JP2016133372A - ジェットポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】ノズル部からインレットミキサにかけて駆動流体及び被駆動流体に生じる圧力損失をより低減可能なジェットポンプを提供する。【解決手段】実施形態によれば、ジェットポンプは、駆動流体の噴流を吸入口８１で受けると共に当該噴流の周囲にある被駆動流体を当該吸入口８１から吸入して駆動流体と被駆動流体とを混合させるインレットミキサ８０を有する。また、ジェットポンプは、駆動流体の流れを絞るノズル通路４４を有し、当該ノズル通路４４により絞られた駆動流体を吸入口８１に向けて噴射口５０から軸方向下流側に噴射するノズル部４０を有する。ノズル部４０は、噴射口５０を画定する開口縁部４８から径方向内側に突出する突出部材としての仕切板６０を有する。【選択図】図３

Description

本発明の実施形態は、沸騰水型原子炉において冷却材を炉心に向けて送るために、原子炉圧力容器内に設けられるジェットポンプに関する。

沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器内には、炉心に冷却材を強制的に循環させるための再循環系の設備として、炉心の下側に向けて冷却材を圧送するジェットポンプが設けられているものがある。原子炉圧力容器内には、通常、炉心を内側に囲い内部に冷却材の通路が形成される円筒状の構造部であるシュラウドが設けられており、当該シュラウドの径方向外側（水平方向外側）には、通常、冷却材を鉛直下側に流すための空間、いわゆるダウンカマーが形成されている。上述したジェットポンプは、ダウンカマーに配置されており、一般的に、周方向に所定の間隔をあけて複数配列されている。

このようなジェットポンプは、一般的に、原子炉圧力容器外に設けられた再循環系のポンプから駆動流体として冷却材の供給を受ける。ジェットポンプは、当該駆動流体を鉛直上側に上昇させるライザー管と、ライザー管から入口に流入した駆動流体の流れを、鉛直下側に流動方向を変えて出口から流出させる曲がり管（いわゆるエルボ）と、曲がり管から流入した駆動流体の流れを絞って噴射口から噴出するノズル部とを有している。加えて、ジェットポンプは、ノズルの噴射口から噴出された駆動流体の流れ、いわゆる噴流を、吸入口で受けると共に、当該噴流の周囲にある冷却材を被駆動流体として、当該吸入口から吸入して駆動流体と被駆動流体とを混合させるインレットミキサとを有している。このようなジェットポンプの効率の向上を目的として、ノズル及び噴射口を複数有するジェットポンプが提案されている。

特開２０１０−１６８９７５号公報

上述したジェットポンプにおいては、ノズル部の噴射口から噴射された駆動流体と被駆動流体が接する面積を増大させて、インレットミキサの吸入口から吸入される被駆動流体の流量を増大させたいという要望がある。

しかし、上述した特許文献１に記載のジェットポンプのように、ノズル部とその噴射口の数を単に増やして、複数のノズル部に、それぞれ設けられた噴射口から駆動流体を噴射して噴流を形成したのでは、噴流同士が混合されるまでの混合距離が長くなってしまい、ノズル部からインレットミキサにかけて駆動流体及び被駆動流体に生じる圧力損失が増大するという問題が生じる。

本発明の実施形態は、上記事情に鑑みてなされたものであって、ノズル部からインレットミキサにかけて駆動流体及び被駆動流体に生じる圧力損失をより低減可能なジェットポンプを提供することを目的とする。

上述の目的を達成するため、本発明の実施形態のジェットポンプは、沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器内に設けられて冷却材を炉心に向けて送るジェットポンプであって、駆動流体の噴流を吸入口で受けると共に当該噴流の周囲にある被駆動流体を当該吸入口から吸入して駆動流体と被駆動流体とを混合させるインレットミキサと、駆動流体の流れを絞るノズル通路を有し、当該ノズル通路により絞られた駆動流体を、噴射口から前記吸入口に向けて軸方向下流側に噴射するノズル部と、を備え、当該ノズル部は、前記噴射口を画定する開口縁部から径方向内側に突出する突出部材を有することを特徴とする。

本発明の実施形態によれば、ノズル部からインレットミキサにかけて駆動流体及び被駆動流体に生じる圧力損失を抑制することができる。

第１の実施形態のジェットポンプと、その周辺構成を示す斜視図である。 第1の実施形態のジェットポンプの全体構成を示す断面立面図である。 第１の実施形態のジェットポンプのうちノズル部周辺の拡大断面図である。 第１の実施形態のジェットポンプのうちノズル部の噴射口を、ノズル通路入口側から見た外観図である。 第２の実施形態のジェットポンプのうノズル部周辺の拡大断面図である。 第２の実施形態のジェットポンプのうちノズル部の噴射口を、インレットミキサ側から見た外観図である。 第３の実施形態のジェットポンプのうちノズル部周辺の拡大断面図である。 第４の実施形態のジェットポンプのうちノズル部の噴射口を、インレットミキサ側から見た外観図である。 第５の実施形態のジェットポンプのうちノズル部周辺の拡大断面図である。 第５の実施形態のジェットポンプのうちノズル部の噴射口を、ノズル通路入口側から見た外観図である。 第６の実施形態のジェットポンプのうちノズル部周辺の拡大断面図である。 第７の実施形態のジェットポンプのうちノズル部周辺の拡大断面図であり、図１３のXII−XII線による断面図である。 第７の実施形態のジェットポンプのうちノズル部の噴射口を、インレットミキサ側から見た外観図である。 第７の実施形態のノズル部の噴射口を画定する開口縁部の形状の例を説明する展開図である。

以下に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施形態により、本発明が限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。

〔第１の実施形態〕
（ジェットポンプの概略構成）
まず、第１の実施形態のジェットポンプの概略構成について、図１及び図２を用いて説明する。図１は、本実施形態のジェットポンプと、その周辺構成を示す斜視図である。図２は、本実施形態のジェットポンプの概略構成を示す断面立面図である。なお、図２において、理解を容易にするために、ノズル部の詳細な内部構造の表示を省略している。

なお、以下の説明において、鉛直方向のうち上側を「鉛直上側」と記して図に矢印Ｕで示し、鉛直方向のうち下側を「鉛直下側」と記して図に矢印Ｄで示す。また、水平方向を矢印Ｈで示す。

図１に示すように、本実施形態のジェットポンプ１０は、沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）に用いられるものであり、炉心及び炉内構造物を収容する原子炉圧力容器５内に設けられている。原子炉圧力容器５は、軸心が鉛直方向に延びる略円筒状をなしている部分（以下、胴部と記す）５ａを有している。原子炉圧力容器５の胴部５ａの径方向内側には、炉心（図示せず）を囲う炉心シュラウド７が設けられている。炉心シュラウド７は、胴部５ａの周方向に延びており、円筒状をなしている。原子炉圧力容器５の胴部５ａと炉心シュラウド７との間には、冷却材を鉛直下側に流すための空間、いわゆるダウンカマーが形成されている。本実施形態のジェットポンプ１０は、当該ダウンカマーに配置されており、炉心シュラウド７と胴部５ａとの間にある冷却材を、炉心の鉛直下側に送出する。

ジェットポンプ１０は、原子炉圧力容器５外に設けられた駆動ポンプ（図示せず）から冷却材の供給を受けて作動する。駆動ポンプは、図１に矢印Ｋで示す方向からジェットポンプ１０を作動させるための冷却材を圧送する。

なお、以下の説明において、ジェットポンプ１０を作動させるために、駆動ポンプ等、ジェットポンプ１０外から供給される流体を「駆動流体」と記す。ジェットポンプ１０は、後述するノズル部４０により駆動流体の噴流を形成し、当該噴流により生じる圧力（静圧）の低下によって、当該噴流の周囲にある駆動流体とは別の流体を吸入し、駆動流体と共に圧送する。駆動流体は、誘起流体（inducing fluid）とも称される。駆動流体により生じる圧力低下によってジェットポンプ１０に吸入される流体を、以下に「被駆動流体」と記す。本実施形態のジェットポンプ１０において、駆動流体及び被駆動流体は、いずれも、炉心を冷却するための冷却材（冷却水）である。

図１及び図２に示すように、ジェットポンプ１０は、駆動流体を鉛直上側に導く部分（以下、ライザー管部と記す）２０と、ライザー管部２０により導かれた駆動流体を２つの流れに分流する部分（以下、分流部と記す）２５とを有している。加えて、ジェットポンプ１０は、分流部２５により分流された流れの向きを鉛直下側に変える部分（以下、曲管部と記す）３０を２つ有している。ジェットポンプ１０には、各曲管部３０に対応して、曲管部３０から受けた流れを絞り、噴射する部分（以下、ノズル部と記す）４０が、２つ設けられている。なお、以下の説明においては、２つの曲管部３０のうち一方と、当該曲管部３０に対応する１つのノズル部４０について説明する。

図２に示すように、ライザー管部２０、分流部２５、曲管部３０、及びノズル部４０には、それぞれ、駆動流体が流れる通路が、内部に形成されている。以下の説明において、ライザー管部２０に形成されている通路を「ライザー管通路」と記して符号２２を付す。分流部２５に形成されている通路を「分流通路」と記して符号２７を付す。また、曲管部３０に形成されており且つ湾曲して延びている通路を「ベンド通路」と記して符号３３を付す。ノズル部４０に形成されており、下流側に向かうに従って横断面の面積が小さくなる通路を「ノズル通路」と記して符号４４を付す。

以上に説明した各通路は、ライザー管通路２２、分流通路２７、ベンド通路３３、ノズル通路４４の順に接続されている。駆動ポンプから圧送された駆動流体は、供給口２１からライザー管通路２２に流入する。ライザー管通路２２に流入した駆動流体は、当該ライザー管通路２２を鉛直上側に流れて、分流通路２７に流入する。分流通路２７に流入した駆動流体は、２つの流れに分流されて、それぞれ、ベンド通路３３の入口（以下、ベンド通路入口と記す）３１からベンド通路３３に流入する。ベンド通路入口３１から流入した駆動流体は、当該ベンド通路３３において流れの向きを鉛直下側に変えて、ノズル通路４４の入口（以下、ノズル通路入口と記す）４１からノズル通路４４に流入する。

ノズル通路４４は、ノズル通路入口４１から流入した駆動流体の流れを絞り、ノズル部４０に形成された開口である噴射口５０から駆動流体を噴射する。本実施形態の噴射口５０の詳細な構成については、後述する。

また、ジェットポンプ１０は、ノズル部４０から噴射された駆動流体を受け入れると共に、駆動流体により形成された圧力（静圧）の低下により、噴射口５０の周囲にある被駆動流体を、吸入口８１から吸入して、駆動流体と被駆動流体とを混合させる部分（以下、インレットミキサと記す）８０を有している。さらに、ジェットポンプ１０は、インレットミキサ８０からの駆動流体と被駆動流体が混合された流体を、減速させると共に圧力（静圧）を増大させて吐出口９６から吐出する部分（以下、ディフューザと記す）９０を有している。

インレットミキサ８０とディフューザ９０には、それぞれ、駆動流体及び被駆動流体が流れる通路が、内部に形成されている。インレットミキサ８０に形成されている通路を「インレットミキサ通路」と記して符号８５を付す。ディフューザ９０に形成されている通路を「ディフューザ通路」と記して符号９３を付す。ディフューザ通路９３は、下流側（鉛直下側）に向かうに従って、その横断面の径が大きくなるよう構成されている。

なお、本実施形態のインレットミキサ通路８５は、下流側（鉛直下側）に向かうに従って横断面の断面積すなわち径が小さくなるよう構成されている部分（以下、縮径通路と記す）８２ａと、ディフューザ通路９３を含めて最も横断面の径が小さい部分（以下、スロート通路と記す）８２ｃを有している。

本実施形態のインレットミキサ８０は、縮径通路８２ａを画定しており、上流側（鉛直上側）に吸入口８１が形成されている鐘状の管状の部材、いわゆるベルマウス８３と、当該ベルマウス８３の下流側（鉛直下側）に接続されており、スロート通路８２ｃを画定する部分（以下、単に「スロート」と記す）８４とを有している。

以上に説明した各通路は、縮径通路８２ａ、スロート通路８２ｃ、ディフューザ通路９３の順に接続されている。吸入口８１から流入した駆動流体及び被駆動流体は、縮径通路８２ａで絞られて、スロート通路８２ｃに流入し混合される。スロート通路８２ｃからディフューザ通路９３に流入した混合流体は、ディフューザ通路９３の横断面の径が拡大するに従って、減速されて圧力（静圧）が増大し、吐出口９６から吐出される。

（ノズル部のうち噴射口の周辺構成）
次に、本実施形態のジェットポンプのうちノズル部の構成について、図３及び図４を用いて説明する。図３は、本実施形態のジェットポンプのうちノズル部周辺の拡大断面図である。図４は、本実施形態のジェットポンプのうちノズル部の噴射口を、ノズル通路入口側から見た外観図である。

図３に示すように、本実施形態のノズル部４０は、ノズル通路入口４１から流入した駆動流体の流れを絞るノズル通路４４を有している。ノズル部４０は、ノズル通路４４により絞られた駆動流体を、噴射口５０からインレットミキサ８０の吸入口８１に向けて噴射する。

なお、インレットミキサ通路８５とノズル通路４４は、同軸に設けられており、図に一点鎖線Ａで示す中心軸線を軸心とする略円柱状をなしている。なお、当該中心軸線を、以下に「ノズル中心軸」と記して、図に一点鎖線Ａで示し、当該ノズル中心軸に沿う方向を「軸方向」と記す。また、ノズル中心軸の軸方向のうちノズル通路入口４１側を「上流側」と記し、上流側の反対側を「下流側」と記す。また、ノズル中心軸を中心とする径方向を、単に「径方向」と記し、ノズル中心軸を中心とする周方向を、単に「周方向」と記す。

すなわち、ノズル部４０は、ノズル通路４４を流れた駆動流体を噴射口５０からノズル中心軸の軸方向下流側に噴射する。ノズル通路４４を囲う壁体４６は、略円筒状をなしており、本実施形態においては、噴射口５０に向かうに従って外径及び内径が小さくなる部分（以下、先細部と記す）４６ａを有している。

ノズル部４０は、壁体４６のうち噴射口５０を画定する部分（以下、開口縁部と記す）４８からノズル中心軸の径方向内側に突出している部材（以下、突出部材と記す）を有している。本実施形態のノズル部４０は、突出部材として、板状をなしており、噴射口５０より軸方向上流側のノズル通路４４の軸方向下流側を、複数の通路に仕切る部材（以下、仕切板と記す）６０を有している。本実施形態の仕切板６０は、ノズル中心軸の軸方向及び径方向に広がっている。

仕切板（突出部材）６０は、図４に示すように、ノズル中心軸の周方向に等間隔をあけて４つ配列されている。仕切板６０は、上述したノズル通路４４（図３参照）のうち軸方向下流側の端部を、４つの通路４４ａ，４４ｃ，４４ｅ，４４ｇに仕切る。

加えて、ノズル部４０は、ノズル中心軸の軸方向を噴射口５０に向かうに従って当該軸方向に直交する断面の面積が大きくなるよう構成された部材（以下、絞り用部材と記す）を有している。本実施形態のノズル部４０は、絞り用部材として、頂点７１が噴射口５０より軸方向上流側に配置されており、且つ頂点７１から側面７３が下流側に延びている錐体（以下、出口錐体と記す）７０を有している。出口錐体７０の側面７３は、ノズル通路４４内の駆動流体の流れを絞る機能を有している。なお、本実施形態の出口錐体７０は、図３及び図４に示すように、円錐状をなしている。

出口錐体７０は、ノズル中心軸の軸方向において、底面７５が噴射口５０と同じ位置に位置するよう構成されている。噴射口５０は、開口縁部４８と出口錐体７０の底面７５との間に形成されている。また、出口錐体７０は、突出部材である４つの仕切板６０と結合されている。噴射口５０は、当該仕切板６０により、４つの開口５０ａ，５０ｃ，５０ｅ，５０ｇに仕切られている。これら開口５０ａ，５０ｃ，５０ｅ，５０ｇは、ノズル中心軸の周方向に配列されている。

以上のように構成されたノズル部４０は、ノズル通路入口４１からノズル通路４４に流入した駆動流体を、４つの通路４４ａ，４４ｃ，４４ｅ，４４ｇに分流する。ノズル部４０は、これら通路４４ａ，４４ｃ，４４ｅ，４４ｇを流れた駆動流体を、それぞれ対応する開口５０ａ，５０ｃ，５０ｅ，５０ｇから噴射する。このようにして、ノズル部４０は、４つの駆動流体の噴流を形成する。なお、仕切板６０の下流側であって隣り合う噴流同士の間には、乱流が形成される。

これら噴流により生じる圧力低下によって、当該噴流の周囲にある被駆動流体は、インレットミキサ８０の吸入口８１から吸入されて、駆動流体と共に下流側に圧送される。複数の噴流を形成することにより、駆動流体と被駆動流体が接する面積を増大させて、インレットミキサ８０に吸入される被駆動流体の流量を増大させることできる。また、隣り合う噴流同士が、互いに衝突することにより、混合距離を従来に比べて短くすることができ、ノズル部４０からインレットミキサ８０にかけて駆動流体及び被駆動流体に生じる圧力損失を抑制することができる。

また、本実施形態において、出口錐体７０は、噴射口５０より上流側に頂点７１を有する円錐状をなしており、その側面７３によりノズル通路４４内の駆動流体の流れを絞るものとしたが、本発明に係る絞り用部材は、この態様に限定されるものではない。絞り用部材は、軸方向を噴射口５０に向かうに従って当該軸方向に直交する断面の面積が大きくなるよう構成されていれば良い。絞り用部材には、上述した出口錐体７０に限らず様々な形状のものを用いることができる。

〔第２の実施形態〕
第２の実施形態のジェットポンプのうちノズル部の構成について、図５及び図６を用いて説明する。図５は、本実施形態のジェットポンプのうちノズル部周辺の拡大断面図である。図６は、本実施形態のジェットポンプのうちノズル部の噴射口を、インレットミキサ側から見た外観図である。なお、第１の実施形態と略共通の構成については、同一の又は対応する符号を付して説明を省略する。

図５に示すように、本実施形態のノズル部４０は、絞り用部材としての出口錐体７０に加えて、軸方向を噴射口５０から下流側に向かうに従って当該軸方向に直交する断面の面積が小さくなるよう構成された部材（以下、下流側部材と記す）を有している。ノズル部４０は、下流側部材として、頂点７７が噴射口５０より軸方向下流側に配置されており、且つ頂点７７から側面７８が下流側に延びている錐体（以下、逆出口錐体と記す）７６を有している。

本実施形態の逆出口錐体７６は、出口錐体７０と底面を共有しており、出口錐体７０の底面７５（図３参照）から軸方向下流側に延設されている。逆出口錐体７６の側面７８は、噴射口５０から噴射された駆動流体の流れが、出口錐体７０の下流側において剥離することを抑制する機能を有している。なお、本実施形態の逆出口錐体７６は、図５及び図６に示すように、円錐状をなしている。

本実施形態によれば、噴射口５０の下流側において駆動流体の流れの剥離を抑制することにより、ノズル部４０からインレットミキサ８０にかけて駆動流体に生じる圧力損失を低減することができる。

なお、本実施形態において、絞り用部材より軸方向下流側に延設される下流側部材は、逆出口錐体７６であるものとしたが、本発明に係る下流側部材は、この態様に限定されるものではない。下流側部材は、軸方向を前記噴射口から下流側に向かうに従って当該軸方向に直交する断面の面積が小さくなるよう構成されていれば良い。下流側部材には、錐体に限らず様々な形状のものを用いることができる。

〔第３の実施形態〕
第３の実施形態のジェットポンプのうちノズル部の構成について、図７を用いて説明する。図７は、本実施形態のジェットポンプのうちノズル部周辺の拡大断面図である。なお、第１の実施形態と略共通の構成については、同一の又は対応する符号を付して説明を省略する。

図７に示すように、ノズル通路４４を囲う壁体４６のうち先細部４６ａには、貫通孔４９が形成されている。本実施形態において、貫通孔４９は、径方向内側に向かうに従って軸方向下流側に位置するよう延びている。貫通孔４９は、周方向に複数配列されている。

貫通孔４９は、壁体４６の径方向外側にある空間とノズル通路４４とを連通させている。ノズル通路４４に駆動流体が流れて静圧が低下すると、当該壁体４６の径方向外側にある被駆動流体のうち一部（以下、副被駆動流体と記す）は、当該貫通孔４９からノズル通路４４に吸入される。副被駆動流体は、駆動流体と共に噴射口５０から噴射されて、吸入口８１からインレットミキサ８０に流入する。本実施形態によれば、インレットミキサ８０に流入する被駆動流体の流量をより増大させることができる。

〔第４の実施形態〕
第４の実施形態のジェットポンプのうちノズル部の構成について、図８を用いて説明する。図８は、本実施形態のジェットポンプのうちノズル部の噴射口を、インレットミキサ側から見た外観図である。なお、第１の実施形態と略共通の構成については、同一の又は対応する符号を付して説明を省略する。

図８に示すように、本実施形態の複数の仕切板６０Ｄは、噴射口５０から噴射される駆動流体に、ノズル中心軸を中心に旋回する旋回流（スワール流）を形成するよう構成されている。本実施形態において、複数の仕切板６０Ｄは、ノズル中心軸を中心とする回転対称（４回対称）形状となるよう、当該ノズル中心軸の周方向に４つ配列されている。すなわち、各仕切板６０Ｄは、同一の形状をなしており、ノズル中心軸に対する周方向の位置のみが異なっている。

各仕切板６０Ｄは、それぞれ、ノズル中心軸の軸方向に対して所定の向きに傾斜している面（以下、傾斜面と記す）６３を有している。各仕切板６０Ｄの傾斜面６３は、駆動流体の流れに周方向成分（旋回成分）が生じるよう、ノズル通路を流れる駆動流体の軸方向の流れを、それぞれ偏向させる。

これにより、複数の仕切板６０Ｄは、噴射口５０（開口５０ａ，５０ｃ，５０ｅ，５０ｇ）から吸入口８１に向けて噴射される駆動流体の流れに、ノズル中心軸を中心とする旋回流を形成する。噴射口５０からの噴射される駆動流体に旋回流を形成することにより、駆動流体により巻き込まれる被駆動流体の流量を増大させることができる。

〔第５の実施形態〕
第５の実施形態のジェットポンプのうちノズル部の構成について、図９及び図１０を用いて説明する。図９は、本実施形態のジェットポンプのうちノズル部周辺の拡大断面図である。図１０は、本実施形態のジェットポンプのうちノズル部の噴射口を、ノズル通路入口側から見た外観図である。なお、第１の実施形態と略共通の構成については、同一の又は対応する符号を付して説明を省略する。

図９及び図１０に示すように、本実施形態の出口錐体（絞り用部材）７０Ｅのうち、ノズル通路を画定する壁体４６と径方向に対向する面すなわち側面７３には、ノズル中心軸を中心として螺旋状に延びている溝（以下、螺旋状溝と記す）７４が形成されている。螺旋状溝７４は、出口錐体７０Ｅの側面７３に沿って、頂点７１から軸方向下流側すなわち噴射口５０に向けて延びている。より詳細には、螺旋状溝７４は、頂点７１から軸方向下流側に向かうに従って、径方向外側に位置するように延びている。

このように構成された螺旋状溝７４は、出口錐体７０Ｅの側面７３に沿って流れる駆動流体に、ノズル中心軸を中心とする旋回流を形成する。噴射口５０から噴射される駆動流体に旋回流を形成することにより、第４の実施形態と同様に、吸入口８１から吸入される被駆動流体の流量を増大させることができる。

〔第６の実施形態〕
第６の実施形態のジェットポンプのうちノズル部の構成について、図１１を用いて説明する。図１１は、本実施形態のジェットポンプのうちノズル部周辺の拡大断面図である。なお、第１の実施形態と略共通の構成については、同一の又は対応する符号を付して説明を省略する。

図１１に示すように、本実施形態の出口錐体（絞り用部材）７０Ｇは、略円錐状をなしている。出口錐体７０Ｇは、うちノズル通路４４を画定する壁体４６と径方向に対向する側面７９を有している。当該側面７９のうち上流側端部７９ａは、当該上流側端面に隣接する下流側の部分７９ｃに比べてノズル中心軸に対する傾斜角度が小さくなるように構成されている。

ノズル通路４４を軸方向下流側に流れる駆動流体は、出口錐体７０Ｇの径方向外側において、流速が増大し圧力（静圧）が低下する。出口錐体７０Ｇの側面７９のうち上流側端部７９ａの径方向外側においては、駆動流体の流れの方向が、急激に変化することがなく、圧力低下及び流速の増大が比較的緩やかなものとなる。一方、上流側端部７９ａに隣接する下流側の部分７９ｃの径方向外側においては、圧力低下及び流速の増大が急激なものとなる。流速が増大した駆動流体は、仕切板６０により分流されて、噴射口５０を構成する開口５０ａ，５０ｃ，５０ｅ，５０ｇからそれぞれ噴射される。

本実施形態によっても、隣り合う駆動流体の噴流同士が、互いに衝突することにより、混合距離を従来に比べて短くすることができ、ノズル部４０からインレットミキサ８０にかけて駆動流体及び被駆動流体に生じる圧力損失を低減することができる。駆動流体と被駆動流体が接する面積を増大させて、吸入する被駆動流体の流量を増大させることが可能となる。

〔第７の実施形態〕
第７の実施形態のジェットポンプのうちノズル部の構成について、図１２〜図１４を用いて説明する。図１２は、本実施形態のジェットポンプのうちノズル部周辺の拡大断面図であり、図１３のXII−XII線による断面図である。図１３は、本実施形態のジェットポンプのうちノズル部の噴射口を、インレットミキサ側から見た外観図である。図１４は、本実施形態のノズル部の噴射口を画定する開口縁部の形状の例を説明する展開図である。なお、第１の実施形態と略共通の構成については、同一の又は対応する符号を付して説明を省略する。

図１２及び図１３に示すように、噴射口５０を画定する開口縁部４８Ｈは、噴射口５０を構成する開口５０ａ，５０ｃ，５０ｅ，５０ｇを、それぞれ画定する縁部４８ａ，４８ｃ，４８ｅ，４８ｇを含んでいる。これら縁部４８ａ，４８ｃ，４８ｅ，４８ｇは、ノズル中心軸の周方向に配列されている。なお、開口縁部４８Ｈのうち所定の位置を図１２及び図１４に二点鎖線Ｃで示し、図１３に点Ｃで示している。

周方向に隣り合う縁部同士は、ノズル中心軸の軸方向の位置が異なるように構成されている。図１４に示すように、本実施形態において、縁部４８ａ，４８ｃ，４８ｅ，４８ｇは、それぞれ水平方向（図に矢印Ｈで示す）に延びている。縁部４８ａと縁部４８ｅは、縁部４８ｃと縁部４８ｇに比べて軸方向下流側に位置するように構成されている。図１２に示すように、周方向に隣り合う縁部４８ａと縁部４８ｃは、軸方向の位置が異なっている。同様に、周方向に隣り合う縁部同士、例えば、縁部４８ｃと縁部４８ｅ、縁部４８ｅと縁部４８ｇ、縁部４８ｇと縁部４８ａは、それぞれ、軸方向の位置が異なっている。

本実施形態によれば、噴射口５０を構成する開口５０ａ，５０ｃ，５０ｅ，５０ｇのうち周方向に隣り合う開口同士で噴射される駆動流体の噴流の流速を異なるものにすることができる。隣り合う駆動流体の噴流同士が、互いに衝突することにより、混合距離を従来に比べて短くすることができ、ノズル部４０からインレットミキサ８０にかけて駆動流体及び被駆動流体に生じる圧力損失を低減することができる。

なお、本実施形態においては、縁部４８ａ，４８ｃ，４８ｅ，４８ｇは、それぞれ周方向を水平方向（図に矢印Ｈで示す）に延びているものとしたが、本発明に係る開口縁部は、この態様に限定されるものではない。開口縁部は、周方向に隣り合う縁部同士で軸方向の位置が異なるように構成されていれば良い。本発明に係る開口縁部は、例えば、図１４に二点鎖線Ｅで示すように、水平方向に対して所定の角度を付けて周方向に延びているものとしても良い。

〔他の実施形態〕
以上に説明した実施形態の他に、突出部材や絞り用部材等のノズル部の構成には、種々の変更が可能である。

上述した各実施形態において、突出部材は、噴射口５０を画定する開口縁部４８から径方向内側に突出しており、且つ板状をなしている仕切板６０，６０Ｄであるものとしたが、本発明に係る突出部材は、上述した態様に限定されるものではない。突出部材は、噴射される駆動流体に乱流が形成されるよう、噴射口を画定する開口縁部から径方向内側に突出していれば良い。突出部材には、板状の他、棒状等の様々な形状のものを用いることができる。

また、上述した各実施形態において、絞り用部材は、頂点７１が噴射口５０より軸方向上流側に配置されており、且つ頂点７１から側面７３が下流側に延びている出口錐体７０であるものとしたが、本発明に係る絞り用部材は、上述した態様に限定されるものではない。絞り用部材は、軸方向下流側に向かうに従って当該軸方向に直交する断面の面積が大きくなるよう構成されていれば良い。絞り用部材には、錐体に限らず、様々な形状のものを用いることができる。

また、上述した各実施形態において、ノズル部は、突出部材と、絞り用部材を有するものしたが、本発明に係るノズル部は、上述した態様に限定されるものではない。ノズル部は、突出部材を有していれば良く、絞り用部材を有しないものとしても良い。本発明に係るノズル部は、例えば、開口縁部から径方向内側に突出する突出部材が、噴射口の中央において十字状に交差するよう構成されているものとしても良い。

本発明のいくつかの実施形態について説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態はその他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

５ 原子炉圧力容器、５ａ 胴部、７ 炉心シュラウド、１０ ジェットポンプ、２０ ライザー管部、２１ 供給口、２２ ライザー管通路、２５ 分流部、２７ 分流通路、３０ 曲管部、３１ ベンド通路入口、３３ ベンド通路、４０ ノズル部、４１ ノズル通路入口、４４ ノズル通路、４４ａ，４４ｃ，４４ｅ，４４ｇ 通路（ノズル通路）、４６ 壁体、４６ａ 先細部、４８，４８Ｈ 開口縁部、４８ａ，４８ｃ，４８ｅ，４８ｇ 縁部（開口縁部）、４９ 貫通孔、５０ 噴射口、５０ａ，５０ｃ，５０ｅ，５０ｇ 開口（噴射口）、６０，６０Ｄ 仕切板（突出部材）、６３ 傾斜面、７０，７０Ｅ，７０Ｇ 出口錐体（絞り用部材）、７１ 頂点、７３ 側面、７４ 螺旋状溝、７５ 底面、７６ 逆出口錐体（下流側部材）、７７ 頂点、７８ 側面、７９ 側面、７９ａ 上流側端部、７９ｃ 部分、８０ インレットミキサ、８１ 吸入口、８２ａ 縮径通路、８２ｃ スロート通路、８３ ベルマウス、８４ スロート、８５ インレットミキサ通路、９０ ディフューザ、９３ ディフューザ通路、９６ 吐出口

Claims (10)

1. 沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器内に設けられて冷却材を炉心に向けて送るジェットポンプであって、
   駆動流体の噴流を吸入口で受けると共に当該噴流の周囲にある被駆動流体を当該吸入口から吸入して駆動流体と被駆動流体とを混合させるインレットミキサと、
   駆動流体の流れを絞るノズル通路を有し、当該ノズル通路により絞られた駆動流体を、噴射口から前記吸入口に向けて軸方向下流側に噴射するノズル部と、
   を備え、
   当該ノズル部は、前記噴射口を画定する開口縁部から径方向内側に突出する突出部材を有する
   ことを特徴とするジェットポンプ。
2. 前記突出部材は、周方向に複数配列されており、且つ前記噴射口を複数の開口に仕切る
   ことを特徴とする請求項１に記載のジェットポンプ。
3. 前記突出部材は、板状をなしており、前記ノズル通路の軸方向下流側を複数の通路に仕切る仕切板である
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のジェットポンプ。
4. 複数の前記仕切板は、ノズル中心軸を中心とする回転対称となるよう周方向に複数配列されており、
   各仕切板は、ノズル中心軸の軸方向に対して傾斜する傾斜面を有し、
   当該傾斜面は、当該駆動流体の流れに周方向成分が生じるよう、ノズル通路を流れる駆動流体の流動方向を偏向させる
   ことを特徴とする請求項２に記載のジェットポンプ。
5. 前記ノズル部は、
   軸方向下流側に向かうに従って当該軸方向に直交する断面の面積が大きくなるよう構成された絞り用部材を、
   さらに備えることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載のジェットポンプ。
6. 前記絞り用部材から軸方向下流側に延設されており、軸方向を前記噴射口から下流側に向かうに従って当該軸方向に直交する断面の面積が小さくなるよう構成された下流側部材を、
   さらに有することを特徴とする請求項５に記載のジェットポンプ。
7. 前記絞り用部材のうち、前記ノズル通路を画定する壁体と径方向に対向する側面には、ノズル中心軸を中心に螺旋状に延びている螺旋状溝が形成されている
   ことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載のジェットポンプ。
8. 前記絞り用部材のうち、ノズル通路を画定する壁体と径方向に対向する側面の上流側端部は、当該上流側端部に隣接する下流側の部分に比べて、ノズル中心軸に対する傾斜角度が小さくなるように構成されている
   ことを特徴とする請求項５ないし請求項７のいずれか一項に記載のジェットポンプ。
9. 前記ノズル部は、前記ノズル通路を画定する壁体を貫通して設けられており、外部にある被駆動流体を当該ノズル通路に吸入可能な貫通孔が形成されている
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか一項に記載のジェットポンプ。
10. 前記開口縁部は、前記突出部材により仕切られた複数の開口をそれぞれ画定する縁部を含み、
    周方向に隣り合う縁部同士は、軸方向の位置が異なるように構成されている
    ことを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか一項に記載のジェットポンプ。

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