JP6162591B2 - ジェットポンプの振動抑制装置、ジェットポンプおよびその振動抑制方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施形態を示す沸騰水型原子炉(BWR)10の縦断面図であり、図2は、BWR10のダウンカマ部11に設けられるジェットポンプ12を示す概要図である。
第1の実施形態によれば、インレットミキサー管33とディフューザ34の結合部であるすべり継ぎ手40部において、ジェットポンプ12内の流体圧送圧力により生じるすき間流れによって発生する可能性のある自励振動を、インレットミキサー管33やディフューザ34を交換せずにジェットポンプ12の流動特性を維持しつつ抑制することができる。
次に、本発明の第2の実施形態について、図7ないし図9を参照して説明する。
偏心率=a/Hmin
Hmin:同心設置状態での最小すき間幅
a:同心設置状態での中心位置からの変位量
第2の実施形態では、振動抑制装置50Aを設置しても、インレットミキサー管33やディフューザ34の形状を変化させる必要がないため、それらを交換させる必要はなく、ジェットポンプ12の流動特性は維持され、第1の実施形態と同様な作用効果がある。
第2の実施形態において、エクステンションスリーブ53Aをインレットミキサー管33に対して偏心させて接触するよう設けるとして説明したが、第2の実施形態の変形例では、図10(A),(B)に示すように、エクステンションスリーブ53の内面の一部に突出部71を設けて、偏心させずに接触する構成とすることも可能である。
次に、本発明の第3の実施形態について、図11を参照して説明する。
本実施形態のジェットポンプ12Bの振動抑制装置50Bによれば、インレットミキサー管33とディフューザ34の結合部であるすべり継ぎ手40部において、ディフューザ34上部に設置する振動抑制装置50Bの据付性を向上させ、インレットミキサー管33やディフューザ34を交換せずにジェットポンプ12Bの流動特性を維持しつつ、ジェットポンプ12B内の流体圧送圧力により生じるすき間流れによって発生する可能性のある自励振動を抑制することができる。
第3の実施形態のジェットポンプの振動抑制装置50Bでは、差込みガイド60がエクステンションスリーブ53Bの下端部の内周に設けるものとして説明したが、第3の実施形態の変形例は、図12に示すように差込みガイド60Bをエクステンションスリーブ53B1の下端部外周側に設けたものである。
本変形例に示されたジェットポンプ12Bの振動抑制装置50Bにおいても、エクステンションスリーブ53B1の下端部外周側に差込みガイド60Bを一体に備えることで、振動抑制装置50Bの据付性を向上させて、ディフューザ34上部に設置することができる。ジェットポンプ12Bの流動特性を維持しつつ、インレットミキサー管33やディフューザ34を交換することなく、ジェットポンプ12B内の流体圧送圧力によるすき間流れによって発生する可能性のある自励振動を抑制することができる。
図13ないし図15は、本発明の第4の実施形態に係るジェットポンプの振動抑制装置を示す構成図である。
q(y):流量振幅、
h(y):すき間量、
y:すき間流路の軸方向距離、
e:すき間壁面の振幅、
qw:すき間壁面の速度振幅、
ω:角振動数
β:流路の有効圧力損失係数、
γ:無次元摩擦係数、
ζin:流路入口圧力損失係数、
ζex:流路出口圧力損失係数、
である。
またy=0はすき間流路の入口を、y=1はすき間流路の出口を意味する。
以上の支配方程式、式(1)〜式(4)を連成させ、すき間流路の流路方向に積分することで、非定常流体力の支配方程式を得ることができる。
An,Bnは、式(1)の右辺、第1項(流路振幅q(y)に比例する項)の係数から、
Dnは、式(1)の右辺第2項(流路振幅q(y)の傾きの項)の係数から、
Enは、式(1)の右辺第3項(すき間壁面(変位)の拡幅eの項)の係数から、また、
Gnは、離散化させた式(2)のすき間壁面の速度振幅qwから、それぞれ導かれる。
式(9)より入口で流量振幅は以下の形で導出される。
本実施形態によれば、インレットミキサー管33とディフューザ34の結合部であるすべり継ぎ手40部において、ジェットポンプ12C内の圧送圧力によりすき間流路48に生じるすき間流れによって発生する可能性のある自励振動の発生限界流量を増加させて、自励振動に対する余裕度を広げ振動抑制効果を持たせることができる。
図17および図18は、本発明の第5の実施形態に係るジェットポンプの振動抑制装置を示す縦断面図および平断面図である。
本実施形態によれば、インレットミキサー管33とディフューザ34の結合部であるすべり継ぎ手40部において、ジェットポンプ12D内の圧送圧力により生じるすき間流路のすき間流れによって発生する可能性のある自励振動の発生限界流量を増加させることができ、自励起振動に対する余裕度を広げ振動抑制効果を持たせることができる。
図19および図20は、本発明の第6の実施形態に係るジェットポンプの振動抑制装置を示す構成図である。
本実施形態のジェットポンプ12Eの振動抑制装置50Eによれば、インレットミキサー管33とディフューザ34の結合部であるすべり継ぎ手40部において、ジェットポンプ12E内の流体圧送圧力により生じるすき間流れによって発生する可能性のある自励振動を、インレットミキサー管33やディフューザ34を交換せずにジェットポンプ12Eの流動特性を維持しつつ抑制することができる。
次に、本発明の第7の実施形態について、図21ないし図24を参照して説明する。
を行なえば、すべり継手40部のすき間流路48と延長すき間流路51Fとから構成される全体のすき間流路48,51Fに作用するトータルの付加減衰が正の減衰力として作用するため、自励振動の振動抑制効果が得られる。
第7の実施形態の変形例は、図5で示された振動抑制装置50Fを構成する振動抑制クランプ70を設置する際に、インレットミキサー管33の外周面と振動抑制クランプ70の内周面に形成される延長すき間流路51Fの形状調整を行なうことができるようにしたものである。
本変形例では、振動抑制クランプ70をディフューザ34上に設置する際に、インレットミキサー管33の外周面と振動抑制クランプ70の内周面に形成される延長すき間流路51Fの流路面状を、六角ボルト75,82を操作することにより調整することができる。
Claims (13)
- 沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器内に設けられ、ライザー管に連結されるインレットミキサー管と、このインレットミキサー管にすべり継ぎ手により連結されるディフューザとを備え、前記ディフューザ内周面と前記インレットミキサー管外周面とにより前記すべり継ぎ手のすき間流路が形成され、原子炉圧力容器内の冷却水を強制循環させるジェットポンプに設置される振動抑制装置であって、
前記ディフューザ上に載置され、下方の内径よりも上方の内径が小さい形状を有し、その内周面と前記インレットミキサー管外周面とにより、前記ディフューザの上端よりも上方に延長すき間流路を形成するエクステンションスリーブが備えられ、
前記すき間流路は、漸次上方に拡大する流路形状とされ、
前記延長すき間流路は、前記エクステンションスリーブの形状によって下方より上方が狭い形状に形成されたことを特徴とするジェットポンプの振動抑制装置。 - 前記エクステンションスリーブの内周面と前記インレットミキサー管の外周面とにより形成される延長すき間流路形状が、すき間流れ方向に先細り型すき間流路形状となるように形状設定された請求項1に記載のジェットポンプの振動抑制装置。
- 前記エクステンションスリーブは、前記インレットミキサー管に対して偏心設置された請求項1または2に記載のジェットポンプの振動抑制装置。
- 前記エクステンションスリーブは、前記ディフューザ内周面と前記インレットミキサー管外周面とにより形成される前記すべり継ぎ手のすき間流路に差し込まれて前記ディフューザ上に設置される請求項1ないし3のいずれか1項に記載のジェットポンプの振動抑制装置。
- 前記エクステンションスリーブは、内周面が楕円形状あるいは長円形状に形成され、前記延長すき間流路の流路幅が前記インレットミキサー管の外周面の周方向に沿って変化している請求項1ないし4のいずれか1項に記載のジェットポンプの振動抑制装置。
- 前記エクステンションスリーブは、前記インレットミキサー管と接触点を有する請求項1ないし5のいずれか1項に記載のジェットポンプの振動抑制装置。
- 前記接触点において、前記インレットミキサー管に横荷重が作用する請求項6記載の振動抑制装置。
- 前記エクステンションスリーブは、円筒が分割された形状のスリーブメンバを組み合せて構成された請求項1ないし7のいずれか1項に記載のジェットポンプの振動抑制装置。
- 前記エクステンションスリーブは、前記ディフューザ上にメタルシールを介して設けられ、前記ディフューザとエクステンションスリーブの合せ面からの流体漏出流を抑制する請求項1ないし8のいずれか1項に記載のジェットポンプの振動抑制装置。
- 前記エクステンションスリーブは、内周面がラビリンス構造に構成され、前記延長すき間流路を流れるすき間流れに乱れを生じさせる請求項1ないし9のいずれか1項に記載のジェットポンプの振動抑制装置。
- 前記延長すき間流路の出口幅は、前記すべり継ぎ手のすき間流路の最小すき間幅の5.3倍以下に設定された請求項1ないし10のいずれか1項に記載のジェットポンプの振動抑制装置。
- 沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器内に設けられ、ライザー管に連結されるインレットミキサー管と、このインレットミキサー管にすべり継ぎ手により連結されるディフューザとを備え、前記ディフューザ内周面と前記インレットミキサー管外周面とにより前記すべり継ぎ手のすき間流路が形成され、原子炉圧力容器内の冷却水を強制循環させるジェットポンプにおいて、
前記ディフューザ上に載置され、下方の内径よりも上方の内径が小さい形状を有し、その内周面と前記インレットミキサー管外周面とにより、前記ディフューザの上端よりも上方に延長すき間流路を形成するエクステンションスリーブを備え、
前記すき間流路は、漸次上方に拡大する流路形状とされ、
前記延長すき間流路は、前記エクステンションスリーブの形状によって下方より上方が狭い形状に形成されたことを特徴とするジェットポンプ。 - 沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器内の冷却水をジェットポンプにより強制循環させる際、前記ディフューザ上に、下方の内径よりも上方の内径が小さい形状を有するエクステンションスリーブを載置することで、前記ジェットポンプのディフューザ内周面とインレットミキサー管の外周面とにより、漸次上方に拡大する流路形状に形成されるすべり継ぎ手のすき間流路の下流側に、前記エクステンションスリーブ内周面と前記インレットミキサー管の外周面の間に、下方より上方が狭い形状の延長すき間流路を形成し、
前記すべり継ぎ手のすき間流路と前記延長すき間流路を加えた全体のすき間流路に作用する流体による付加減衰が正とすることを特徴とするジェットポンプの振動抑制方法。
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