョイント部１０でスロート１７とディフューザ１８とが接触している場合であっても、丸印のプロットで表したように変動荷重が増加しない場合があることも発明者らは確認した。なお、図５の上側のグラフでは、菱形のプロットと丸印のプロットが略重なっている。

スリップジョイント部１０でスロート１７とディフューザ１８とが接触している場合に変動荷重が大きくなる理由を図６の概要図を用いて説明する。たとえば、図６に示すようにスロート１７が図示左側に傾いて（説明の便宜上、傾きを誇張している）、ディフューザ１８と図示右側で接触する場合について考える。この場合にスロート１７の入口部での流れの乱れにより図示左方向に加振力が加わると、梃子の原理により接触点３１を支点として作用点には大きな荷重が加わる。

したがって、接触点３１の上方であって、軸心ＣＬｄに対する円周方向の位置が接触点３１とは略１８０度ずれた位置に固定具２７，２８のいずれかが存在する場合、当該いずれかの固定具２７，２８が作用点となり、当該いずれかの固定具２７，２８には大きな荷重が加わる。

スロート１７とディフューザ１８との接触位置が上述した接触点３１のままであって、上述の場合とは逆に図示右方向に加振力が加わった場合には、支点となるスロート１７とディフューザ１８の接触点が存在しない。そのため、梃子の原理が働かず、加振力が増幅されない。したがって、接触点３１の上方であって、軸心ＣＬｄに対する円周方向の位置が接触点３１と略同じ位置に固定具２７，２８のいずれかが存在する場合、当該いずれかの固定具２７，２８には大きな荷重が加わらない。

図５に測定結果を示した一例においては、プロットを丸印で示した荷重測定器が取り付けられていたいずれかの固定具２７，２８が、図６における接触点３１の上方であって、軸心ＣＬｄに対する円周方向の位置が接触点３１と略同じ位置に存在していた場合について示したものである。しかし、他の２カ所の固定具２７，２８（すなわち、プロットを三角形および菱形で示した荷重測定器が取り付けられていた固定具２７，２８）は、軸心ＣＬｄに対する円周方向の位置が接触点３１とは略１２０度ずれている。そのため、これら２カ所の固定具２７，２８では、梃子の原理により、接触点３１を支点として作用する変動荷重が増幅される。

スリップジョイント部１０におけるスロート１７とディフューザ１８との間隙５０はたとえば０．５ｍｍよりも狭く、たとえばジェットポンプ１の全長６ｍ程度に対して非常に小さい（図４）。そのため、スロート１７をディフューザ１８に嵌挿する際に、たとえば０．５ｍｍ以下の精度でスロート１７の軸芯とディフューザ１８の軸芯ＣＬｄとを一致させ、かつスロート１７をディフューザ１８に対して傾かないようにして、間隙５０を一様にすることは困難である。また、スロート１７の軸芯とディフューザ１８の軸芯ＣＬｄとを完全に一致させ、間隙５０を均一にできたとしても、原子炉の運転時にはジェットポンプ１の周囲が高温になるため、ジェットポンプ１の各部に熱膨張によって軸心がずれて間隙５０の均一性（一様性）が失われる可能性がある。

スロート１７の軸芯とディフューザ１８の軸芯ＣＬｄとが一致していない場合には、間隙５０が狭くなる場所が存在し、スロート１７が振動したときに、その位置でスロート１７とディフューザ１８とが接触しやすくなる。スロート１７とディフューザ１８とが接触した場合には、この接触点３１の上方であって、軸心ＣＬｄに対する円周方向の位置が接触点３１とは略１８０度ずれた位置では、上述したように変動荷重が増幅される可能性がある。また、このときに、いずれかの固定具２７，２８が設けられた方向と荷重のかかる方向とが一致すると、当該一致したいずれかの固定具２７，２８に大きな荷重がかかることになり、その固定具２７，２８の磨耗等の経年劣化を早める可能性がある。

そこで、本実施の形態では、図７に示すように、スロート１７の軸心に垂直な半径方向外側に向かってスロート１７の出口付近の外周面が３方向に凸になるように加工した。これにより、スロート１７とディフューザ１８とが完全に同一軸芯上に並んだときに、スリップジョイント部１０のスロート１７の外周面とディフューザ１８の内周面との間の間隙５０が、３カ所の凸部４１ａ，４１ｂ，４１ｃで最も狭くなる。スロート１７の出口付近の内径を従来のスロート１７と同じとし、スロート１７の肉厚を円周方向に沿ってなだらかに変化させることにより上述した外周面形状としている。

さらに、凸部４１ａ，４１ｂ，４１ｃは、固定具２７，２８がスロート１７に対して当接する３方向と対向する方向に向かって突出している。具体的には、凸部４１ｂの突出方向は、ウェッジ２７による水平方向からの支持方向と対向している。凸部４１ａ，４１ｃの突出方向は、セットスクリュー２８ａ，２８ｂによる水平方向からの支持方向と対向している。なお、スロート１７の図３における図面上の前後左右方向と、図７における図面上の前後左右方向とは一致している。

このようにすることで、スロート１７が振動したとき、スロート１７の外周面の凸部４１ａ，４１ｂ，４１ｃがディフューザ１８の内周面と接触する。なお、図７では凸部４１ａ、４１ｂ、４１ｃの高さ、すなわち凸部４１ａ，４１ｂ，４１ｃにおけるスロート１７の肉厚を誇張して示している。

スロート１７の入口部では流体混合による乱流に伴い、ある特定の周波数で加振力が発生する。また、加振力の向きもある周波数で変動する。ウェッジ２７からライザ管１３の向きに加振力が加わった場合には、梃子の原理により、凸部４１ｂを支点としてライザ管１３側に増幅された変動荷重が作用する（図３，７参照）。この増幅された変動荷重は、リストレイナ２６の２つのセットスクリュー２８ａ、２８ｂで支持されるため、２つのセットスクリューに変動荷重が分散され、セットスクリュー１つあたりの変動荷重が低減する。一般的に、材料の強度は、（荷重）×（繰り返し回数）で劣化していくため、上述のようにセットスクリュー１つあたりの荷重を低減することによって、劣化までの期間を延長できる。

逆に、ライザ管１３からウェッジ２７の向きに加振力が加わった場合には、凸部４１ａまたは凸部４１ｃがディフューザ１８内面と接触し、そこを支点としてそれぞれ略１８０度反対側の方向に増幅された変動加重が作用する。この変動荷重は、セットスクリュー２８ｂとウェッジ２７またはセットスクリュー２８ａとウェッジ２７に分散されるため、セットスクリューおよびウェッジの１つあたりの荷重を低減できる。

なお、凸部４１ａ，４１ｂ，４１ｃを設けず、スロート１７とディフューザ１８の接触位置が制御できない場合、たとえば、セットスクリュー２８ａと正反対の位置でスロート１７とディフューザ１８が接触する可能性がある。この場合、上述した梃子の原理によりセットスクリュー２８ａだけに大きな変動荷重がかかる。セットスクリュー２８ａに作用する荷重が増えるため、セットスクリュー２８ａが劣化するまでの期間が短くなる可能性がある。

したがって、スロート１７に対するセットスクリュー２８ａ、２８ｂおよびウェッジ２７の当接方向と対向する方向にできるだけ一致するように凸部４１ａ，４１ｂ，４１ｃを突出させるのがよい。凸部４１ｂの突出方向がスロート１７に対するウェッジ２７の当接方向と対向する方向と一致していると、上述したように、増幅された変動荷重がセットスクリュー２８ａ、２８ｂに均等に分散される。たとえば、図７において凸部４１ｂの突出方向がスロート１７に対するウェッジ２７の当接方向と対向する方向から図示時計方向にずれた場合、変動荷重の増幅される方向も同様に図示時計方向にずれる。そのため、セットスクリュー２８ａ、２８ｂへの変動荷重が均等に分散されず、セットスクリュー２８ｂよりセットスクリュー２８ａへの荷重が大きくなり、変動荷重が均等に分散された場合と比較して、セットスクリュー２８ａが劣化するまでの期間が短くなる可能性がある。

なお、この凸部は上述した３方向に向かってそれぞれ突出するように配設する必要がある。たとえば、凸部４１ｂのみ設けた場合には、ライザ管１３からウェッジ２７側に加振力が加わったときに、スロート１７の外周面のうち、ウェッジ２７の当接位置とは略１８０度ずれたライザ管１３に最も近い部分がディフューザ１８の内周面と接触（当接）する。この接触点が梃子の支点となり、ウェッジ２７のみに増幅された変動荷重が作用し、セットスクリュー２８ａ、２８ｂへ荷重を分散することができない。しかし本実施の形態のように、上述した３方向に突出する凸部４１ａ，４１ｂ，４１ｃを設けることで、加振力がどの方向に加わっても、いずれかの凸部４１ａ，４１ｂ，４１ｃでディフューザ１８の内周面と接触する。そして、増幅された変動荷重はウェッジ２７とセットスクリュー２８ａ、２８ｂのいずれかに分散される。そのため、セットスクリュー２８ａ、２８ｂおよびウェッジ２７が劣化するまでの期間を延長することができる。

−−−第２の実施の形態−−−
図８を参照して、本発明によるジェットポンプの第２の実施の形態を説明する。以下の説明では、第１の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第１の実施の形態と同じである。本実施の形態では、主に、スロート１７の肉厚を変えることに代えて、スロート１７の出口付近の外周面に突起物を設ける点で、第１の実施の形態と異なる。

すなわち、本実施の形態のスロート１７では、図８の水平断面図に示すように、出口付近の外周面の３箇所にそれぞれ突起物を取り付けることで３つの突起４２ａ，４２ｂ，４２ｃを設けている。各突起４２ａ，４２ｂ，４２ｃの突出方向は、スロート１７に対する固定具２７，２８の当接方向と対向する３つの方向と一致している。突起４２ａ，４２ｂ，４２ｃの効果は上述した第１の実施の形態における凸部４１ａ，４１ｂ，４１ｃの場合と同じである。

第１の実施の形態のスロート１７では、スロート１７の鋳造後に機械加工によって凸部４１ａ，４１ｂ，４１ｃを形成している。しかし、スロート１７の軸心に垂直な断面の形状が凸部４１ａ，４１ｂ，４１ｃを含む位置では、外周面の形状が単純な円形ではないため、凸部４１ａ，４１ｂ，４１ｃの形成の工数が増加する。これに対して本実施の形態の突起４２ａ，４２ｂ，４２ｃの場合には、スロート１７の外周面を断面が円形になるように機械加工した後に、溶接により突起物を取り付けることによって形成可能である。したがって、製作工数を低減して製作コストを抑制できる。

−−−第３の実施の形態−−−
図９，１０を参照して、本発明によるジェットポンプの第３の実施の形態を説明する。以下の説明では、第１および第２の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第１または第２の実施の形態と同じである。本実施の形態では、主に、３方向へ突出する凸部と凸部との間に後述する縦溝４３を設ける点で、第１および第２の実施の形態と異なる。

図９は、本実施の形態のスロート１７の出口付近の外観を示す図であり、スロート１７がディフューザ１８側に偏った状態を示している。図１０は、スロート１７の出口付近のスロート１７およびディフューザ１８の水平断面図である。図９，１０に示すように、本実施の形態では、スロート１７は、鉛直方向に延在して、スリップジョイントで接続された箇所においてスロート１７とディフューザ１８との間隙５０を狭くする３本の突条（凸部４４ａ，４４ｂ，４４ｃ）を有する。そしてスロート１７は、隣り合う突条（凸部４４ａ，４４ｂ，４４ｃ）同士の間に設けられた、突条（凸部４４ａ，４４ｂ，４４ｃ）と平行な方向に延在する複数の溝部（縦溝４３）を有する。

すなわち、本実施の形態では、スロート１７の出口付近の外周面に複数の縦溝４３を形成している。したがって、隣り合う縦溝４３の間の部分は凸状となる。この凸状となった部分のうち、固定具２７，２８がスロート１７に対して当接する３方向と対向する方向へ突出する部分（凸部４４ａ，４４ｂ，４４ｃ）は、他の凸状となる部分よりも突出高さが高い。

凸部４４ａ，４４ｂ，４４ｃによる変動荷重の分散効果は第１および第２の実施の形態と同じである。上述したように、本実施の形態では、隣り合う３つの凸部４４ａ，４４ｂ，４４ｃの間に縦溝４３が設けられている点で第１および第２の実施の形態と異なる。そして、縦溝４３を設けることで、後述するようにスリップジョイント部１０からの漏洩流２４に伴う振動を抑制できる。

スロート１７の振動要因の一つとして、スリップジョイント部１０からの漏洩流２４が挙げられる。スロート１７の軸心とディフューザ１８の軸心ＣＬｄとが一致して、偏りがなく均一な間隙５０から漏洩流２４が漏洩していれば、スロート１７に対して半径方向に均一に力が加わる。そのため、スロート１７に対して半径方向に加わる力が相殺されるので、結果としてスロート１７は漏洩流２４から影響を受けない。

しかし、間隙５０が不均一となった場合、間隙５０の広いところでは漏洩流速が増加し、間隙５０の狭いところでは漏洩流速が低下する。流速による静圧の低下は流速に依存する。間隙５０の広いところでは流速が大きいため、静圧が大きく低下するが、間隙５０の狭いところでは流速が小さいため、静圧があまり低下しない。このため、間隙５０の狭いところの静圧が広いところの静圧よりも高くなるため、間隙５０の狭いところの方から広いところの方へ静圧差による力が加わり、スロート１７が間隙５０の広いところの方へ向かって移動する。

このようにしてスロート１７が移動すると、間隙５０の大小関係が逆転するため、静圧差による力の作用方向も逆転し、スロート１７がそれまでとは逆の方向へ移動する。これらを繰り返すことにより、スリップジョイント部１０からの漏洩流２４に起因してスロート１７が振動する可能性がある。

本実施の形態では、スロート１７がディフューザ１８側に偏った場合でも、縦溝４３が漏洩流２４の流路を確保して漏洩流路が極端に狭くなることを防いでいる。このため、間隙５０の狭くなったところであっても漏洩流速がある程度確保されるため、縦溝４３がない場合と比較して静圧が低下するので、間隙５０の広いところとの静圧差が小さくなり、スロート１７に加わる力が小さくなる。これにより、スロート１７の振動を抑制できる。

また、スロート１７の出口付近が振動しても、凸部４４ａ，４４ｂ，４４ｃでディフューザ１８の内周面と接触するため、リストレイナ２６の固定具２７，２８にかかる変動荷重は分散され、固定具２７，２８が劣化するまでの期間を延長することができる。

なお、上述した各実施の形態は、それぞれ組み合わせてもよい。

１…原子炉用ジェットポンプ（ジェットポンプ）、３…原子炉圧力容器（原子炉容器、ＲＰＶ）、４…ダウンカマ、１０・・・スリップジョイント部、１１…再循環系配管、１２…再循環ポンプ、１３…ライザ管、１４…エルボ、１５…ノズル、１６…ベルマウス、１７…スロート、１８…ディフューザ、１９…分岐管、２２…下部プレナム、２４…漏洩流、２５…ビーム、２６…リストレイナ、２７…ウェッジ（固定具）、２８…セットスクリュー（固定具）、３１…接触点、４１…凸部、４２…突起、４３…縦溝、４４…凸部、５０…間隙、５１…ノズル台座、ＣＬｄ・・・軸心

Claims (4)

1. 駆動流体を噴出するノズル装置と、前記駆動流体の噴出によって吸い込まれる前記ノズル装置の周囲に存在する被駆動流体および前記駆動流体が混合するスロートと、前記スロートの下端が挿入され、混合した流体の圧力を回復させて排出するディフューザと、前記スロートを水平方向に支持するリストレイナと、前記スロートを前記リストレイナに固定するために前記リストレイナに設けられた固定具とを備え、
   前記固定具は、鉛直方向に延在する前記スロートに対して水平な３方向から当接して前記スロートを固定し、
   前記リストレイナによる支持位置よりも下方で前記スロートと前記ディフューザとがスリップジョイントで接続され、
   前記スロートは、前記スリップジョイントで接続された箇所において前記スロートと前記ディフューザとの間隙を狭くする３つの凸部を有し、
   前記凸部は、前記固定具が前記スロートに対して当接する前記３方向と対向する方向に向かって突出することを特徴とする原子炉用ジェットポンプ。
2. 請求項１に記載の原子炉用ジェットポンプにおいて、
   前記凸部は、前記スロートの肉厚が厚くなるように円周方向に沿って肉厚をなだらかに変化させていることを特徴とする原子炉用ジェットポンプ。
3. 請求項１に記載の原子炉用ジェットポンプにおいて、
   前記凸部は、前記スロートの外周面に形成した３つの突起物であることを特徴とする原子炉用ジェットポンプ。
4. 駆動流体を噴出するノズル装置と、前記駆動流体の噴出によって吸い込まれる前記ノズル装置の周囲に存在する被駆動流体および前記駆動流体が混合するスロートと、前記スロートの下端が挿入され、混合した流体の圧力を回復させて排出するディフューザと、前記スロートを水平方向に支持するリストレイナと、前記スロートを前記リストレイナに固定するために前記リストレイナに設けられた固定具とを備え、
   前記固定具は、鉛直方向に延在する前記スロートに対して水平な３方向から当接して前記スロートを固定し、
   前記リストレイナによる支持位置よりも下方で前記スロートと前記ディフューザとがスリップジョイントで接続され、
   前記スロートは、前記スリップジョイントで接続された箇所において前記スロートと前記ディフューザとの間隙を狭くする３本の突条と、隣り合う前記突条同士の間に設けられた前記突条と平行な方向に延在する複数の溝部とを有し、
   前記突条は、前記固定具が前記スロートに対して当接する前記３方向と対向する方向に向かって突出することを特徴とする原子炉用ジェットポンプ。

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