JP5089550B2 - Jet pump and reactor - Google Patents

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    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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.

従来の沸騰水型原子炉(BWR)は、原子炉圧力容器内にジェットポンプを設置している。ジェットポンプは、ノズル、ベルマウス、スロート及びデフューザを備える。再循環系配管は原子炉圧力容器に接続される。この再循環系配管に設けられた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ジェットポンプ内に噴出される。噴出された駆動水によって、ノズルの周囲に存在する冷却水が被駆動水としてベルマウス及びスロート内に流入する。スロートからデフューザに導かれてデフューザから排出された冷却水は、下部プレナムを経て炉心に供給される(例えば、特開2005−233152号公報参照)。   A conventional boiling water reactor (BWR) has a jet pump installed in a reactor pressure vessel. The jet pump includes a nozzle, a bell mouth, a throat, and a diffuser. The recirculation piping is connected to the reactor pressure vessel. The cooling water whose pressure has been increased by driving a recirculation pump provided in the recirculation system pipe passes through the recirculation system pipe and is jetted from the nozzle into the jet pump as drive water. Due to the jetted driving water, the cooling water existing around the nozzle flows into the bell mouth and the throat as driven water. The cooling water led from the throat to the diffuser and discharged from the diffuser is supplied to the core through the lower plenum (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-233152).

特開平7−119700号公報には、多孔ノズルを用いて旋回流を発生させるジェットポンプが記載されている。このジェットポンプは、ジェットポンプ効率の向上を目的として、デフューザ及びスロートでの圧力損失の低減を図っている。圧力損失の低減のために、デフューザ及びスロートの一方の内面に旋回流発生用のフインまたは溝を設けることが提案されている。直進する流体を旋回させるフインまたは溝の抵抗体を設けた場合には、その設置箇所で摩擦損失が生じる。このため、デフューザまたはスロートでの圧力損失が増加し、ジェットポンプ効率の低下を招く可能性がある。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-119700 describes a jet pump that generates a swirling flow using a porous nozzle. In this jet pump, the pressure loss in the diffuser and the throat is reduced for the purpose of improving the jet pump efficiency. In order to reduce pressure loss, it has been proposed to provide a fin or groove for generating a swirling flow on the inner surface of one of the diffuser and the throat. When a fin or groove resistor that swirls a straight fluid is provided, friction loss occurs at the installation location. For this reason, the pressure loss in a diffuser or a throat increases, and there exists a possibility of causing the fall of jet pump efficiency.

特開平8−135600号公報には、ジェットポンプ効率を向上させるため、スロートの摩擦損失を低減したジェットポンプが記載されている。このジェットポンプは、スロートの内面に、流体の流れ方向に沿って形成された複数の細い溝を周方向に並べたリブレットを形成している。特開平8−135600号公報では、リブレットの定義として、その高さを流体乱流の粘性底層の厚さと等しいとしている。この流体乱流の粘性底層の厚さは、通常、0.1mm以下であり、高流速のスロート部では、粘性底層の厚さはこの値よりも小さな値となる。特開平8−135600号公報には、このリブレットの高さを求める(1)式が開示されている。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-135600 discloses a jet pump in which the throat friction loss is reduced in order to improve the jet pump efficiency. In this jet pump, a riblet is formed on the inner surface of the throat by arranging a plurality of narrow grooves formed along the fluid flow direction in the circumferential direction. In JP-A-8-135600, the riblet is defined as having a height equal to the thickness of the viscous bottom layer of fluid turbulence. The thickness of the viscous bottom layer of this fluid turbulent flow is usually 0.1 mm or less, and the thickness of the viscous bottom layer is smaller than this value at the throat portion at a high flow rate. Japanese Patent Laid-Open No. 8-135600 discloses equation (1) for obtaining the height of the riblet.

δ1=123・(uD/ν)7/8・δ ……(1)
ここで、δ1は乱流の粘性底層の厚さ、uD/νはRe数(−)、uは流体流速、Dは管の内径、νは粘性係数、δは管の半径である。
δ 1 = 123 · (uD / ν) 7/8 · δ (1)
Where δ 1 is the thickness of the turbulent viscous bottom layer, uD / ν is the Re number (−), u is the fluid flow velocity, D is the inner diameter of the tube, ν is the viscosity coefficient, and δ is the radius of the tube.

BWRのジェットポンプでは、通常、Re数が約1×106及びスロートにおける最小の管半径が約80mmであり、これらを(1)式に代入すると、ブレットの高さδ1は約2×106mm(2km)となる。これは管径の約12500倍であり、(1)式ではブレットの高さを求めることができない。 In a BWR jet pump, the Re number is usually about 1 × 10 6 and the minimum tube radius at the throat is about 80 mm. By substituting these into the equation (1), the bullet height δ 1 is about 2 × 10 6. 6 mm (2 km). This is about 12,500 times the tube diameter, and the height of the bullet cannot be obtained from the equation (1).

特開2005−233152号公報JP-A-2005-233152 特開平7−119700号公報JP 7-119700 A 特開平8−135600号公報JP-A-8-135600

ジェットポンプの性能は、以下に示すようなM比、N比、効率によって表される。M比は、駆動水(再循環水)の流量Qaに対する、被駆動水(冷却水)の流量Qbの比であり、(2)式で表される。   The performance of the jet pump is expressed by the M ratio, N ratio, and efficiency as shown below. The M ratio is a ratio of the flow rate Qb of the driven water (cooling water) to the flow rate Qa of the drive water (recirculation water), and is expressed by the equation (2).

M比 = Qb/Qa ……(2)
N比は、駆動水に対する被駆動水の全水頭比であり、(3)式で表される。
M ratio = Qb / Qa (2)
The N ratio is the total head ratio of the driven water with respect to the driving water, and is expressed by equation (3).

N比 = (Hc−Hb)/(Ha−Hc) ……(3)
ここで、Haはノズルの駆動水入口における全水頭、Hbはジェットポンプの被駆動水入口における全水頭、Hcはジェットポンプ出口における全水頭である。効率は、駆動水に対する被駆動水のエネルギーの比であり、M比とN比の積で表される。
N ratio = (Hc−Hb) / (Ha−Hc) (3)
Here, Ha is the total head at the driving water inlet of the nozzle, Hb is the total head at the driven water inlet of the jet pump, and Hc is the total head at the jet pump outlet. Efficiency is the ratio of driven water energy to driving water, and is expressed as the product of the M ratio and the N ratio.

効率 = M比 × N比 ……(4)
ジェットポンプとしては、M比、N比及び効率がより高いことが望ましい。小さい容量の再循環ポンプを用いて、ジェットポンプから吐出される冷却水流量を効率良く増加させることができれば、再循環系をコンパクト化することができ、再循環系の設置スペースを低減できる。
Efficiency = M ratio x N ratio (4)
As a jet pump, it is desirable that the M ratio, the N ratio, and the efficiency be higher. If the flow rate of the cooling water discharged from the jet pump can be increased efficiently by using a small-capacity recirculation pump, the recirculation system can be made compact and the installation space of the recirculation system can be reduced.

例えば、既設の原子炉(例えば、BWR)で出力向上を行う場合には、炉心流量を増加して炉心の冷却能力を高めることにより、原子炉出力の増大幅を拡大することができる。このように炉心流量を増加させるためには、再循環ポンプ、給水ポンプ及びジェットポンプを改良するとよい。出力向上を目的とした既設の原子炉の改造においては、再循環ポンプ及び給水ポンプなどの大型機器の改造、交換に比べて、ジェットポンプの改良のほうが期間的に有効である。ジェットポンプの性能は、駆動水と被駆動水の混合部の形状に大きく依存するため、発明者らは、スロートでの圧力損失の低減に注目した。さらに、発明者らは、ジェットポンプのベルマウスと直管部との接続近傍で発生するクラッドの付着もジェットポンプ効率を低下させる原因になることを見出した。   For example, when the power is improved in an existing nuclear reactor (for example, BWR), the increase in the reactor power can be expanded by increasing the core flow rate to increase the cooling capacity of the core. In order to increase the core flow rate in this way, the recirculation pump, feed water pump, and jet pump may be improved. In the modification of existing reactors for the purpose of improving power output, the improvement of the jet pump is more effective in terms of time compared to the modification and replacement of large equipment such as recirculation pumps and feedwater pumps. Since the performance of the jet pump largely depends on the shape of the mixing portion of the driving water and the driven water, the inventors paid attention to the reduction of the pressure loss at the throat. Furthermore, the inventors have found that the adhesion of the clad that occurs in the vicinity of the connection between the bell mouth of the jet pump and the straight pipe portion also causes a reduction in the jet pump efficiency.

本発明の目的は、ジェットポンプ効率をさらに向上させることができ、且つジェットポンプの振動を抑制することが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, it is possible to further improve the jet pump efficiency, and to provide a jet pump and reactor are Ru can suppress vibration of the jet pump.

上記した目的を達成する本発明の特徴は、スロートが、ベルマウスに接続されてベルマウスの開放端での内径よりも小さい内径を有する第1直管部、第1直管部の内径よりも大きな内径を有して前記デフューザに接続される第2直管部、及び第1直管部と第2直管部を接続し、第1直管部側の一端から第2直管部側の他端に向って内径が増大する結合管部を有し、第2直管部がデフューザの上端部内に挿入されて第2直管部の下端において第2直管部の内面とデフューザの内面の間に段差が形成されており、スロートの軸方向に伸びる複数の三角溝が第2直管部の周方向において第2直管部の内面に形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 the throat is connected to the bell mouth and has an inner diameter smaller than the inner diameter at the open end of the bell mouth, than the inner diameter of the first straight pipe portion. The second straight pipe part having a large inner diameter and connected to the diffuser, and the first straight pipe part and the second straight pipe part are connected, and one end of the first straight pipe part side is connected to the second straight pipe part side. toward the other end have a coupling pipe portion whose inner diameter is increased, the inner surface of the second straight pipe portion of the inner surface and the diffuser at the lower end of the second straight pipe portion and the second straight pipe portion is inserted into the upper end portion of the diffuser and step is formed between, in Rukoto has a plurality of triangular grooves extending in the axial direction of the throat is formed on the inner surface of the second straight pipe portion in the circumferential direction of the second straight pipe portion.

スロートのデフューザに接続する部分が第2直管部となっているので、ジェットポンプの効率をさらに向上させることができる。また、第2直管部がデフューザの上端部内に挿入されて第2直管部の下端において第2直管部の内面とデフューザの内面の間に段差が形成された状態で、スロートの軸方向に伸びる複数の三角溝が第2直管部の周方向において第2直管部の内面に形成されているので、デフューザ入口部の内面近傍の圧力変動が減少し、ジェットポンプの振動を抑制することができる。 Since the portion connected to the diffuser of the throat is the second straight pipe portion, the efficiency of the jet pump can be further improved. The axial direction of the throat with the second straight pipe portion inserted into the upper end portion of the diffuser and a step formed between the inner surface of the second straight pipe portion and the inner surface of the diffuser at the lower end of the second straight pipe portion Are formed in the inner surface of the second straight pipe portion in the circumferential direction of the second straight pipe portion, pressure fluctuations near the inner surface of the diffuser inlet portion are reduced, and vibration of the jet pump is suppressed. be able to.

本発明によれば、ジェットポンプの効率をさらに向上させることができ、且つジェットポンプの振動を抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to further improve the efficiency of the jet pump, and Ru can suppress the vibration of the jet pump.

従来のジェットポンプのスロートは、ノズルから噴出された駆動水及びノズルの周囲に存在する被駆動水の入口となるラッパ状に開いたベルマウスにつながってこの下流に位置し、駆動水及び被駆動水の混合部となる第1直管部、第1直管部の下流に位置するテーパ管、及びデフューザとの接続部である挿入管部を有する。   The throat of a conventional jet pump is connected to a bell mouth that is opened in a trumpet shape that serves as an inlet for driving water ejected from the nozzle and driven water existing around the nozzle, and is located downstream of this. A first straight pipe part serving as a water mixing part, a taper pipe located downstream of the first straight pipe part, and an insertion pipe part serving as a connection part to the diffuser.

このスロートで圧力損失が発生する原因は、以下の3つが考えられる。
(a)ベルマウスと第1直管部の接続部近傍で縮流が生じることによって発生するリング状の減圧域により、実質的な流路断面積が狭まることである。
(b)最も流路断面積が小さい第1直管部の摩擦損失及び第1直管部での渦による逆流損失があることである。
(c)デフューザとの接続部である挿入管部からデフューザの上端部への冷却水の流入に起因してその接続部で急激な拡大流が生じることによる拡大流損失があることである。
There are three possible causes of pressure loss at this throat.
(A) The substantial channel cross-sectional area is narrowed by the ring-shaped decompression region generated by the contraction flow in the vicinity of the connection portion between the bell mouth and the first straight pipe portion.
(B) There is a friction loss in the first straight pipe portion having the smallest flow path cross-sectional area and a backflow loss due to a vortex in the first straight pipe portion.
(C) There is an expansion flow loss due to a sudden expansion flow occurring at the connection portion due to the inflow of cooling water from the insertion tube portion which is a connection portion with the diffuser to the upper end portion of the diffuser.

発明者らは、まず、(a)及び(b)の圧力損失を軽減できるジェットポンプを検討した。発明者らは、ベルマウス、及びスロートの第1直管部及び接続部のそれぞれの内面に三角形溝を形成した場合における圧力損失を確認するために、実験を行った。この実験結果を、図11を用いて説明する。図11は、内径55mm(三角溝を形成した管では隣り合う三角溝の間に形成された、180°反対側に位置する三角突起間の距離)の管で、水を用いてレイノルズ数Reが250000で行った実験結果を示す。ここで、横軸は三角溝の深さを表し、縦軸は管の摩擦損失係数λを表している。摩擦損失係数は、以下の式で定義される。   The inventors first studied a jet pump that can reduce the pressure loss of (a) and (b). The inventors conducted an experiment in order to confirm the pressure loss when the triangular grooves were formed on the inner surfaces of the bell mouth and the first straight pipe portion and the connecting portion of the throat. The result of this experiment will be described with reference to FIG. FIG. 11 shows a tube having an inner diameter of 55 mm (distance between triangular protrusions formed on the opposite side of the 180 ° formed between adjacent triangular grooves in a tube having a triangular groove), and the Reynolds number Re is made using water. The experimental result performed by 250,000 is shown. Here, the horizontal axis represents the depth of the triangular groove, and the vertical axis represents the friction loss coefficient λ of the pipe. The friction loss coefficient is defined by the following equation.

ΔP=λ・L/D・1/2・ρu2 ……(5)
ここで、ΔPは摩擦損失、λは摩擦損失係数、Lは管の長さ、Dは管の内径、ρは流体密度及びuは流速である。
ΔP = λ · L / D · 1/2 · ρu 2 (5)
Where ΔP is the friction loss, λ is the friction loss coefficient, L is the length of the tube, D is the inner diameter of the tube, ρ is the fluid density, and u is the flow velocity.

スロートの第1直管部の内面には、図5に示すように、周方向に複数の三角溝が形成されている。向かい合った2つの面のなす角(底部の角度)が90°及び60°であるそれぞれの三角溝を形成した2つの第1直管部内に水をそれぞれ流した場合の実験結果、すなわち、三角溝の深さと摩擦損失係数の関係を図11に示す。併せて、市販のアクリル管及び市販のステンレス管に対する実験結果も示した。60°の三角溝を形成した第1直管部に対する実験データは一点しかないので、シミュレーションにより求めた結果を破線で示した。   As shown in FIG. 5, a plurality of triangular grooves are formed in the circumferential direction on the inner surface of the first straight pipe portion of the throat. Experimental results when water is caused to flow in the two first straight pipe portions each forming the triangular groove whose angle (bottom angle) formed by the two faces facing each other is 90 ° and 60 °, ie, the triangular groove FIG. 11 shows the relationship between the depth and the friction loss coefficient. In addition, experimental results for commercially available acrylic tubes and commercially available stainless steel tubes are also shown. Since there is only one point of experimental data for the first straight pipe part in which the 60 ° triangular groove is formed, the result obtained by simulation is indicated by a broken line.

底部の角度が90°の三角溝を形成した第1直管部の摩擦損失係数が底部の角度が60°の三角溝を形成した第1直管部のそれよりも小さくなる。底部の角度が90°の三角溝を形成した場合には、三角溝の深さが1.0mmよりも小さいと摩擦損失係数が大きくなる。底部の角度が90°の三角溝の場合では、三角溝の深さが1.3mm以上になると、摩擦損失係数が市販のアクリル管及び市販のステンレス管の摩擦損失係数と同等まで低下する。このため、底部の角度が90°の三角溝を形成する場合では、三角溝の深さを1.0mm以上、好ましくは、それを1.3mm以上にすることが好ましい。   The friction loss coefficient of the first straight pipe portion in which the triangular groove having the bottom angle of 90 ° is formed is smaller than that of the first straight pipe portion in which the triangular groove having the bottom angle of 60 ° is formed. In the case where a triangular groove having a bottom angle of 90 ° is formed, the friction loss coefficient increases when the depth of the triangular groove is smaller than 1.0 mm. In the case of a triangular groove having a bottom angle of 90 °, when the depth of the triangular groove is 1.3 mm or more, the friction loss coefficient is reduced to be equal to the friction loss coefficient of commercially available acrylic pipes and commercially available stainless steel pipes. For this reason, in the case of forming a triangular groove having a bottom angle of 90 °, the depth of the triangular groove is 1.0 mm or more, preferably 1.3 mm or more.

底部の角度が60°の三角溝を形成した場合では、摩擦損失係数は、三角溝の深さが1.5mmよりも小さいと摩擦損失係数が大きくなる。底部の角度が60°の三角溝を形成した場合では、三角溝の深さが1.9mm以上になると、摩擦損失係数が市販のアクリル管及び市販のステンレス管の摩擦損失係数と同等まで低下する。このため、底部の角度が60°の三角溝を形成する場合では、三角溝の深さを1.5mm以上、好ましくは、市販ステンレス管と同等の摩擦損失係数となる1.9mm以上にすることが好ましい。   In the case where a triangular groove having a bottom angle of 60 ° is formed, the friction loss coefficient increases when the depth of the triangular groove is smaller than 1.5 mm. In the case where a triangular groove having a bottom angle of 60 ° is formed, when the depth of the triangular groove is 1.9 mm or more, the friction loss coefficient is reduced to be equal to the friction loss coefficient of commercially available acrylic pipes and commercially available stainless steel pipes. . For this reason, in the case of forming a triangular groove having a bottom angle of 60 °, the depth of the triangular groove is 1.5 mm or more, preferably 1.9 mm or more with a friction loss coefficient equivalent to that of a commercially available stainless steel pipe. Is preferred.

第1直管部での整流効果は、三角溝の深さが深いほど大きくなる。しかしながら、三角溝の深さを深くすると、スロートの強度が低下することになる。したがって、三角溝の深さは、整流効果及びスロートの強度を考慮して決定される。この三角溝の深さは5.0mm以下とする。これは、原子炉に用いられるジェットポンプのスロートの肉厚が約10mmであり、強度上の観点から三角溝の深さの上限をスロートの肉厚の半分の5.0mmとした。   The rectifying effect in the first straight pipe portion increases as the depth of the triangular groove increases. However, when the depth of the triangular groove is increased, the strength of the throat is reduced. Therefore, the depth of the triangular groove is determined in consideration of the rectification effect and the strength of the throat. The depth of this triangular groove is 5.0 mm or less. The thickness of the throat of the jet pump used in the nuclear reactor is about 10 mm. From the viewpoint of strength, the upper limit of the depth of the triangular groove is set to 5.0 mm, which is half the thickness of the throat.

図12は、図11に示す実験結果及びシミュレーション結果を、三角溝の底部の角度と三角溝の深さの関係で表したものである。特性曲線Bは、摩擦損失係数が小さくなる、底部の角度が90°の三角溝における三角溝の深さ1.0mm及び底部の角度が60°の三角溝における三角溝の深さ1.5mmに基づいて得られた曲線である。特性曲線Aは、摩擦損失係数が最も好ましい市販のアクリル管及び市販のステンレス管の摩擦損失係数と同等になる、底部の角度が90°の三角溝における三角溝の深さ1.3mm及び底部の角度が60°の三角溝における三角溝の深さ1.9mmに基づいて得られた曲線である。   FIG. 12 shows the experimental results and simulation results shown in FIG. 11 in relation to the angle of the bottom of the triangular groove and the depth of the triangular groove. The characteristic curve B shows that the friction loss coefficient is small, the triangular groove depth is 1.0 mm in the triangular groove whose bottom angle is 90 °, and the triangular groove depth is 1.5 mm in the triangular groove whose bottom angle is 60 °. It is the curve obtained based on. Characteristic curve A shows the depth of the triangular groove 1.3 mm and the bottom of the triangular groove in a triangular groove having a bottom angle of 90 °, which is equivalent to the friction loss coefficient of a commercially available acrylic tube and a commercially available stainless steel tube having the most preferable friction loss coefficient. It is a curve obtained based on a triangular groove depth of 1.9 mm in a triangular groove having an angle of 60 °.

この結果、三角溝の深さh(mm)の下限値は、特性曲線Bに基づいて(6)式で表される。   As a result, the lower limit value of the triangular groove depth h (mm) is expressed by equation (6) based on the characteristic curve B.

h=−1.5767・lnθ+8.1629 ……(6)
ここで、θは三角溝の底部の角度である。lnθはθの自然対数である。摩擦損失係数が市販のアクリル管及び市販のステンレス管のそれと同等になる、好ましい三角溝の深さh(mm)の下限値は、特性曲線Aに基づいて(7)式で表される。
h = −1.5767 · lnθ + 18.1629 (6)
Here, θ is the angle of the bottom of the triangular groove. lnθ is the natural logarithm of θ. A preferable lower limit value of the depth h (mm) of the triangular groove where the friction loss coefficient is equivalent to that of a commercially available acrylic tube and a commercially available stainless steel tube is represented by the equation (7) based on the characteristic curve A.

h=−1.7219・lnθ+9.0299 ……(7)
この結果、三角溝の深さh(mm)が、(6)式に基づいて得られる(8)式を満足する範囲内に存在すれば、第1直管部の摩擦損失係数を小さくすることができる。
h = −1.7219 · lnθ + 9.0299 (7)
As a result, if the depth h (mm) of the triangular groove is within a range that satisfies the formula (8) obtained based on the formula (6), the friction loss coefficient of the first straight pipe portion is reduced. Can do.

−1.5767・lnθ+8.1629≦h≦5.0mm ……(8)
三角溝の深さh(mm)は、好ましくは、(7)式に基づいて得られる(9)式を満足すればよい。
−1.5767 · lnθ + 1.629 ≦ h ≦ 5.0 mm (8)
The depth h (mm) of the triangular groove preferably satisfies the expression (9) obtained based on the expression (7).

−1.7219・lnθ+9.0299≦h≦5.0mm ……(9)
隣り合う三角溝の間に形成された三角突起の頂点の位置は、従来例のスロートの第1直管部の内径と一致させる。これによって、ベルマウスと第1直管部の接続部近傍で縮流が生じることによって発生する減圧域が三角溝内に形成されるので、その接続部の流路断面積が狭くなることを回避することができる。さらに、この三角溝内にベルマウスに流入した冷却水が流れ、三角溝がその冷却水の案内を兼ねることになる。三角溝は、そのような整流機能を有する。
-1.7219 · lnθ + 9.0299 ≦ h ≦ 5.0 mm (9)
The position of the apex of the triangular protrusion formed between the adjacent triangular grooves is made to coincide with the inner diameter of the first straight pipe portion of the throat of the conventional example. As a result, a reduced pressure region generated by contraction in the vicinity of the connecting portion between the bell mouth and the first straight pipe portion is formed in the triangular groove. can do. Further, the cooling water flowing into the bell mouth flows into the triangular groove, and the triangular groove also serves as a guide for the cooling water. The triangular groove has such a rectifying function.

ジェットポンプにおいてベルマウスの上端よりも下流で最も流路断面積が小さくなる第1直管部の摩擦損失は、(8)式を満足する深さhを有する三角溝を第1直管部に形成することによって小さくなる。その第1直管部で発生する渦による第1直管部の内面近傍での逆流損失は、その渦が三角溝内を流れ冷却水が三角溝で整流されることによって、第1直管部内を流れる冷却水の主流において軽減される。   In the jet pump, the friction loss of the first straight pipe portion having the smallest flow path cross-sectional area downstream from the upper end of the bell mouth is changed from a triangular groove having a depth h satisfying the equation (8) to the first straight pipe portion. It becomes smaller by forming. The backflow loss in the vicinity of the inner surface of the first straight pipe portion due to the vortex generated in the first straight pipe portion is caused by the vortex flowing in the triangular groove and the cooling water being rectified by the triangular groove. In the mainstream of cooling water flowing through

(8)式または(9)式を満足する深さhを有する三角溝は、ベルマウスの内面に形成しても良い。   You may form the triangular groove | channel which has the depth h which satisfies (8) Formula or (9) Formula in the inner surface of a bellmouth.

発明者らは、前述の(c)についても検討をおこなった。スロートの、デフューザとの接続部である挿入管部から、スロート内を流れる冷却水が流出するときに発生する従来構造での拡大流損失は、冷却水がスロートのテーパ部から段差のある広い領域(デフューザ)内に流入することによって発生する。このような流路形状では、冷却水が、挿入管部の下端から直径が拡大したデフューザの内面側に向って急激に広がることによって、挿入管部の下端部の内面付近で急激な圧力変化が発生する。このため、挿入管部の下端付近に形成される止水域でランダムな渦が発生し、この渦に起因した流れの乱れによって圧力損失(拡大流損失)が大きくなる。この圧力損失を低減するために、挿入管部の下端部を内部が末広がりのテーパ管にしないで第2直管部とし、この第2直管部の内面に(8)式または(9)式を満足する深さhを有する複数の三角溝を形成する。これらの三角溝は、挿入管部の直管の内面に周方向に並べて形成される。挿入管部の下端部からデフューザに流入する冷却水の、デフューザ上端部の内面付近での乱れが抑制され、その冷却水の流れが安定化される。このため、挿入管部の下端からデフューザ上端部の流路面積拡大部において、圧力損失を低減することができる。特に、挿入管部の下端部に内径が入口から出口に向かって同じである第2直管部を形成することによって、ジェットポンプの効率が向上した。第2直管部の内径は第1直管部の内径よりも大きくなっている。この第2直管部における複数の三角溝の形成によって、ジェットポンプの振動を抑制することができる。これは、従来のジェットポンプにおけるスロートのテーパ管出口の内面がテーパ管下端まで傾斜して末広がりになっている構造のようにそのテーパ管からデフューザ内に冷却水が広角噴出されるのではなく、第2直管部によって外側への広がりが少ない真下に流れる冷却水流をデフューザの入口部で形成することができてデフューザ内への冷却水の押し込み力を増すことができること、さらに、第2直管部の内面に三角溝を形成することで第2直管部内面近傍の流れが緩やかになり、また、その流れが整流されることによって、デフューザ入口部の内面近傍の圧力変動が減少するからである。   The inventors also examined the above-mentioned (c). The expansion flow loss in the conventional structure that occurs when the cooling water flowing through the throat flows out of the insertion tube, which is the connection part of the throat with the diffuser, is a wide area where the cooling water has a step from the tapered part of the throat. It is generated by flowing into the (diffuser). In such a flow channel shape, the cooling water rapidly spreads from the lower end of the insertion tube portion toward the inner surface side of the diffuser whose diameter has been expanded, so that a sudden pressure change occurs near the inner surface of the lower end portion of the insertion tube portion. Occur. For this reason, random vortices are generated in the water stop region formed in the vicinity of the lower end of the insertion tube portion, and pressure loss (expanded flow loss) increases due to flow disturbance caused by the vortices. In order to reduce this pressure loss, the lower end portion of the insertion tube portion is not a tapered tube having a divergent inside, but is a second straight tube portion, and the inner surface of the second straight tube portion is represented by the formula (8) or (9) A plurality of triangular grooves having a depth h satisfying These triangular grooves are formed side by side in the circumferential direction on the inner surface of the straight pipe of the insertion pipe portion. Disturbances in the vicinity of the inner surface of the upper end portion of the diffuser of the cooling water flowing into the diffuser from the lower end portion of the insertion pipe portion are suppressed, and the flow of the cooling water is stabilized. For this reason, pressure loss can be reduced in the flow path area enlarged portion from the lower end of the insertion tube portion to the upper end portion of the diffuser. In particular, the efficiency of the jet pump is improved by forming a second straight pipe portion having the same inner diameter from the inlet toward the outlet at the lower end of the insertion pipe. The inner diameter of the second straight pipe portion is larger than the inner diameter of the first straight pipe portion. By forming a plurality of triangular grooves in the second straight pipe portion, vibration of the jet pump can be suppressed. This is because the cooling water is not jetted into the diffuser from the tapered pipe like the structure in which the inner surface of the tapered pipe outlet of the throat in the conventional jet pump is inclined to the lower end of the tapered pipe, The second straight pipe portion can form a cooling water flow that flows just below with little spread outward at the inlet portion of the diffuser, and can increase the pushing force of the cooling water into the diffuser. Further, the second straight pipe By forming a triangular groove on the inner surface of the part, the flow near the inner surface of the second straight pipe part becomes gentle, and by rectifying the flow, pressure fluctuations near the inner surface of the diffuser inlet part are reduced. is there.

(8)式または(9)式を満足する三角溝は、ベルマウスの上端からスロートの第1直管部の下端に掛けて形成することが好ましい。ベルマウスとその第1直管部の接続部近傍では、前述したように、縮流に起因して発生する減圧域が三角溝内に形成される。三角溝を形成した場合には、形成された減圧域は、リング状とはならずに周方向に存在する三角溝によって凹凸のあるものとなる。ベルマウス内に流入する冷却水に含まれているクラッドは、三角溝内の減圧域に面する三角溝の表面に付着しようとする。しかしながら、ベルマウスから連続して連なる三角溝内を流れている冷却水の流速は、三角溝内の流動抵抗が大きいため、遅くなる。この結果、三角溝内に形成される減圧域が小さくなり、三角溝の表面へのクラッドの付着が抑制される。   It is preferable that the triangular groove satisfying the expression (8) or the expression (9) is formed to extend from the upper end of the bell mouth to the lower end of the first straight pipe portion of the throat. In the vicinity of the connection portion between the bell mouth and the first straight pipe portion, as described above, a reduced pressure region generated due to the contracted flow is formed in the triangular groove. When the triangular groove is formed, the formed decompression region is not ring-shaped but has irregularities due to the triangular groove existing in the circumferential direction. The clad contained in the cooling water flowing into the bell mouth tends to adhere to the surface of the triangular groove facing the decompression region in the triangular groove. However, the flow rate of the cooling water flowing in the triangular grooves continuously connected from the bell mouth is slow because the flow resistance in the triangular grooves is large. As a result, the reduced pressure region formed in the triangular groove is reduced, and the adhesion of the clad to the surface of the triangular groove is suppressed.

ジェットポンプでの流力振動の発生場所は、ノズルからの噴出流の圧力変動および流路断面積が最も小さく、混合部となるスロートの第1直管部である。この第1直管部の内面に、(8)式または(9)式を満足する深さhを有する複数の三角溝を形成することによって、これらの三角溝の整流効果、及びその第1直管部での渦による圧力変動をそれらの三角溝内での吸収効果を発揮することができるので、第1直管部内を流れる冷却水の主流の流れを安定化させることができ、流力振動を低減させることができる。   The place where the hydrodynamic vibration is generated in the jet pump is the first straight pipe section of the throat which is the mixing section and has the smallest pressure fluctuation of the jet flow from the nozzle and the cross-sectional area of the flow path. By forming a plurality of triangular grooves having a depth h satisfying the expression (8) or (9) on the inner surface of the first straight pipe portion, the rectifying effect of these triangular grooves and the first straight groove Since the pressure fluctuation due to the vortex in the pipe part can be absorbed in the triangular grooves, the main flow of the cooling water flowing in the first straight pipe part can be stabilized, and the fluid vibration Can be reduced.

上記した三角溝を形成することによって圧力損失を軽減することができ、その分、デフューザの吐出圧力であるジェットポンプ出口における全水頭Hcを大きくすることができる。このため、N比の上昇によるジェットポンプの効率の向上が可能となる。   By forming the triangular groove described above, the pressure loss can be reduced, and accordingly, the total head Hc at the jet pump outlet, which is the discharge pressure of the diffuser, can be increased. For this reason, the efficiency of the jet pump can be improved by increasing the N ratio.

上記の検討結果を反映した本発明の実施例を以下に説明する。   Examples of the present invention reflecting the above examination results 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から図8を用いて説明する。   A jet pump according to a first embodiment which is a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

本実施例のジェットポンプ13が適用される沸騰水型原子炉(BWR)の概略の構造を、まず、図1及び図2により説明する。   A schematic structure of a boiling water reactor (BWR) to which the jet pump 13 of this embodiment is applied will be described first with reference to FIGS.

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。複数の燃料集合体(図示せず)が装荷された炉心3が、炉心シュラウド3によって取り囲まれている。気水分離器4及び蒸気乾燥器5が原子炉圧力容器1内で炉心2の上方に配置される。ジェットポンプ13が、原子炉圧力容器1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内に配置される。原子炉圧力容器1には、再循環系配管9及び再循環ポンプ10を有する再循環系が設けられる。再循環系ポンプ10が設けられた再循環系配管9は、一端が原子炉圧力容器1に接続されてダウンカマ6に連絡され、他端がダウンカマ7内に配置されたライザ管11に接続される。分岐管12がライザ管11の上端に接続され、分岐管12には、二基のジェットポンプ13のそれぞれのノズルホルダ18が接続される。主蒸気配管7及び給水配管8が原子炉圧力容器1に接続される。1つの分岐管12にそれぞれのノズルホルダ18が接続される二基のジェットポンプ13は、1本のライザ管11の両側に配置される。   The BWR has a reactor pressure vessel (reactor vessel) 1 and a reactor core shroud 3 is installed in the reactor pressure vessel 1. A core 3 loaded with a plurality of fuel assemblies (not shown) is surrounded by a core shroud 3. A steam separator 4 and a steam dryer 5 are disposed above the core 2 in the reactor pressure vessel 1. A jet pump 13 is disposed in an annular downcomer 6 formed between the reactor pressure vessel 1 and the core shroud 3. The reactor pressure vessel 1 is provided with a recirculation system having a recirculation system pipe 9 and a recirculation pump 10. A recirculation system pipe 9 provided with a recirculation system pump 10 has one end connected to the reactor pressure vessel 1 and connected to the downcomer 6, and the other end connected to a riser pipe 11 disposed in the downcomer 7. . The branch pipe 12 is connected to the upper end of the riser pipe 11, and the nozzle holders 18 of the two jet pumps 13 are connected to the branch pipe 12. A main steam pipe 7 and a water supply pipe 8 are connected to the reactor pressure vessel 1. Two jet pumps 13 each having a nozzle holder 18 connected to one branch pipe 12 are arranged on both sides of one riser pipe 11.

原子炉圧力容器1内の上部に存在する冷却水(被駆動流体)は、給水配管8から原子炉圧力容器1に供給された給水38と混合されてダウンカマ6内を下降する。この冷却水31は、再循環ポンプ10の駆動によって再循環系配管9内に流入し、再循環ポンプ10によって昇圧される。この昇圧された冷却水8を、便宜的に、駆動水(駆動流体)という。この駆動水32は、再循環系配管9、ライザ管11及び分岐管12を通ってジェットポンプ13のノズル14からベルマウス15内に向って噴出される。ノズル14の周囲に存在する、ダウンカマ6内の冷却水31は、駆動水32の噴出によって、ベルマウス15からスロート16内に吸い込まれる。この冷却水31は、駆動水32と共にスロート16内を下降し、デフューザ17から吐出される。デフューザ17から吐出された冷却水(冷却水31及び駆動水10を含む)を、冷却水33と称する。冷却水33は、下部プレナム21を経て炉心2に供給される。冷却水33は、炉心2を通過する際に加熱されて水及び蒸気を含む二相流となる。気水分離器4は蒸気と水を分離する。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7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。この水は、給水38として給水配管8より原子炉圧力容器1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31となる。   The cooling water (driven fluid) existing in the upper part of the reactor pressure vessel 1 is mixed with the feed water 38 supplied to the reactor pressure vessel 1 from the feed water pipe 8 and descends in the downcomer 6. The cooling water 31 flows into the recirculation pipe 9 by driving the recirculation pump 10 and is boosted by the recirculation pump 10. The raised cooling water 8 is referred to as driving water (driving fluid) for convenience. The drive water 32 is ejected from the nozzle 14 of the jet pump 13 into the bell mouth 15 through the recirculation system pipe 9, the riser pipe 11 and the branch pipe 12. The cooling water 31 in the downcomer 6 existing around the nozzle 14 is sucked into the throat 16 from the bell mouth 15 by the ejection of the driving water 32. The cooling water 31 descends in the throat 16 together with the driving water 32 and is discharged from the diffuser 17. The cooling water (including the cooling water 31 and the driving water 10) discharged from the diffuser 17 is referred to as cooling water 33. The cooling water 33 is supplied to the core 2 through the lower plenum 21. The cooling water 33 is heated when passing through the core 2 and becomes a two-phase flow containing water and steam. The steam separator 4 separates steam and water. The separated steam is further dehumidified by the steam dryer 5 and discharged to the main steam pipe 7. This steam is guided to a steam turbine (not shown) to rotate the steam turbine. The steam discharged from the steam turbine is condensed into water by a condenser (not shown). This water is supplied into the reactor pressure vessel 1 from the water supply pipe 8 as water supply 38. The water separated by the steam separator 4 and the steam dryer 5 falls and becomes cooling water 31.

ノズル14等を有するジェットポンプ13は、再循環ポンプ10の動力を駆動水32から冷却水31に効果的に伝え、ジェットポンプ13から吐出される冷却水33の流量を駆動水32の流量よりも増大させる。具体的には、駆動水32は、炉心2に供給する冷却水33の流量を増加するために用いられる。再循環ポンプ10によって与えられた駆動水32の運動エネルギーが冷却水31に有効に作用すると、冷却水31が駆動されて冷却水33の流量が更に増加する。そのため、駆動水32の運動エネルギーが増加するようにノズル14の出口における駆動水32の流速を増加させると共に、スロート16で流路断面積をベルマウス15の上端部に位置する開放端のそれよりも小さくすることにより冷却水31の速度を増加して静圧を減圧させる。これにより、冷却水31をスロート16に吸い込むことができ、少ない動力で必要な炉心流量を確保することができる。   The jet pump 13 having the nozzle 14 and the like effectively transmits the power of the recirculation pump 10 from the driving water 32 to the cooling water 31, and the flow rate of the cooling water 33 discharged from the jet pump 13 is larger than the flow rate of the driving water 32. Increase. Specifically, the driving water 32 is used to increase the flow rate of the cooling water 33 supplied to the core 2. When the kinetic energy of the driving water 32 given by the recirculation pump 10 acts on the cooling water 31 effectively, the cooling water 31 is driven and the flow rate of the cooling water 33 further increases. Therefore, the flow velocity of the drive water 32 at the outlet of the nozzle 14 is increased so that the kinetic energy of the drive water 32 increases, and the flow path cross-sectional area of the throat 16 is larger than that of the open end located at the upper end of the bell mouth 15. Also, the static pressure is reduced by increasing the speed of the cooling water 31. As a result, the cooling water 31 can be sucked into the throat 16 and a necessary core flow rate can be secured with a small amount of power.

なお、図2には、ジェットポンプ13の性能を評価する上で必要となる前述の(2)式及び(3)式に用いられる変数を該当する部位に併せて記した。   In FIG. 2, variables used in the above formulas (2) and (3) necessary for evaluating the performance of the jet pump 13 are shown together with corresponding portions.

本実施例のジェットポンプ13を、図3から図8を用いて詳細に説明する。ジェットポンプ13は、図3に示すように、ノズル14、ベルマウス15、スロート16、デフューザ17及びノズルホルダ18を有する。5本のノズル14が、分岐管12に接続されるノズルホルダ18に取り付けられ、ノズルホルダ18から下方に向かって伸びている。ベルマウス15は、ノズル14の下方に配置される。ノズルホルダ18は、ベルマウス15の上端部に設けられてベルマウス15の半径方向に配置された複数の固定板19(図2参照)によって支持される。ベルマウス15は下端から上端に向って拡がっている。ジェットポンプ13は、ベルマウス15より下方にスロート16及びデフューザ17を配置している。スロート16はベルマウス14の下端に接続され、デフューザ17はスリップジョイント部19でスロート16の下端部に接続される。   The jet pump 13 of the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS. As shown in FIG. 3, the jet pump 13 includes a nozzle 14, a bell mouth 15, a throat 16, a diffuser 17, and a nozzle holder 18. Five nozzles 14 are attached to a nozzle holder 18 connected to the branch pipe 12 and extend downward from the nozzle holder 18. The bell mouth 15 is disposed below the nozzle 14. The nozzle holder 18 is supported by a plurality of fixing plates 19 (see FIG. 2) provided at the upper end of the bell mouth 15 and arranged in the radial direction of the bell mouth 15. The bell mouth 15 extends from the lower end toward the upper end. The jet pump 13 has a throat 16 and a diffuser 17 disposed below the bell mouth 15. The throat 16 is connected to the lower end of the bell mouth 14, and the diffuser 17 is connected to the lower end of the throat 16 at the slip joint portion 19.

スロート16は、上端から下端に向って混合部である第1直管部16A,テーパ管(結合管部)16B及び挿入管部(第2直管部)16Cを有する。第1直管部16Aは、ベルマウス15の下端に接続され、ジェットポンプ13のベルマウス15の上端より下方で最も流路断面積が小さくなっている。テーパ管16Bは、第1直管部16Aの下端に接続され、下方に向かって流路断面積が拡大している。第2直管部である挿入管部16Cは、テーパ管16Bの下端に接続され、デフューザ17の上端部に設けられるスリップジョイント部19内に挿入されてデフューザ17に接続される(図3参照)。第1直管部16A及び挿入管部16Cは、入口から出口に向って内径が実質的に同じになっている。   The throat 16 includes a first straight pipe portion 16A, a taper tube (coupling pipe portion) 16B, and an insertion pipe portion (second straight pipe portion) 16C which are mixing portions from the upper end toward the lower end. The first straight pipe portion 16A is connected to the lower end of the bell mouth 15 and has the smallest channel cross-sectional area below the upper end of the bell mouth 15 of the jet pump 13. The taper pipe 16B is connected to the lower end of the first straight pipe portion 16A, and the flow path cross-sectional area is expanded downward. The insertion pipe part 16C, which is the second straight pipe part, is connected to the lower end of the taper pipe 16B, inserted into the slip joint part 19 provided at the upper end part of the diffuser 17, and connected to the diffuser 17 (see FIG. 3). . The first straight pipe portion 16A and the insertion pipe portion 16C have substantially the same inner diameter from the inlet toward the outlet.

ジェットポンプ13は、ベルマウス15の内面に複数の三角溝20Aを、第直管部16Aの内面に複数の三角溝20Bを、挿入管部16Cの内面に複数の三角溝20Cをそれぞれ形成している。三角溝20A,20B及び20Cは、該当する箇所で、周方向に等間隔で平行に配置されている。三角溝20A,20B及び20Cは、ジェットポンプ13の軸方向に伸びている。 The jet pump 13 forms a plurality of triangular grooves 20A on the inner surface of the bell mouth 15, a plurality of triangular grooves 20B on the inner surface of the first straight pipe portion 16A, and a plurality of triangular grooves 20C on the inner surface of the insertion pipe portion 16C. ing. The triangular grooves 20A, 20B, and 20C are arranged in parallel at equal intervals in the circumferential direction at the corresponding locations. The triangular grooves 20 </ b> A, 20 </ b> B, and 20 </ b> C extend in the axial direction of the jet pump 13.

複数の三角溝20Aは、ベルマウス15の上端からその下端に掛けてスロート16の軸方向において連続して内面に形成されている。図4はベルマウス15を上方より見た状態を示しており、三角溝20Aがベルマウス15の周方向に並んで配置されている。三角溝20Aはベルマウス15の上端部に形成されている曲面にも形成されている。複数の三角溝20Bが、第1直管部16Bの上端からその下端に掛けてスロート16の軸方向において連続して形成され(図3参照)、図5に示すように、第1直管部16の周方向に配置されている。各三角溝20Bは、図7に示すように、テーパ管16Bの上端部の僅かな範囲でも形成されている。テーパ管16が下方に向かって流路断面積が拡大されている関係上、各三角溝20Bの深さが三角溝20Bの下端に向うほど浅くなっている。複数の三角溝20Cは、図8に示すように、テーパ管16の下端部から挿入管部16Cの下端に掛けてスロート16の軸方向において連続して形成されている。各三角溝20Cの上端部での溝の深さは、三角溝20Cの上端に向うほど浅くなっている。 The plurality of triangular grooves 20 </ b> A are formed on the inner surface continuously from the upper end of the bell mouth 15 to the lower end thereof in the axial direction of the throat 16. FIG. 4 shows a state where the bell mouth 15 is viewed from above, and the triangular grooves 20 </ b> A are arranged side by side in the circumferential direction of the bell mouth 15. The triangular groove 20 </ b> A is also formed on a curved surface formed at the upper end of the bell mouth 15. A plurality of triangular grooves 20B are continuously formed in the axial direction of the throat 16 from the upper end of the first straight pipe portion 16B to the lower end thereof (see FIG. 3). As shown in FIG. 16 A is arranged in the circumferential direction. As shown in FIG. 7, each triangular groove 20B is also formed in a slight range of the upper end portion of the tapered tube 16B. Since the flow path cross-sectional area of the tapered tube 16 is expanded downward, the depth of each triangular groove 20B becomes shallower toward the lower end of the triangular groove 20B. As shown in FIG. 8, the plurality of triangular grooves 20 </ b> C are continuously formed in the axial direction of the throat 16 from the lower end portion of the tapered tube 16 to the lower end of the insertion tube portion 16 </ b> C. The depth of the groove at the upper end of each triangular groove 20C is shallower toward the upper end of the triangular groove 20C.

三角溝20Bの底部の角度θ(図6参照)は90°である。三角溝20A及び20Cの底部の角度θも90°である。三角溝20A,20B.20Cの各深さhは、(8)式の関係を満足する1.0mmである。   The angle θ (see FIG. 6) at the bottom of the triangular groove 20B is 90 °. The angle θ at the bottom of the triangular grooves 20A and 20C is also 90 °. Triangular grooves 20A, 20B. Each depth h of 20C is 1.0 mm that satisfies the relationship of the equation (8).

第1直管部16Aの内径は、ベルマウス15の開放端での内径及び挿入管部16Cの内径よりも小さくなっている。これらの内径は、隣り合う三角溝の間に形成された各三角突起22(図6参照)の頂点を結んで形成される円の直径である。   The inner diameter of the first straight pipe portion 16A is smaller than the inner diameter at the open end of the bell mouth 15 and the inner diameter of the insertion pipe portion 16C. These inner diameters are the diameters of circles formed by connecting the apexes of the respective triangular protrusions 22 (see FIG. 6) formed between adjacent triangular grooves.

分岐管12からノズルホルダ18内に導かれた流量Qaの駆動水32は、5本のノズル14からそれぞれ噴出流34となって噴射される。これらの噴出流34はベルマウス15を経て第1直管部16A内に達する。各ノズル14から噴出流34が噴射されることによって、ダウンカマ6内でノズル14の周囲に存在する冷却水31、すなわち、被駆動水36がノズル14とベルマウス15の間を通ってベルマウス15内に流入し、第1直管部16A内に達する。噴出流34の噴射によってベルマウス15内に吸引される被駆動水36の流量は、Qbである。流量Qbは流量Qaよりも多くなっている。噴射された駆動水32、及び被駆動水36は、第1直管部16A内で混合されてテーパ管16B及び挿入管部16C内を経てデフューザ17内に導かれ、デフューザ17の下端から下部プレナム21内に冷却水33として排出される。この冷却水33は炉心2に供給される。   The driving water 32 having a flow rate Qa guided from the branch pipe 12 into the nozzle holder 18 is ejected from the five nozzles 14 as ejection flows 34, respectively. These jets 34 reach the first straight pipe portion 16 </ b> A through the bell mouth 15. By ejecting the jet stream 34 from each nozzle 14, the cooling water 31 existing around the nozzle 14 in the downcomer 6, that is, the driven water 36 passes between the nozzle 14 and the bell mouth 15 and bell bell mouth 15. Into the first straight pipe portion 16A. The flow rate of the driven water 36 sucked into the bell mouth 15 by the jet of the jet stream 34 is Qb. The flow rate Qb is larger than the flow rate Qa. The jetted driving water 32 and the driven water 36 are mixed in the first straight pipe portion 16A, guided to the diffuser 17 through the tapered pipe 16B and the insertion pipe portion 16C, and from the lower end of the diffuser 17 to the lower plenum. 21 is discharged as cooling water 33. This cooling water 33 is supplied to the core 2.

本実施例のジェットポンプ13は、スロート16の挿入管部16Cを直管にしているので、ジェットポンプの効率を向上させることができる。このジェットポンプの効率向上を、図9を用いて説明する。   In the jet pump 13 of this embodiment, since the insertion pipe portion 16C of the throat 16 is a straight pipe, the efficiency of the jet pump can be improved. The efficiency improvement of this jet pump will be described with reference to FIG.

図9は、デフューザに挿入される、スロートの挿入管部の形状を変えて水を流した場合の実験結果を示している。図9の実線は、挿入管部が直管になっている挿入管部16Cを有するジェットポンプ(第1ジェットポンプという)におけるジェットポンプ効率を示している。挿入管部16Cの内面には、実施例1のように、底部の角度θが90°である複数の三角溝20Cが形成されている。なお、第1ジェットポンプは、ベルマウス及びスロートの第1直管部の内面には、三角溝を形成していない。第1ジェットポンプで直管の挿入管部16Cの内面に三角溝20Cを形成していないジェットポンプ(第2ジェットポンプという)を用いた実験を行ったが、図9に示す実線の結果を得た。図9の破線は、従来のジェットポンプ、すなわち、ベルマウス及びスロートの第1直管部の内面には、三角溝を形成していなく、スロートの挿入管部の内面が挿入管部の下端まで末広がりになっており、その挿入管部の内面に三角溝が形成されていない従来のジェットポンプ(第3ジェットポンプという)におけるジェットポンプ効率を示している。   FIG. 9 shows an experimental result when water is flowed by changing the shape of the insertion tube portion of the throat inserted into the diffuser. The solid line in FIG. 9 indicates the jet pump efficiency in a jet pump (referred to as a first jet pump) having an insertion tube portion 16C in which the insertion tube portion is a straight tube. As in the first embodiment, a plurality of triangular grooves 20C having a bottom angle θ of 90 ° are formed on the inner surface of the insertion tube portion 16C. In the first jet pump, no triangular groove is formed on the inner surfaces of the first straight pipe portions of the bell mouth and the throat. An experiment using a jet pump (referred to as a second jet pump) in which the triangular groove 20C is not formed on the inner surface of the straight insertion tube portion 16C was performed with the first jet pump, and the solid line result shown in FIG. 9 was obtained. It was. The broken line in FIG. 9 indicates that a conventional jet pump, that is, the inner surface of the first straight pipe part of the bell mouth and the throat does not have a triangular groove, and the inner surface of the insertion pipe part of the throat extends to the lower end of the insertion pipe part. This shows the jet pump efficiency in a conventional jet pump (referred to as a third jet pump) which is widened at the end and has no triangular groove formed on the inner surface of the insertion tube portion.

以上の実験結果によれば、挿入管部が直管である第1及び第2ジェットポンプは、挿入管部内面に三角溝のあるなしに拘らず、第3ジェットポンプに比べてジェットポンプの効率が向上する。これは、前述したように、直管の挿入管部によって、外側への広がりが少ない真下に流れる冷却水流をデフューザの入口部で形成することができてデフューザ内への冷却水の押し込み力が増すためである。   According to the above experimental results, the efficiency of the first and second jet pumps, in which the insertion tube portion is a straight tube, is higher than that of the third jet pump regardless of whether the inner surface of the insertion tube portion has a triangular groove. Will improve. As described above, the straight pipe insertion pipe portion can form a cooling water flow that flows underneath with little spread outward at the inlet portion of the diffuser, and the pushing force of the cooling water into the diffuser increases. Because.

第2直管部である挿入管部16Cの内面に三角溝20Cを形成しているので、ジェットポンプ13の振動を抑制することができる。この振動抑制を、図10を用いて説明する。   Since the triangular groove 20C is formed on the inner surface of the insertion tube portion 16C that is the second straight tube portion, vibration of the jet pump 13 can be suppressed. This vibration suppression will be described with reference to FIG.

図10は、図9に示す実験結果を得た三種類のジェットポンプ、すなわち、第1、第2及び第3ジェットポンプにおける振動を確認するための実験結果を示している。縦軸は、圧力変動の元となるノズル内の変動圧力に対するスロート出口部の変動圧力の割合を示している。つまり、縦軸はスロート内での圧力変動の減衰率を表している。図10に示された実験結果によれば、第3ジェットポンプ(挿入管部:末広がり通路)は、スロート出口部での圧力変動が最も大きくなっている。第1ジェットポンプ(挿入管部:直管(90°三角溝あり))及び第2ジェットポンプ(挿入管部:直管(三角溝なし))は、第3ジェットポンプよりもスロート出口部での圧力変動が小さくなっており、第1ジェットポンプにおけるスロート出口部での圧力変動が最も小さい。
本実施例は、ベルマウス15の内面にも三角溝20Aを形成しているので、ジェットポンプ13の効率をさらに向上させることができる。ベルマウス15に三角溝20Aを形成することによって、減圧域がリング状とはならずに、凹凸のあるものとなる。三角溝20A内は流動抵抗が大きく流速が遅くなるため、三角溝20A内の減圧域が小さくなって流路抵抗が減少し、さらに、クラッドの付着が抑制され、性能維持が可能になる。
FIG. 10 shows experimental results for confirming vibrations in the three types of jet pumps that obtained the experimental results shown in FIG. 9, that is, the first, second, and third jet pumps. The vertical axis shows the ratio of the fluctuating pressure at the throat outlet to the fluctuating pressure in the nozzle that is the source of pressure fluctuation. That is, the vertical axis represents the attenuation rate of the pressure fluctuation in the throat. According to the experimental results shown in FIG. 10, the third jet pump (insertion pipe portion: end spreading passage) has the largest pressure fluctuation at the throat outlet portion. The first jet pump (insertion pipe part: straight pipe (with 90 ° triangular groove)) and the second jet pump (insertion pipe part: straight pipe (without triangular groove)) are located at the throat outlet part more than the third jet pump. The pressure fluctuation is small, and the pressure fluctuation at the throat outlet in the first jet pump is the smallest.
In this embodiment, since the triangular groove 20A is also formed on the inner surface of the bell mouth 15, the efficiency of the jet pump 13 can be further improved. By forming the triangular groove 20 </ b> A in the bell mouth 15, the decompression region does not have a ring shape but becomes uneven. Since the flow resistance is large and the flow velocity is slow in the triangular groove 20A, the decompression area in the triangular groove 20A is reduced, the flow resistance is reduced, and further, adhesion of the clad is suppressed, and the performance can be maintained.

本実施例は、第1直管部16Aの内面にも三角溝20Bを形成しているので、振動低減効果を得ることができる。   In the present embodiment, since the triangular groove 20B is formed also on the inner surface of the first straight pipe portion 16A, a vibration reduction effect can be obtained.

ベルマウス15と第1直管部16Aの接続部近傍では、縮流に起因して発生する減圧域が三角溝20B内に形成される。ベルマウス15内に流入した冷却水に含まれているクラッドは、三角溝20B内の減圧域に面する三角溝20Bの表面に付着しようとする。しかしながら、ベルマウス15に形成された三角溝20Aに連続して連なる三角溝20B内を冷却水が流れているので、減圧域での三角溝20Bの表面へのクラッドの付着が抑制される。   In the vicinity of the connecting portion between the bell mouth 15 and the first straight pipe portion 16A, a reduced pressure region generated due to the contracted flow is formed in the triangular groove 20B. The clad contained in the cooling water flowing into the bell mouth 15 tends to adhere to the surface of the triangular groove 20B facing the reduced pressure region in the triangular groove 20B. However, since the cooling water flows in the triangular groove 20B continuously connected to the triangular groove 20A formed in the bell mouth 15, the adhesion of the clad to the surface of the triangular groove 20B in the reduced pressure region is suppressed.

なお、第1直管部16Aの下流に位置するテーパ管16Bの内面の、軸方向の大部分には、三角溝を形成していない。これは、テーパ管16Bの上流に位置する第1直管部16Aの内面に形成された三角溝20Bの効果により、テーパ管16Bに流入する冷却水が、第1直管部16Aの三角溝20Bの内面近傍で整流されて安定化されているからである。   Note that triangular grooves are not formed in most of the inner surface of the tapered tube 16B located downstream of the first straight tube portion 16A in the axial direction. This is because the cooling water flowing into the taper pipe 16B is caused by the effect of the triangular groove 20B formed on the inner surface of the first straight pipe portion 16A located upstream of the taper pipe 16B. This is because it is rectified and stabilized in the vicinity of the inner surface.

第1直管部16Aとテーパ管16Bの接続部では三角溝20Bの深さがテーパ管16B側の一端に向かって浅くなり、テーパ管16Bと挿入管部16Cの接続部では三角溝20Cの深さがテーパ管16B側の一端に向かって浅くなっている。このように、三角溝20B,20Cの深さhを一端に向かって浅くすることによって、スロート16での流路断面積が変化する部分における圧力損失を軽減することができる。   At the connecting portion between the first straight pipe portion 16A and the tapered tube 16B, the depth of the triangular groove 20B becomes shallower toward one end on the tapered tube 16B side, and at the connecting portion between the tapered tube 16B and the insertion tube portion 16C, the depth of the triangular groove 20C. Is shallower toward one end on the tapered tube 16B side. In this manner, by reducing the depth h of the triangular grooves 20B and 20C toward one end, the pressure loss at the portion where the flow path cross-sectional area at the throat 16 changes can be reduced.

ベルマウス15、第直管部16A及び挿入管部16Cに三角溝20A,20B及び20Cを形成した本実施例のジェットポンプ13と三角溝20A,20B及び20Cのいずれも形成していないジェットポンプのそれぞれを対象にしたM比とジェットポンプの効率及びスロート内の圧力変動の関係を、図13に示す。実線で示す特性41及び42は直管の挿入管部16Cを有し、さらに三角溝20A,20B及び20Cを形成した本実施例のジェットポンプ13に対する特性である。破線で示す特性43及び44は内部に末広がりの通路を形成した挿入管部を有して三角溝20A,20B及び20Cを形成していないジェットポンプに対する特性である。特性41及び43はM比に対するジェットポンプ効率の変化を示しており、特性42及び44はM比に対するスロート内の圧力変動の変化を示している。 The jet pump 13 of the present embodiment in which the triangular mouth 20A, 20B and 20C are formed in the bell mouth 15, the first straight pipe portion 16A and the insertion pipe portion 16C and the jet pump in which none of the triangular grooves 20A, 20B and 20C is formed. FIG. 13 shows the relationship between the M ratio, the jet pump efficiency, and the pressure fluctuation in the throat for each of the above. Characteristics 41 and 42 indicated by solid lines are characteristics with respect to the jet pump 13 of the present embodiment having the straight pipe insertion pipe portion 16C and further forming the triangular grooves 20A, 20B and 20C. Characteristics 43 and 44 indicated by broken lines are characteristics for a jet pump that has an insertion pipe portion in which a diverging passage is formed inside and does not form triangular grooves 20A, 20B, and 20C. Characteristics 41 and 43 show changes in jet pump efficiency with respect to M ratio, and characteristics 42 and 44 show changes in pressure fluctuation in the throat with respect to M ratio.

直管の挿入管部16Cを有して三角溝20A,20B及び20Cを形成したジェットポンプ13の最大ジェットポンプ効率は、内部に末広がりの通路を形成した挿入管部を有して三角溝20A,20B及び20Cを形成していないジェットポンプのそれよりも高くなる。前者の効率は後者の効率より約2%上昇した。ジェットポンプ13の最大ジェットポンプ効率は、ベルマウス15の内面に三角溝を形成しているので、直管の挿入管部16Cによってもたらされる最大ジェットポンプ効率をさらに高めることができる。直管の挿入管部16Cを有して三角溝20A,20B及び20Cを形成したジェットポンプ13におけるスロート内の圧力変動は、内部に末広がりの通路を形成した挿入管部を有して三角溝20A,20B及び20Cを形成していないジェットポンプのそれよりも小さくなった。本実施例のジェットポンプ13の流力振動が小さくなる。ジェットポンプ13の流力振動は、第1直管部16Aの内面に形成された三角溝20Bによる振動低減効果が加味されるので、直管の挿入管部16Cによってもたらされる振動の低減よりもさらに低減される。   The maximum jet pump efficiency of the jet pump 13 having the straight pipe insertion pipe portion 16C and forming the triangular grooves 20A, 20B, and 20C is as follows. It becomes higher than that of the jet pump that does not form 20B and 20C. The former efficiency is about 2% higher than the latter efficiency. The maximum jet pump efficiency of the jet pump 13 is such that a triangular groove is formed on the inner surface of the bell mouth 15, so that the maximum jet pump efficiency provided by the straight pipe insertion pipe portion 16C can be further increased. The pressure fluctuation in the throat in the jet pump 13 having the straight pipe insertion pipe portion 16C and forming the triangular grooves 20A, 20B and 20C has an insertion pipe portion in which a diverging passage is formed, and the triangular groove 20A. , 20B and 20C are smaller than that of the jet pump. The hydrodynamic vibration of the jet pump 13 of this embodiment is reduced. The hydrodynamic vibration of the jet pump 13 takes into account the vibration reduction effect due to the triangular groove 20B formed on the inner surface of the first straight pipe portion 16A, so that it is even more than the reduction in vibration caused by the straight pipe insertion pipe portion 16C. Reduced.

既設のBWRにおいてジェットポンプのスロートを図3に示すスロート16に交換することによって、既設のBWRの原子炉圧力容器1内に設置されているジェットポンプをジェットポンプ13に改造することができる。この改造により、既設のBWRのジェットポンプの効率を著しく増大させることができ、既設のBWRにおいて炉心2に供給する冷却水33の流量を著しく増加できる。改造されたジェットポンプ13を有する既設のBWRは、出力増加幅の大きな出力向上を容易に実現することができる。ベルマウス及びスロートは、スロートをスリップジョイント部19から引き抜くことによって、三角溝を内面に形成したベルマウス15及びスロート16と容易に交換することができる。   By replacing the throat of the jet pump with the throat 16 shown in FIG. 3 in the existing BWR, the jet pump installed in the reactor pressure vessel 1 of the existing BWR can be modified to the jet pump 13. By this modification, the efficiency of the existing BWR jet pump can be remarkably increased, and the flow rate of the cooling water 33 supplied to the core 2 in the existing BWR can be remarkably increased. The existing BWR having the modified jet pump 13 can easily realize output improvement with a large output increase range. The bell mouth and the throat can be easily exchanged for the bell mouth 15 and the throat 16 in which the triangular groove is formed on the inner surface by pulling out the throat from the slip joint portion 19.

本実施例のジェットポンプ13において、三角溝20A,20B及び20Cのそれぞれの深さhを(9)式の範囲に含まれる、例えば、1.5mmにすることによってスロート16の圧力損失をさらに低下させることができ、ジェットポンプ13のさらなる効率向上に貢献する。   In the jet pump 13 of the present embodiment, the pressure loss of the throat 16 is further reduced by setting the depth h of each of the triangular grooves 20A, 20B and 20C within the range of the formula (9), for example, 1.5 mm. This contributes to further improvement in the efficiency of the jet pump 13.

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14を用いて説明する。本実施例のジェットポンプ13Aは、実施例1のジェットポンプ13において第1直管部16Aの内面に形成された三角溝20Bを実質的に取り除いた構造を有する。ジェットポンプ13Aの他の構成は、ジェットポンプ13と同じである。   A jet pump according to embodiment 2, which is another embodiment of the present invention, will be described with reference to FIG. The jet pump 13A of the present embodiment has a structure in which the triangular groove 20B formed on the inner surface of the first straight pipe portion 16A in the jet pump 13 of the first embodiment is substantially removed. The other configuration of the jet pump 13A is the same as that of the jet pump 13.

ベルマウス15の内面に形成された各三角溝20A及び挿入管部16Cの内面に形成された各三角溝20Cの底部の角度は90°であり、それらの深さhは、(8)式の範囲を満足する1.0mmである。ベルマウス15の内面に形成された各三角溝20Aは、下端部において、第1直管部16A側の一端に向って深さhが第1直管部16Aの内面に一致するように徐々に浅くなっている。   The angle of the bottom of each triangular groove 20A formed on the inner surface of the bell mouth 15 and each triangular groove 20C formed on the inner surface of the insertion tube portion 16C is 90 °, and their depth h is expressed by the equation (8). It is 1.0 mm that satisfies the range. Each triangular groove 20A formed on the inner surface of the bell mouth 15 is gradually formed at the lower end so that the depth h coincides with the inner surface of the first straight pipe portion 16A toward one end on the first straight pipe portion 16A side. It is shallow.

本実施例のジェットポンプ13Aは、第2直管部16Aの内面に三角溝20Bを形成することによって得られる効果を除いて、実施例1のジェットポンプ13で生じる各効果を得ることができる。   The jet pump 13A of the present embodiment can obtain each effect produced by the jet pump 13 of the first embodiment, except for the effect obtained by forming the triangular groove 20B on the inner surface of the second straight pipe portion 16A.

ベルマウス15及び挿入管部16Cに三角溝20A及び20Cを形成した本実施例のジェットポンプ13Aと三角溝20A,20B及び20Cのいずれも形成していないジェットポンプのそれぞれを対象にしたM比とジェットポンプの効率の関係を、図15に示す。実線で示す特性45は三角溝20A及び20Cを形成したジェットポンプ13Aに対する特性である。破線で示す特性46は三角溝20A,20B及び20Cを形成していないジェットポンプに対する特性である。ジェットポンプ13Aの最大ジェットポンプ効率は、三角溝20A,20B及び20Cを形成していないジェットポンプのそれよりも高くなる。   M ratio for each of the jet pump 13A of the present embodiment in which triangular grooves 20A and 20C are formed in the bell mouth 15 and the insertion tube portion 16C and the jet pump in which none of the triangular grooves 20A, 20B and 20C is formed. The relationship between the efficiency of the jet pump is shown in FIG. A characteristic 45 indicated by a solid line is a characteristic for the jet pump 13A in which the triangular grooves 20A and 20C are formed. A characteristic 46 indicated by a broken line is a characteristic for a jet pump in which the triangular grooves 20A, 20B and 20C are not formed. The maximum jet pump efficiency of the jet pump 13A is higher than that of the jet pump that does not form the triangular grooves 20A, 20B, and 20C.

既設のBWRにおいてジェットポンプのスロートを図14に示すスロート16に交換することによって、既設のBWRの原子炉圧力容器1内に設置されているジェットポンプをジェットポンプ効率が向上したジェットポンプ13Aに改造することができる。   By replacing the throat of the jet pump with the throat 16 shown in FIG. 14 in the existing BWR, the jet pump installed in the reactor pressure vessel 1 of the existing BWR is modified to a jet pump 13A with improved jet pump efficiency. can do.

本実施例のジェットポンプ13Aにおいて、ベルマウス15の内面に形成された三角溝20Aを取り除いても良い。このジェットポンプは、スロート16の第2直管部である挿入管部16Cの内面に三角溝20Cを形成しており、ベルマウス15及び第1直管部16Aの各内面には三角溝が形成されていない。このジェットポンプは、第2直管部である挿入管部16Cの内面に三角溝20Cを形成しているので、ジェットポンプの効率を向上させることができ、且つジェットポンプの振動を抑制することができる。   In the jet pump 13A of the present embodiment, the triangular groove 20A formed on the inner surface of the bell mouth 15 may be removed. In this jet pump, a triangular groove 20C is formed on the inner surface of the insertion tube portion 16C, which is the second straight tube portion of the throat 16, and a triangular groove is formed on each inner surface of the bell mouth 15 and the first straight tube portion 16A. It has not been. In this jet pump, the triangular groove 20C is formed on the inner surface of the insertion pipe portion 16C which is the second straight pipe portion, so that the efficiency of the jet pump can be improved and vibration of the jet pump can be suppressed. it can.

沸騰水型原子炉の構成図である。It is a block diagram of a boiling water reactor. 図1に示す本発明の好適な一実施例である実施例1のジェットポンプの構成図である。It is a block diagram of the jet pump of Example 1 which is one suitable Example of this invention shown in FIG. 図2に示すジェットポンプの上部の拡大縦断面図である。FIG. 3 is an enlarged longitudinal sectional view of an upper part of the jet pump shown in FIG. 2. 図3及び図14のIV−IV矢視図である。It is the IV-IV arrow directional view of FIG.3 and FIG.14. 図3及び図14のV−V断面図である。It is VV sectional drawing of FIG.3 and FIG.14. 図5のVI部の拡大図である。FIG. 6 is an enlarged view of a VI part in FIG. 5. 図3のVII部の拡大図である。It is an enlarged view of the VII part of FIG. 図3のVIII部の拡大図である。It is an enlarged view of the VIII part of FIG. ジェットポンプのスロートの挿入管部の形状の違いによるジェットポンプ効率の変化を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the change of the jet pump efficiency by the difference in the shape of the insertion pipe part of the throat of a jet pump. ジェットポンプのスロートの挿入管部の形状の違いによるスロート出口部の変動圧力の変化を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the change of the fluctuation | variation pressure of the throat exit part by the difference in the shape of the insertion pipe part of the throat of a jet pump. 三角溝の深さに対する摩擦損失係数の変化を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the change of the friction loss coefficient with respect to the depth of a triangular groove. 三角溝の底部の角度と三角溝の深さとの関係を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the relationship between the angle of the bottom part of a triangular groove, and the depth of a triangular groove. 図3に示すジェットポンプのジェットポンプ効率及び圧力変動を従来のジェットポンプのこれらと対比して示した特性図である。It is the characteristic view which showed the jet pump efficiency and pressure fluctuation of the jet pump shown in FIG. 3 in contrast with these of the conventional jet pump. 本発明の他の実施例である実施例2のジェットポンプの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the jet pump of Example 2 which is another Example of this invention. 図14に示すジェットポンプのジェットポンプ効率を従来のジェットポンプのこれと対比して示した特性図である。It is the characteristic view which showed the jet pump efficiency of the jet pump shown in FIG. 14 in contrast with this of the conventional jet pump.

符号の説明Explanation of symbols

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、9…再循環系配管、10…再循環ポンプ、13,13A…ジェットポンプ、14…ノズル、15…ベルマウス、16…スロート、16A…第1直管部、16B…テーパ管、16C…挿入管部、17…デフューザ、18…ノズルホルダ、19…スリップジョイント部、20A,20B,20C…三角溝、31…冷却水、32…駆動水、34…噴出流、36…被駆動水。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Reactor pressure vessel, 2 ... Core, 3 ... Core shroud, 6 ... Downcomer, 9 ... Recirculation piping, 10 ... Recirculation pump, 13, 13A ... Jet pump, 14 ... Nozzle, 15 ... Bellmouth, 16 ... Throat, 16A ... first straight pipe part, 16B ... tapered pipe, 16C ... insertion pipe part, 17 ... diffuser, 18 ... nozzle holder, 19 ... slip joint part, 20A, 20B, 20C ... triangular groove, 31 ... cooling water 32 ... Drive water, 34 ... Jetted flow, 36 ... Driven water.

Claims (7)

駆動流体を噴出するノズルと、前記ノズルから噴射される前記駆動流体、及び前記ノズルの周囲から吸引される被駆動流体が内部を流れるベルマウス、スロート及びデフューザとを備え、
前記スロートが、前記ベルマウスに接続されて前記ベルマウスの開放端での内径よりも小さい内径を有する第1直管部、前記第1直管部の内径よりも大きな内径を有して前記デフューザに接続される第2直管部、及び前記第1直管部と前記第2直管部を接続し、前記第1直管部側の一端から前記第2直管部側の他端に向って内径が増大する結合管部を有し、
前記第2直管部が前記デフューザの上端部内に挿入されて前記第2直管部の下端において前記第2直管部の内面と前記デフューザの内面の間に段差が形成されており、
前記スロートの軸方向に伸びる複数の三角溝が前記第2直管部の周方向において前記第2直管部の内面に形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, the driving fluid ejected from the nozzle, and a bell mouth, a throat and a diffuser in which a driven fluid sucked from the periphery of the nozzle flows,
The throat has a first straight pipe portion connected to the bell mouth and having an inner diameter smaller than an inner diameter at an open end of the bell mouth, and has an inner diameter larger than the inner diameter of the first straight pipe portion, and the diffuser A second straight pipe portion connected to the first straight pipe portion, and the first straight pipe portion and the second straight pipe portion, and from one end on the first straight pipe portion side to the other end on the second straight pipe portion side. have a coupling pipe portion whose inner diameter increases Te,
The second straight pipe portion is inserted into the upper end portion of the diffuser, and a step is formed between the inner surface of the second straight pipe portion and the inner surface of the diffuser at the lower end of the second straight pipe portion,
Jet pump, wherein that you have formed on the inner surface of the second straight pipe portion in the circumferential direction of a plurality of triangular grooves extending in the axial direction of the throat is the second straight pipe portion.
前記複数の三角溝は、前記スロートの前記結合管部の内面及び前記第2直管部の内面のうち実質的に前記第2直管部の内面に形成されている請求項1に記載のジェットポンプ。 2. The jet according to claim 1, wherein the plurality of triangular grooves are formed substantially on an inner surface of the second straight pipe portion among an inner surface of the coupling pipe portion and an inner surface of the second straight pipe portion of the throat. pump. 複数の前記三角溝が前記ベルマウスの周方向において前記ベルマウスの内面に形成されている請求項1または2に記載のジェットポンプ。 The jet pump according to claim 1 or 2, wherein the plurality of triangular grooves are formed on an inner surface of the bell mouth in a circumferential direction of the bell mouth. 複数の前記三角溝が前記第1直管部の周方向において前記第1直管部の内面に形成されている請求項3に記載のジェットポンプ。 Jet pump according to claim 3 in which a plurality of the triangular groove is formed on the inner surface of the first straight pipe portion in the circumferential direction of the first straight pipe portion. 前記三角溝の底部の角度をθとするとき、前記三角溝の深さh(mm)が、
−1.5767・lnθ+8.1629≦h≦5.0mmを満足している請求項ないし4のいずれか1項に記載のジェットポンプ。
When the angle of the bottom of the triangular groove is θ, the triangular groove depth h (mm) is
-1.5767 · lnθ + 8.1629 ≦ h ≦ claims 1 satisfies the 5.0mm to jet pump according to any one of 4.
前記三角溝の深さh(mm)が、
−1.7219・lnθ+9.0299≦h≦5.0mmを満足している請求項5に記載のジェットポンプ。
A depth h (mm) of the triangular groove is
The jet pump according to claim 5, satisfying −1.7219 · lnθ + 9.0299 ≦ h ≦ 5.0 mm.
原子炉容器と、前記原子炉容器内に配置され、前記原子炉容器内に配置された炉心に冷却材を供給するジェットポンプとを備え、
前記ジェットポンプが、請求項1ないし6のいずれか1項に記載された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 jet pump that is disposed in the reactor vessel and that supplies coolant to a core disposed in the reactor vessel;
A nuclear reactor, wherein the jet pump is the jet pump according to any one of claims 1 to 6.
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