JP2953729B2 - Steam injector system - Google Patents

Steam injector system

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JP2953729B2
JP2953729B2 JP2025261A JP2526190A JP2953729B2 JP 2953729 B2 JP2953729 B2 JP 2953729B2 JP 2025261 A JP2025261 A JP 2025261A JP 2526190 A JP2526190 A JP 2526190A JP 2953729 B2 JP2953729 B2 JP 2953729B2
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直 奈良林
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【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、ボイラ給水などに用いる高圧水噴出用の蒸
気インジェクタを多段接続して、特に軽水炉などの非常
時炉心冷却系の注水装置に好適な蒸気インジェクタシス
テムに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial application field) The present invention is particularly suitable for a water injection device for an emergency core cooling system such as a light water reactor by connecting a multistage steam injector for jetting high pressure water used for boiler water supply or the like. Steam injector system.

(従来の技術) 蒸気インジェクタは蒸気機関車その他のボイラ給水用
として使用されており、従来では例えば第8図に示す構
成のものが知られている。
(Prior Art) A steam injector is used for supplying water to a steam locomotive or other boilers, and a steam injector having a configuration shown in FIG. 8 is conventionally known.

すなわち、蒸気取入口1を有するケーシング2にニー
ドル弁3付きの蒸気噴出ノズル4を設け、この蒸気噴出
ノズル4に水吸込口5を隣接している。この蒸気噴出ノ
ズル4の下流側に蒸気・水混合ノズル6および昇圧用デ
フューザ7を配設し、逆止弁8を介して吐出口9に連通
している。蒸気・水混合ノズル6のスロート部10にはオ
ーバーフロー排水管11に連通するオーバーフロー排水孔
12が開口している。そして、例えばニードル弁3をハン
ドル13により蒸気噴出ノズル4から引抜き、蒸気取入口
1から供給された蒸気が蒸気噴出ノズル4から噴出する
と、水吸込口5から吸い込まれる低温水(70℃以下)に
より蒸気が凝縮されながら蒸気・水混合ノズル6へ流入
し、スロート部10で高速水流となる。すなわち、蒸気の
もつエンタピルηgが飽和水のエンタピルη1よりも蒸
発潜熱分だけ高いことから、この蒸発潜熱が運動エネル
ギに変換され、高速水流を形成する。この高速水流が昇
圧用デフューザ7内を流通する際には、流体力学の法則
により、次式で示す圧力Δpだけ昇圧する。
That is, a steam ejection nozzle 4 with a needle valve 3 is provided in a casing 2 having a steam intake port 1, and a water suction port 5 is adjacent to the steam ejection nozzle 4. A steam / water mixing nozzle 6 and a pressurizing diffuser 7 are arranged downstream of the steam jet nozzle 4 and communicate with a discharge port 9 via a check valve 8. An overflow drain hole communicating with an overflow drain pipe 11 is provided in the throat portion 10 of the steam / water mixing nozzle 6.
12 are open. For example, when the needle valve 3 is pulled out from the steam ejection nozzle 4 by the handle 13 and the steam supplied from the steam inlet 1 is ejected from the steam ejection nozzle 4, the low-temperature water (70 ° C. or lower) sucked from the water suction port 5 causes The steam flows into the steam / water mixing nozzle 6 while being condensed, and forms a high-speed water flow in the throat section 10. That is, since the entapil ηg of the steam is higher than the entapil η1 of the saturated water by the latent heat of vaporization, the latent heat of vaporization is converted into kinetic energy to form a high-speed water flow. When this high-speed water stream flows through the inside of the pressure increasing diffuser 7, the pressure is increased by the pressure Δp represented by the following equation according to the law of fluid dynamics.

Δp=1/2・ρW・Ut2 ……(1) (ρW:水の密度、Ut:スロートを通過する高速水流の
流速) これにより、蒸気インジェクタでは蒸気の供給圧力よ
りも高い吐出圧力を得ることができる昇圧用デフューザ
7の出口側の圧力が充分高くなると、逆止弁8が自動的
に開いて吐出口9から加圧水が噴出する。しかしなが
ら、上述した従来構成の蒸気インジェクタによると、高
々7kg/cm2Gの吐出圧しか得ることが出来ない。これは蒸
気機関車のボイラに用いられる程度の低圧である。この
ような限界点が生じる原因は蒸気噴出ノズル4の断面形
状が先端に向かって次第に小径となるのみであるためと
考えられる。すなわち、このようなノズル形状では流体
力学的に明かにされているように、蒸気・水混合ノズル
内での凝縮速度が低くなるため充分な蒸気噴出速度が得
られないことによる。ところで、例えば沸騰水型原子炉
圧力容器内の非常時における炉内圧力は、70kg/cm2Gと
して設定されている。このような高圧下で冷却水を噴出
する非常時炉心冷却系の注水装置として従来の蒸気イン
ジェクタを適用することは困難である。そこで、原子炉
非常時冷却系用蒸気インジェクタとして吐出圧を高める
研究が種々実施されており、その一構成例を第9図に示
している。
Δp = 1/2 · ρW · U t2 ...... (1) by (ρW:: density of water, U t fast flow speed of the water flow passing through the throat) which, the higher discharge pressure than the supply pressure of the steam in the steam injector When the pressure on the outlet side of the pressure increasing diffuser 7 that can be obtained becomes sufficiently high, the check valve 8 is automatically opened, and pressurized water is ejected from the discharge port 9. However, according to the steam injector having the conventional configuration described above, only a discharge pressure of at most 7 kg / cm 2 G can be obtained. This is low enough to be used in steam locomotive boilers. The reason why such a limit point occurs is considered to be that the cross-sectional shape of the steam ejection nozzle 4 only gradually decreases in diameter toward the tip. That is, as is apparent from the hydrodynamics, with such a nozzle shape, a sufficient steam ejection speed cannot be obtained because the condensation speed in the steam / water mixing nozzle is low. By the way, for example, the pressure in a boiling water reactor pressure vessel in an emergency is set at 70 kg / cm 2 G. It is difficult to apply a conventional steam injector as a water injection device for an emergency core cooling system that jets cooling water under such high pressure. Therefore, various studies have been conducted on increasing the discharge pressure as a steam injector for a reactor emergency cooling system, and an example of the configuration is shown in FIG.

この蒸気インジェクタの概略的は前述したものと略同
様の構成を有するが、蒸気噴出ノズル4が次第に拡径す
るデフューザ形状とされており、蒸気流の超音速が得ら
れるようになっている。
The steam injector has a configuration substantially the same as that described above, except that the steam jet nozzle 4 has a diffuser shape whose diameter gradually increases, so that a supersonic speed of the steam flow can be obtained.

また、蒸気・水混合ノズル6の次に主ノズル14を設け
て、オーバーフロー排水口12をスロート部10の上流側に
形成されている。
A main nozzle 14 is provided next to the steam / water mixing nozzle 6, and an overflow drain 12 is formed on the upstream side of the throat portion 10.

(発明が解決しようとする課題) このように構成されたインジェクタによると、第8図
に示す蒸気インジェクタの約6倍の吐出圧(約40kg/cm2
G)を得ることが可能とされている。ところが、第9図
のスチームインジェクタにおいては、蒸気・水混合ノズ
ル6の入口部からスロート部10に至る流路断面形状を円
錐状に形成するとともに、オーバーフロー排水孔12を主
ノズル14の入口部またスロート部10の周方向全体に亘っ
て形成しているため、流れの剥離による圧力損失が比較
的大きく吐出圧が比較的大きく吐出圧充分に高くならな
い。したがって、従来のインジェクタで70kg/cm2Gの吐
出圧を得ることは困難である。また、非常時における炉
心冷却系からの注水によって原子炉圧力容器の圧力は暫
時低下して、最終的には大気圧となるが、このような変
化に対応して吐出蒸気圧を調整できる蒸気インジェクタ
は従来の1段式のシステムでは実現できない課題があっ
た。
(Problems to be Solved by the Invention) According to the injector configured as described above, the discharge pressure (about 40 kg / cm 2) is about six times that of the steam injector shown in FIG.
G) can be obtained. However, in the steam injector of FIG. 9, the cross section of the flow path from the inlet of the steam / water mixing nozzle 6 to the throat section 10 is formed in a conical shape, and the overflow drain hole 12 is formed at the inlet of the main nozzle 14 Since it is formed over the entire circumferential direction of the throat portion 10, the pressure loss due to the separation of the flow is relatively large, the discharge pressure is relatively large, and the discharge pressure does not become sufficiently high. Therefore, it is difficult to obtain a discharge pressure of 70 kg / cm 2 G with a conventional injector. In addition, the pressure in the reactor pressure vessel temporarily drops due to water injection from the core cooling system in an emergency, and eventually reaches the atmospheric pressure, but a steam injector that can adjust the discharge steam pressure in response to such changes Has a problem that cannot be realized by the conventional one-stage system.

従来の蒸気インジェクタにおいては吐出圧力が比較的
低く制限され、作動蒸気圧力も制限されていたため、原
子炉の非常時炉心冷却系等には適用困難な課題があっ
た。
In the conventional steam injector, the discharge pressure is relatively low and the working steam pressure is also limited, so that there is a problem that is difficult to apply to an emergency core cooling system or the like of a nuclear reactor.

本発明は上記課題を解決するためになされたもので、
原子炉の非常時炉心冷却系の注水装置として適用できる
充分高い圧力の吐出水を噴出できかつ作動範囲の広い蒸
気インジェクタシステムを提供することにある。
The present invention has been made to solve the above problems,
It is an object of the present invention to provide a steam injector system capable of jetting discharge water having a sufficiently high pressure applicable as a water injection device for an emergency core cooling system of a nuclear reactor and having a wide operating range.

〔発明の構成〕[Configuration of the invention]

(課題を解決するための手段) 本発明は第1段の蒸気インジェクタに第2段の蒸気イ
ンジェクタを連設して構成される蒸気インジェクタシス
テムにおいて、前記第1段の蒸気インジェクタおよび前
記第2段の蒸気インジェクタは水供給口と連絡する水ノ
ズルと、蒸気排出口に連絡し前記水ノズルの周囲から導
入される蒸気を水と混合する蒸気・水混合ノズルとを具
備し、前記第1段の蒸気インジェクタの吐出口に前記第
2段の蒸気インジェクタの水供給口を接続し、前記第1
段の蒸気インジェクタの水供給口を水容器に接続し、前
記第1段の蒸気インジェクタおよび第2段の蒸気インジ
ェクタの蒸気供給口にそれぞれ蒸気供給弁を接続し、こ
の蒸気供給弁を蒸気源に接続してなることを特徴とす
る。
(Means for Solving the Problems) The present invention relates to a steam injector system in which a second-stage steam injector is connected to a first-stage steam injector, wherein the first-stage steam injector and the second-stage steam injector are provided. The steam injector comprises a water nozzle communicating with a water supply port, and a steam / water mixing nozzle communicating with a steam discharge port and mixing steam introduced from around the water nozzle with water. The water supply port of the second stage steam injector is connected to the discharge port of the steam injector,
A water supply port of the stage steam injector is connected to a water container, and a steam supply valve is connected to each of the first stage steam injector and the second stage steam injector, and the steam supply valve is connected to a steam source. It is characterized by being connected.

(作用) 第1段の蒸気インジェクタの吐出側を第2段の蒸気イ
ンジェクタの水供給口に接続し、第2段からオーバーフ
ロー排水部に安全弁を取り付ける。
(Operation) The discharge side of the first-stage steam injector is connected to the water supply port of the second-stage steam injector, and a safety valve is attached to the overflow drain from the second stage.

また、複数個の蒸気インジェクタを一体にし小型化
し、内部ノズルの位置を外部動力で駆動する。
In addition, a plurality of steam injectors are integrated and downsized, and the position of the internal nozzle is driven by external power.

本発明においては、従来のインジェクタの考え方で、
単に大気圧相当の水を7Mpaの蒸気で作動させることは困
難なので第1段の蒸気インジェクタで大気圧相当の水を
昇圧し、第2段の蒸気インジェクタに供給することによ
って大気圧から7Mpaまでの広範囲の蒸気を供給し作動で
き、容易に7Mpaを越える高い吐出圧を得ることができ
る。
In the present invention, based on the concept of a conventional injector,
Since it is difficult to simply operate water equivalent to atmospheric pressure with 7 Mpa steam, the pressure of water equivalent to atmospheric pressure is increased by the first-stage steam injector and supplied to the second-stage steam injector to reduce the pressure from atmospheric pressure to 7 MPa. A wide range of steam can be supplied and operated, and a high discharge pressure exceeding 7 MPa can be easily obtained.

また、内部ノズルの位置を外部動力にて駆動すること
により蒸気インジェクタ作動時の最適なノズル位置を確
保することができる。
Further, by driving the position of the internal nozzle with external power, it is possible to secure an optimum nozzle position when the steam injector is operated.

(実施例) 本発明の一実施例を第1図および第2図を参照しなが
ら説明する。
(Embodiment) An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1 and FIG.

多段式蒸気インジェクタシステムの構成例として、蒸
気インジェクタを2台直列接続した例で説明する。すな
わち、水容器100から水供給弁101を介し第1段の蒸気イ
ンジェクタ102の水供給口103に接続し、第1段の吐出口
104から第2段の水供給口105に導く、第2段の蒸気イン
ジェクタ106の下方に第2段の吐出口107が設けられてい
る。蒸気源、たとえばボイラ108から第1段の蒸気供給
口109には減圧弁110と第1段の蒸気供給弁111を接続
し、第2段の蒸気供給口112にはボイラ108から第2段の
蒸気供給弁113を接続する。また、第1段のオーバーフ
ロー排水口114には逆止弁115を設け、第2段をオーバー
フロー排水口116には安全弁117を設けている。
As a configuration example of the multistage steam injector system, an example in which two steam injectors are connected in series will be described. That is, the water supply valve 101 is connected to the water supply port 103 of the first-stage steam injector 102 via the water supply valve 101, and the first-stage discharge port
A second-stage discharge port 107 is provided below the second-stage steam injector 106 that leads from the 104 to the second-stage water supply port 105. A pressure reducing valve 110 and a first-stage steam supply valve 111 are connected from a steam source, for example, a boiler 108 to a first-stage steam supply port 109, and a second-stage steam supply port 112 is connected to the second-stage steam supply port 112 from the boiler 108. The steam supply valve 113 is connected. Further, a check valve 115 is provided at the overflow drain port 114 of the first stage, and a safety valve 117 is provided at the overflow drain port 116 of the second stage.

次に、本実施例の作用について説明する。水容器100
から水を第1段の水供給口103を介して第1段の蒸気イ
ンジェクタ102に供給する。続いて、ボイラ108から減圧
弁110を介して第1段の蒸気インジェクタ102に蒸気を供
給する。第1段の蒸気インジェクタ102が作動すると、
第1段の吐出口104から第2段の水供給口105を介し第2
段の蒸気インジェクタ106に水が供給される。続いて、
ボイラ108から蒸気を供給し第2段の蒸気インジェクタ1
06が作動すると第2段の吐出口107から高圧水を放出す
る。
Next, the operation of the present embodiment will be described. Water container 100
Supplies water to the first-stage steam injector 102 through the first-stage water supply port 103. Subsequently, steam is supplied from the boiler 108 to the first-stage steam injector 102 via the pressure reducing valve 110. When the first stage steam injector 102 operates,
From the first-stage discharge port 104 through the second-stage water supply port 105, the second
Water is supplied to the stage steam injectors 106. continue,
The steam is supplied from the boiler 108 and the second stage steam injector 1
When 06 operates, high-pressure water is discharged from the second-stage discharge port 107.

第2図は上記構成の蒸気インジェクタシステムにおけ
る各段の給水圧力,蒸気供給圧力および吐出圧力を時間
との関係で示している。
FIG. 2 shows the water supply pressure, the steam supply pressure, and the discharge pressure of each stage in the steam injector system having the above configuration in relation to time.

時間の経過とともに第1段より第2段の方が圧力が高
くなる。
As time passes, the pressure of the second stage becomes higher than that of the first stage.

第3図および第4図は前記実施例に係わる多段式スチ
ームインジェクタシステムを、特に安全重視の次世代型
原子炉の非常時冷却系に適用した例を示すもので、以下
これについて説明する。
FIGS. 3 and 4 show an example in which the multistage steam injector system according to the above-described embodiment is applied to an emergency cooling system of a next-generation nuclear reactor which places particular emphasis on safety. This will be described below.

原子炉圧力容器118に接続された主蒸気配管119を第1
段のインジェクタ102の蒸気供給口109に接続し第1段の
蒸気インジェクタ102との間には減圧弁110と第1段の蒸
気供給弁111が接続されている。一方、同様にして主蒸
気配管119から分岐して第2段の蒸気インジェクタ106の
蒸気供給口112に接続する。この蒸気供給口112との間に
は第2段の蒸気供給弁113が接続されている。プール水1
20から水供給弁101を介し、第1段の蒸気インジェクタ1
02の水供給口103に接続する。第1段の吐出口104から一
方は第1段の注水弁121を介して原子炉圧力容器118へ、
他方は第2段の水供給弁122を介して第2段の蒸気イン
ジェクタ106の水供給口105に接続する。第2段の吐出口
107は第2段の注水弁123を介し原子炉圧力容器118に接
続している。
The main steam pipe 119 connected to the reactor pressure vessel 118
A pressure reducing valve 110 and a first-stage steam supply valve 111 are connected to a steam supply port 109 of the first-stage injector 102 and connected to the first-stage steam injector 102. On the other hand, in the same manner, it branches off from the main steam pipe 119 and connects to the steam supply port 112 of the second stage steam injector 106. A second-stage steam supply valve 113 is connected to the steam supply port 112. Pool water 1
20 through a water supply valve 101, the first stage steam injector 1
02 is connected to the water supply port 103. One from the first stage discharge port 104 to the reactor pressure vessel 118 via the first stage water injection valve 121,
The other is connected to the water supply port 105 of the second stage steam injector 106 via the second stage water supply valve 122. 2nd stage outlet
107 is connected to a reactor pressure vessel 118 via a second-stage water injection valve 123.

第1段のオーバーフロー排水口114には逆止弁115が、
第2段のオーバーフロー排水口116には安全弁117がそれ
ぞれ接続されている。
A check valve 115 is provided at the first stage overflow drain 114,
A safety valve 117 is connected to the overflow drain 116 of the second stage.

以上の構成において、万一原子炉内の一次冷却材喪失
事故が発生した場合には、すみやかに第1段の蒸気イン
ジェクタ102,続いて第2段の蒸気インジェクタ106が作
動し、圧力7Mpaに近う原子炉の事故直後から原子炉圧力
容器118に注水することができる。また、時間とともに
原子炉圧力容器118内の圧力が低下し、第2段の蒸気イ
ンジェクタ106が停止した場合にも原子炉の圧力計124の
信号で自動的にバルブを切り替え、第1段の蒸気インジ
ェクタ102によって原子炉圧力容器118に注水する。この
ように、7Mpaから大気圧近傍まで低下する事故時の原子
炉圧力容器118の圧力変化に対応できる蒸気インジェク
タシステムによって原子炉の健全性を確保することがで
きる。
In the above configuration, if a primary coolant loss accident occurs in the nuclear reactor, the first stage steam injector 102 and then the second stage steam injector 106 operate immediately, and the pressure becomes close to 7 Mpa. Water can be injected into the reactor pressure vessel 118 immediately after the reactor accident. Also, when the pressure in the reactor pressure vessel 118 decreases with time and the second-stage steam injector 106 stops, the valve is automatically switched by the signal of the reactor pressure gauge 124, and the first-stage steam Water is injected into the reactor pressure vessel 118 by the injector 102. As described above, the integrity of the reactor can be ensured by the steam injector system that can cope with the pressure change of the reactor pressure vessel 118 at the time of the accident that drops from 7 MPa to the vicinity of the atmospheric pressure.

第4図は第3図に示した第1段と第2段のスチームイ
ンジェクタの作動範囲における蒸気供給圧力,吐出圧
力,原子炉圧力と時間との関係を示している。
FIG. 4 shows the relationship between steam supply pressure, discharge pressure, reactor pressure and time in the operating range of the first and second stage steam injectors shown in FIG.

つぎに第5図を参照しながら本発明の第2実施例を説
明する。この実施例は複数個の蒸気インジェクタを一体
にまとめて小型化した蒸気インジェクタシステムの例で
ある。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment is an example of a steam injector system in which a plurality of steam injectors are integrated and reduced in size.

第5図において符号125は水供給口で、第1水ノズル1
26の下方に第1蒸気・水混合ノズル127,第1スロート12
8,第1オーバーフロー孔129,第1デフューザ130を内包
する中間ノズル131を配置し、中間ノズル131の下方には
第2水ノズル132が接続される。前記第2水のノズル132
の下流側に第2蒸気・水混合ノズル133,第2スロート13
4,第2オーバーフロー孔135,第2デフューザ136を内包
する下部ノズル137を配置し、下部ノズル137を介して吐
出口138へと導かれる。続いて、蒸気を内部に取り入れ
るための第1蒸気口139,第2蒸気口140、前記第1オー
バーフロー孔129から放出する流体を外部に導く第1オ
ーバーフロー排水口141と第2オーバーフロー孔135から
放出する流体を外部に導く第2オーバーフロー排水口14
2が設けられている。また、前記第1ノズル126と下部ノ
ズル137にはノズル回転歯車143とウォーム歯車144が取
り付けられ、ウォーム歯車144の先端部にはシャフト145
が取り付けられる。
In FIG. 5, reference numeral 125 denotes a water supply port,
Below the 26, the first steam / water mixing nozzle 127, the first throat 12
8, an intermediate nozzle 131 including the first overflow hole 129 and the first diffuser 130 is disposed, and a second water nozzle 132 is connected below the intermediate nozzle 131. The second water nozzle 132
Downstream of the second steam / water mixing nozzle 133 and the second throat 13
4, a lower nozzle 137 including the second overflow hole 135 and the second diffuser 136 is disposed, and is guided to the discharge port 138 via the lower nozzle 137. Subsequently, a first steam port 139 and a second steam port 140 for taking in steam into the inside, and a first overflow drain port 141 and a second overflow port 135 for guiding the fluid discharged from the first overflow hole 129 to the outside are discharged. Second overflow drain 14 that guides fluid to the outside
Two are provided. Further, a nozzle rotating gear 143 and a worm gear 144 are attached to the first nozzle 126 and the lower nozzle 137, and a shaft 145 is attached to the tip of the worm gear 144.
Is attached.

なお、図中符号154は第1のケーシングで、155は第2
のケーシングを示している。第1のケーシング154内に
は第1水ノズル126が第1支持部材156を介して支持され
ている。
In the drawing, reference numeral 154 denotes a first casing, and 155 denotes a second casing.
FIG. In the first casing 154, a first water nozzle 126 is supported via a first support member 156.

水供給口125と第1のケーシング154はフランジ157で
接続されている。
The water supply port 125 and the first casing 154 are connected by a flange 157.

第2のケーシング155の最下部には第2支持部材158が
設けられ、この第2支持部材158を貫通して吐出口138が
形成される。
A second support member 158 is provided at the lowermost portion of the second casing 155, and a discharge port 138 is formed through the second support member 158.

第2のケーシング155と第2支持部材158とはフランジ
159で接続されている。
The second casing 155 and the second support member 158 are flanged.
Connected at 159.

次に、本実施例の作用について説明する。まず、水供
給口125から第1水ノズル126を介し第1蒸気・水混合ノ
ズル127内へ水を供給し、続いて、第1蒸気口139から蒸
気を供給すると蒸気により加速された水が第1デフュー
ザ130で昇圧し、第2水ノズル132を介して第2蒸気・水
混合ノズル133へ供給される。続いて、第2蒸気口140か
ら蒸気を供給すると蒸気により再度水は加速され、第2
デフューザ136で昇圧し、吐出口138を介し放出する。こ
こで、第1蒸気口139と第2蒸気140で供給する蒸気圧力
は異なった蒸気圧力で、かつ第1蒸気口139で供給する
蒸気圧力よりも第2蒸気口140で供給する蒸気圧は高く
なければならない。また、第6図(a)に示すノズル駆
動機構は蒸気インジェクタの外部動力機器146(図では
モーターを使用)の回転力をシャフト145を介しウォー
ム歯車144に伝達しノズル回転歯車143を回転させること
によって第1水ノズル126の上方のねじが廻り、第1水
ノズル126の上下運動が得られる。このようにして、第
1蒸気口139から第1蒸気・水混合ノズル127へと流入す
る蒸気147の流入量を調整し、蒸気インジェクタ作動時
に必要な最適なノズル位置が得られる仕組みになってい
る。また、第6図(b)では第6図(a)と同様に、下
部ノズル137が上下運動をし、第2水ノズル132へと覆い
かぶさり、第2蒸気口140から第2蒸気・水混合ノズル1
33へと流入する蒸気147の流入量を調整し、第2段の蒸
気インジェクタ作動時に必要な最適なノズル位置が得ら
れる仕組みになっている。
Next, the operation of the present embodiment will be described. First, water is supplied from the water supply port 125 into the first steam / water mixing nozzle 127 via the first water nozzle 126, and subsequently, when steam is supplied from the first steam port 139, the water accelerated by the steam is supplied to the first steam / water mixing nozzle 127. The pressure is increased by one diffuser 130 and supplied to a second steam / water mixing nozzle 133 via a second water nozzle 132. Subsequently, when steam is supplied from the second steam port 140, the water is accelerated again by the steam,
The pressure is increased by the diffuser 136 and released through the discharge port 138. Here, the steam pressure supplied at the first steam port 139 and the second steam 140 are different steam pressures, and the steam pressure supplied at the second steam port 140 is higher than the steam pressure supplied at the first steam port 139. There must be. The nozzle drive mechanism shown in FIG. 6 (a) transmits the rotational force of the external power device 146 of the steam injector (a motor is used in the figure) to the worm gear 144 via the shaft 145 to rotate the nozzle rotary gear 143. As a result, the screw above the first water nozzle 126 turns, and the vertical movement of the first water nozzle 126 is obtained. In this manner, the flow rate of the steam 147 flowing from the first steam port 139 to the first steam / water mixing nozzle 127 is adjusted, so that an optimum nozzle position required when the steam injector is operated is obtained. . In FIG. 6 (b), similarly to FIG. 6 (a), the lower nozzle 137 moves up and down to cover the second water nozzle 132, and the second steam / water is mixed from the second steam port 140. Nozzle 1
The mechanism is such that the amount of steam 147 flowing into 33 is adjusted to obtain an optimal nozzle position required when the second stage steam injector is operated.

第7図は第2の実施例に係わる多段式一体型蒸気イン
ジェクタシステムを原子炉給水を適用した例を示し、以
下これについて説明する。
FIG. 7 shows an example in which a multistage integrated steam injector system according to the second embodiment is applied to reactor water supply, which will be described below.

原子炉圧力容器118から主蒸気配管119を介しタービン
148へと蒸気を導き、タービン148内の下流側(低圧部)
から取り出した低圧蒸気管149から第1段の蒸気供給弁1
11を介し多段式一体型蒸気インジェクタ150の第1蒸気
口139に接続する。また、タービン148内の上流側(高圧
部)から取り出した高圧蒸気管151から第2段の蒸気供
給弁113を介し第2蒸気口140に接続する。タービン148
の復水プール152から、水供給弁101を介し水供給口125
に接続する。多段式一体型蒸気インジェクタ150の吐出
口138から注水弁153を介し原子炉圧力容器118へ接続す
る。
Turbine from reactor pressure vessel 118 via main steam line 119
Directs steam to 148, downstream in turbine 148 (low pressure section)
1st stage steam supply valve 1 from low pressure steam pipe 149 taken out
11 and is connected to the first steam port 139 of the multistage integrated steam injector 150. A high-pressure steam pipe 151 taken out from the upstream side (high-pressure section) in the turbine 148 is connected to a second steam port 140 via a second-stage steam supply valve 113. Turbine 148
From the condensate pool 152 through the water supply valve 101 to the water supply port 125
Connect to A discharge port 138 of the multistage integrated steam injector 150 is connected to the reactor pressure vessel 118 via a water injection valve 153.

以上の構成において、タービン148で仕事を終えた蒸
気が凝縮し復水プール152に溜る。この複水を水供給弁1
01を介し、多段式一体型蒸気インジェクタ150に供給す
る。続いて、タービン148内の低圧蒸気を第1段の蒸気
供給弁111を介し、多段式一体型蒸気インジェクタ150に
供給し、高圧蒸気は、第2段の蒸気供給弁113を介し多
段式一体型蒸気インジェクタ150に供給する。水と蒸気
を多段式一体型蒸気インジェクタ150に供給することに
より蒸気インジェクタは作動し、原子炉圧力容器118に
給水することができる。
In the above configuration, the steam that has completed the work in the turbine 148 condenses and accumulates in the condensate pool 152. Water supply valve 1
The fuel is supplied to the multi-stage integrated steam injector 150 via 01. Subsequently, the low-pressure steam in the turbine 148 is supplied to the multi-stage integrated steam injector 150 via the first-stage steam supply valve 111, and the high-pressure steam is supplied to the multi-stage integrated steam injector 150 via the second-stage steam supply valve 113. Supply to the steam injector 150. By supplying water and steam to the multi-stage integrated steam injector 150, the steam injector operates and water can be supplied to the reactor pressure vessel 118.

本発明の実施態様はつぎのとおりである。 The embodiments of the present invention are as follows.

(1) 蒸気の凝縮現像を利用し、供給する蒸気圧力よ
り高い圧力の吐出水が得られる蒸気インジェクタにおい
て、複数個の蒸気インジェクタを直列に接続することに
より、広い作動範囲をもち、かつ高吐出圧力が得られる
ことを特徴とする。
(1) In a steam injector that can obtain discharge water at a pressure higher than the supplied steam pressure by utilizing the condensation and development of steam, a plurality of steam injectors are connected in series to have a wide operating range and high discharge. Pressure is obtained.

(2) 第1段のオーバーフロー排水部には逆止弁を設
け、第2段以降のオーバーフロー排水部に安全弁に設け
たことを特徴とする。
(2) A check valve is provided in the first stage overflow drain section, and a safety valve is provided in the second and subsequent overflow drain sections.

(3) 複数個の蒸気インジェクタシステムの機能を一
体にまとめ小型化したことを特徴とする。
(3) The feature is that the functions of a plurality of steam injector systems are integrated into a single unit and downsized.

(4) 蒸気インジェクタシステムの起動は第一段から
順々に作動させることを特徴とする。
(4) The activation of the steam injector system is characterized in that it is operated sequentially from the first stage.

(5) 多段式蒸気インジェクタシステムの場合吐出配
管に逃し配管を設け、必要とする圧力が得られる段数ま
で作動させ、残りの蒸気インジェクタの作動を止めるこ
とを特徴とする。
(5) In the case of a multi-stage steam injector system, a relief pipe is provided in the discharge pipe, the pump is operated until the required number of pressures is obtained, and the operation of the remaining steam injectors is stopped.

(6) 多段式蒸気インジェクタシステムの場合、供給
蒸気口と同数のオーバーフロー排水を設けたことを特徴
とする。
(6) In the case of the multistage steam injector system, the same number of overflow drains as the supply steam ports is provided.

(7) 多段式蒸気インジェクタシステムの場合、内部
ノズル位置を外部動力で駆動することを特徴とする。
(7) In the case of a multi-stage steam injector system, the internal nozzle position is driven by external power.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明によれば、異なる圧力仕様の蒸気インジェクタ
を複数使用することにより高吐出圧でかつ作動範囲の広
い蒸気インジェクタシステムを提供することができる。
According to the present invention, a steam injector system having a high discharge pressure and a wide operating range can be provided by using a plurality of steam injectors having different pressure specifications.

また、一体型にまとめることにより小型化し、かつノ
ズル駆動機構を組込み蒸気インジェクタ作動時に必要な
最適ノズルの位置を容易に確保でき、高い吐出圧力を得
ることができる。
In addition, by integrating them into an integral type, the size can be reduced, and a nozzle drive mechanism can be incorporated to easily secure an optimum nozzle position required when the steam injector is operated, and a high discharge pressure can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明に係る多段式蒸気インジェクタの第1の
実施例を示す系統図、第2図は第1図における多段式蒸
気インジェクタの作動時の圧力を示す特性図、第3図は
第1の実施例における多段式蒸気インジェクタを次世代
型原子炉の非常用炉心冷却系に適用した例を示す系統
図、第4図は第3図における作動時の圧力を示す特性
図、第5図は本発明に係る第2の実施例における多段式
一体型蒸気インジェクタを示す断面図、第6図(a)は
第5図における多段式一体型インジェクタの第1水ノズ
ルの駆動機構を示す断面図、第6図(b)は第5図にお
ける多段式一体型蒸気インジェクタの下部ノズルの駆動
機構を示す断面図、第7図は本発明の第2の実施例を示
す多段式一体型インジェクタを原子炉給水系として使用
した例を示す系統図、第8図および第9図は従来のイン
ジェクタをそれぞれ示す断面図である。 100……水容器,101……水給水弁, 102……第1段の蒸気インジェクタ, 103……水供給口,104……第1段の吐出口, 105……第2段の水供給口,106……蒸気供給口, 107……第2段の吐出口,108……ボイラ, 109……第1段の蒸気供給口,110……減圧弁, 111……第1段の蒸気供給弁, 112……第2段の蒸気供給口, 113……第2段の蒸気供給弁, 114……第1段のオーバーフロー排水口, 115……逆止弁, 116……第2段のオーバーフロー排水口, 117……安全弁,118……原子炉圧力容器, 119……主蒸気配管,120……プール, 121……第1段の注水弁,122……第2段の給水弁, 123……第2段の注水弁,124……圧力計, 125……水供給口,126……第1水ノズル, 127……第1蒸気・水混合ノズル, 128……第1スロート, 129……第1オーバーフロー孔, 130……第1デフューザ,131……中間ノズル, 132……第2水ノズル, 133……第2蒸気・水混合ノズル, 134……第2スロート, 135……第2オーバーフロー孔, 136……第2デフューザ,137……下部ノズル, 138……吐出口,139……第1蒸気口, 140……第2蒸気口, 141……第1オーバーフロー排水口, 142……第2オーバーフロー排水口, 143……ノズル回転歯車,144……ウォーム歯車, 145……シャフト,146……外部動力機構, 147……蒸気,148……タービン, 149……低圧蒸気管, 150……多段式一体型インジェクタ, 151……高圧蒸気管,152……復水プール, 153……注水弁,154……第1のケーシング, 155……第2のケーシング, 156……第1の支持部材,157・159……フランジ, 158……第2の支持部材
FIG. 1 is a system diagram showing a first embodiment of a multi-stage steam injector according to the present invention, FIG. 2 is a characteristic diagram showing pressure during operation of the multi-stage steam injector in FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is a system diagram showing an example in which the multistage steam injector according to the first embodiment is applied to an emergency core cooling system of a next-generation reactor, FIG. 4 is a characteristic diagram showing pressure during operation in FIG. 3, and FIG. 6 is a cross-sectional view showing a multistage integrated steam injector according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 6 (a) is a cross-sectional view showing a driving mechanism of a first water nozzle of the multistage integrated injector in FIG. FIG. 6 (b) is a cross-sectional view showing a driving mechanism of a lower nozzle of the multi-stage integrated steam injector in FIG. 5, and FIG. 7 is an atomized multi-stage integrated injector showing a second embodiment of the present invention. System diagram showing an example of using as a furnace water supply system, Figure 8 and Figure 9 is a sectional view showing a conventional injector, respectively. 100: water container, 101: water supply valve, 102: first-stage steam injector, 103: water supply port, 104: first-stage discharge port, 105: second-stage water supply port , 106 steam supply port, 107 second stage discharge port, 108 boiler, 109 first stage steam supply port, 110 pressure reducing valve, 111 first stage steam supply valve 112 second stage steam supply port 113 second stage steam supply valve 114 first stage overflow drain 115 115 check valve 116 second stage overflow drain Mouth, 117… Safety valve, 118… Reactor pressure vessel, 119 …… Main steam piping, 120… Pool, 121 …… First stage water injection valve, 122 …… Second stage water supply valve, 123 …… Second-stage injection valve, 124 Pressure gauge, 125 Water supply port, 126 First water nozzle, 127 First steam / water mixing nozzle, 128 First throat, 129 Second 1 overflow hole, 130 ... 1st diffuser, 131 … Intermediate nozzle, 132… Second water nozzle, 133… Second steam / water mixing nozzle, 134… Second throat, 135… Second overflow hole, 136… Second diffuser, 137… Lower part Nozzle, 138 discharge outlet, 139 first steam port, 140 second steam port, 141 first overflow drain port, 142 second overflow drain port, 143 nozzle rotating gear, 144 …… worm gear, 145… shaft, 146 …… external power mechanism, 147 …… steam, 148 …… turbine, 149 …… low-pressure steam pipe, 150 …… multi-stage integrated injector, 151 …… high-pressure steam pipe, 152 condensing pool, 153 injection valve, 154 first casing, 155 second casing, 156 first support member, 157, 159 flange, 158 second Support members

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 利根川 ▲れい▼ 東京都港区芝浦1丁目1番1号 株式会 社東芝本社事務所内 (56)参考文献 特開 昭53−1311(JP,A) 特許69553(JP,C2) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F04F 5/26 F04F 5/54 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Tonegawa ▲ Rei ▼ 1-1-1, Shibaura, Minato-ku, Tokyo Inside Toshiba head office (56) References JP-A-53-1311 (JP, A) Patent 69553 (JP, C2) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) F04F 5/26 F04F 5/54

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】第1段の蒸気インジェクタに第2段の蒸気
インジェクタを連設して構成される蒸気インジェクタシ
ステムにおいて、前記第1段の蒸気インジェクタおよび
前記第2段の蒸気インジェクタは水供給口と連絡する水
ノズルと、蒸気排出口に連絡し前記水ノズルの周囲から
導入される蒸気を水と混合する蒸気・水混合ノズルとを
具備し、前記第1段の蒸気インジェクタの吐出口に前記
第2段の蒸気インジェクタの水供給口を接続し、前記第
1段の蒸気インジェクタの水供給口を水容器に接続し、
前記第1段の蒸気インジェクタおよび第2段の蒸気イン
ジェクタの蒸気供給口にそれぞれ蒸気供給弁を接続し、
この蒸気供給弁を蒸気源に接続してなることを特徴とす
る蒸気インジェクタシステム。
1. A steam injector system comprising a first-stage steam injector and a second-stage steam injector connected to each other, wherein the first-stage steam injector and the second-stage steam injector are provided with a water supply port. And a steam / water mixing nozzle which communicates with a steam outlet and mixes steam introduced from around the water nozzle with water, and the first stage steam injector has Connecting the water supply port of the second stage steam injector, connecting the water supply port of the first stage steam injector to a water container,
Connecting a steam supply valve to each of the steam supply ports of the first-stage steam injector and the second-stage steam injector;
A steam injector system comprising the steam supply valve connected to a steam source.
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