JP6523888B2

JP6523888B2 - 沸騰水型原子炉のジェットポンプおよび沸騰水型原子炉

Info

Publication number: JP6523888B2
Application number: JP2015179741A
Authority: JP
Inventors: 勝信渡邉; 邦彦衣笠; 塩山　勉; 勉塩山; 大基竹山
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Energy Systems and Solutions Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Energy Systems and Solutions Corp
Priority date: 2014-09-25
Filing date: 2015-09-11
Publication date: 2019-06-05
Anticipated expiration: 2035-09-11
Also published as: MX2015013660A; JP2016065866A; TW201626400A; EP3001041A1; US20160093408A1; TWI578333B

Description

本実施形態は、沸騰水型原子炉のジェットポンプおよび沸騰水型原子炉に関する。

沸騰水型原子炉では、炉水流量の調整に用いられる再循環系機器の１つであるジェットポンプが、原子炉圧力容器と、その内側に設置されている炉心シュラウドとの間の環状空間に、周方向に間隔をおいて複数設置されている。このジェットポンプは、主にライザ管、エルボ部、インレットミキサ管、およびディフューザから構成される。

ライザ管は原子炉圧力容器壁に溶接されたライザブレースにより固定されており、ディフューザは、その下端で円環状のポンプデッキに固定されている。インレットミキサ管は、ライザ管に固定されたライザブラケットにおいて、ウェッジ（くさび）及びセットスクリューによって支持されており、インレットミキサ管の下部ではディフューザ上部とすべり継手により結合されている。

すべり継手は、熱膨張の吸収やジェットポンプ設置時の調整し流路確保のためにわずかな間隙（間隙流路）を設けてあり、ポンプ内の圧送圧力により間隙から漏れるリーク流が生じる。

このリーク流は、原子力発電プラントの出力増加によって炉心流量が増加する場合に、流量が増大する。また、炉心流量が増加しなくとも、長期間の運転によるディフューザ内周面へのクラッド付着によるディフューザの圧力損失の増加や、経年変化による炉心圧力損失が増大した場合にもリーク流は増大する。

リーク流の流量が増大していくと、ある限界値を超えた時点で不安定状態となり、自励振動と呼ばれる大振幅を伴う振動がジェットポンプに発生する可能性がある。このような特異的な自励振動は通常の運転状態では生じないように設計する必要がある。

例えば、ジェットポンプの振動振幅は微少であるがジェットポンプ内部の流れの乱れによるランダム振動が発生している。このランダム振動は、ジェットポンプ本体に損傷を与えるものではないものの、長期間さらされるとインレットミキサ管をライザ管に固定させるウェッジやセットスクリューとライザブラケットの間で摺動摩耗する。摺動摩耗が進行すると、インレットミキサ管の支持性能が喪失し剛性が低下する。このため、すべり継手のリーク流による自励振動が発生する流量の限界値が低下し、自励振動が発生し易い状況となる。

そこで、ライザ管に固定されるライザブラケットに調整ウェッジを設け、インレットミキサ管を支持させるウェッジやセットスクリューとライザブラケットの間での摩耗や振動を低減する処置などがとられている。

この他にも、リーク流による自励振動の発生原因を改善することや、インレット管の支持部を増やして剛性を高めることで自励振動を抑制する技術も知られている。
リーク流による自励振動を発生しにくくする方法の一つとして、すべり継手の間隙形状を、リーク流方向に対して先細り型として安定な流路形状とする方法が考えられる。流れに対して先細り型となるリーク流の流路の形状は、自励振動を発生しにくくする効果がある。

特開２０１０−２４２５８１号公報

しかし、原子力プラントの運転状況によっては、すべり継手のリーク流がジェットポンプ外側から内側へ向かう逆流となり得る。逆流のリーク流は、例えば炉心流量が減少する際や、原子炉再循環ポンプ１台で運転される片肺運転を行なう場合等に発生し得る。リーク流が逆流する場合、順流のリーク流に対して先細りに形成された流路形状は、逆流に対しては末広がりとなるため、自励振動の発生を抑制できない。
また、ＢＷＲの型式によって、リーク流が順流では自励振動が起こり難く逆流では起こりやすいものや、逆流では自励振動が起こり難く順流では起こりやすいものも存在することが分かってきた。推測される要因としては、ＢＷＲの型式によってリーク流の流路形状が異なる場合があることや、プラントによって運転時の出力範囲が異なること等が挙げられる。したがって、例えば、従来からリーク流が順流の場合のみジェットポンプの自励振動が起こりやすいプラントでは、逆流のリーク流で自励振動が起こり難い特性を損なうことなく、順流のリーク流での自励振動の発生を抑制できる技術が求められている。

本実施形態では上記従来技術の課題を解決するためになされたものであり、順流ないし逆流のリーク流に対して、自励振動が発生しにくい沸騰水型原子炉のジェットポンプおよび沸騰水型原子炉を提供することを目的とする。

本実施形態にかかる沸騰水型原子炉のジェットポンプは、沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器内に設けられ、ライザ管に連結されるインレットミキサ管と、このインレットミキサ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て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、前記インレットミキサ管は、下端に０＜θ_ａ＜２°の勾配角の下端テーパ部と、前記すべり継手における上端部に０＜θ _ｂ＜２°の勾配角の上端テーパ部と、を有し、前記インレットミキサ管の前記すべり継手における最大外径部の中心軸方向の長さに対する前記下端テーパ部の前記中心軸方向の長さ比が０．４以下であり、前記インレットミキサ管の前記すべり継手における最大外径部の中心軸方向の長さに対する前記上端テーパ部の前記中心軸方向の長さ比が０．４以下である。

本発明の実施形態により、リーク流が順流および逆流のいずれの場合でも自励振動が発生しにくい沸騰水型原子炉のジェットポンプが提供される。

沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）の縦断面構造を示す構成図。ＢＷＲの原子炉圧力容器内に設けられるジェットポンプの実施形態を示す構成図。図２のＩ−Ｉ線に沿う平断面図。第１の実施形態に係る沸騰水型原子炉のジェットポンプのインレットミキサ管とディフューザとの嵌め合い部を示す縦断面図。逆流のリーク流を発生させた場合の下端テーパ部の中心軸に対する勾配角と自励振動発生の限界流量との関係を示す図。第１の実施形態に係る沸騰水型原子炉のジェットポンプのインレットミキサ管とディフューザとの嵌め合い部の変形例の縦断面図。第２の実施形態に係る沸騰水型原子炉のジェットポンプのすべり継手部分を示す上面断面図。

以下、本実施形態を添付図面に基づいて説明する。

［第１の実施形態］
図１は、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。

ＢＷＲ１０は、原子炉圧力容器１３内に炉心１５が設けられ、この炉心１５を囲む炉心シュラウド１６と原子炉圧力容器１３との間にスリーブ状あるいは環状のダウンカマ部１１が形成される。このダウンカマ部１１には複数台のジェットポンプ１２が周方向に沿って設けられ、このジェットポンプ１２により原子炉圧力容器１３内の一次冷却水を炉心下部プレナム１７から炉心１５内に強制循環させるようになっている。符号３７は炉心シュラウド１６を支持するポンプデッキ３７である。

炉心１５の上方には炉心上部プレナム１８を覆うシュラウドヘッド２０が設けられ、シュラウドヘッド２０の上方に気水分離器２１がスタンドパイプ２２を介して設けられる。気水分離器２１の上方には蒸気乾燥器２４が設けられ、気水分離器２１で気水分離された蒸気を乾燥させ、主蒸気として主蒸気系を通して図示しない蒸気タービンに供給し、蒸気タービンを駆動させている。

一方、原子炉圧力容器１３の外側には原子炉再循環系２５が２系統設けられる。この原子炉再循環系２５は、原子炉圧力容器１３内の一次冷却材を、外部ポンプである原子炉再循環ポンプ２６によりジェットポンプ１２を介して炉心１５へ強制循環させ、炉心１５で発生した熱を取り出すようになっている。原子炉再循環系２５は原子炉再循環ポンプ２６のポンプ速度を制御して炉心１５への冷却材供給流量を変化させ、炉熱出力（発生蒸気量）を制御している。

ジェットポンプ１２は、原子炉圧力容器１３内のダウンカマ部１１に複数台、例えば１６台あるいは２０台配置される。ジェットポンプ１２を炉心１５の外側に周方向に沿って複数台配置することで、原子炉圧力容器１３内の冷却材を強制循環させている。

ジェットポンプ１２の駆動流体は、外部ポンプとしての原子炉再循環ポンプ２６の吐出流である。この駆動流体は、原子炉圧力容器１３内下方のダウンカマ部１１から吸込管２８を経て原子炉再循環ポンプ２６に導かれ、昇圧される。原子炉再循環ポンプ２６で昇圧された駆動流体は吐出管２９を通りヘッダ配管（図示せず）で複数に分岐され、各ジェットポンプ１２に導かれる。

また、原子炉再循環ポンプ２６は、冷却材である炉水を循環させる機能を持ち、原子炉再循環ポンプ２６から吐出された炉水（駆動流体）は、吐出管２９を通して原子炉圧力容器１３内部のジェットポンプ１２のライザ管３１へと流れ、さらにエルボ部３２で反転してインレットノズル３５に案内される。インレットノズル３５では周囲の炉水（被駆動流体）を巻き込みながらインレットミキサ管３３に導きディフューザ３４から吐出されて炉心下部プレナム１７から炉心１５に送られる。

ジェットポンプ１２は、図２に示すように、再循環入口ノズル３０からダウンカマ部１１（図１）に立ち上がるライザ管３１と、このライザ管３１の頂部に設けられた１８０度ベンドのエルボ部３２と、このエルボ部３２の下流側に設置されたインレットミキサ管３３と、インレットミキサ管３３の下流側に設けられたディフューザ３４とから主に構成される。エルボ部３２は、ライザ管３１を上昇する駆動流体を左右両側に分岐させてそれぞれ反転させ、インレットノズル３５に案内している。

他方、ジェットポンプ１２は、１８０度ベントのエルボ部３２に接続されるインレットノズル３５と、このインレットノズル３５から噴射される駆動流体により巻き込まれる被駆動流体（吸込流体）を案内するベルマウス３６からの駆動流体と被駆動流体を混合させるインレットミキサ管３３と、インレットミキサ管３３の下流側に接続されるディフューザ３４とを備える。ディフューザ３４は、その下端でポンプデッキ３７（図１）に固定される。

ジェットポンプ１２は、エルボ部３２の入口部およびディフューザ３４には機械的な嵌め合い部３９，４０が設けられ、この嵌め合い部３９，４０により一体構造を成しているエルボ部３２およびインレットノズル３５、ベルマウス３６、インレットミキサ管３３を取外し可能に構成している。
一方、インレットミキサ管３３の下端部はディフューザ３４の上部に挿入されて嵌め合され、すべり継手４０として構成される。
すべり継手４０において、インレットミキサ管３３とディフューザ３４との間には、実質的にインレットミキサ管３３および（または）ディフューザ３４の中心軸Ｃの方向に延びる僅かな間隙４１ができる。

ここで、図３は、図２のＩ−Ｉ断面に沿う平断面図である。
また、ジェットポンプ１２のライザ管３１は、原子炉圧力容器１３の内周壁に溶接されたライザブレース４３に固定支持される。このライザ管３１の両側にはインレットミキサ管３３を取り付けるライザブラケット４４が図３に示すように固定される。このライザブラケット４４にインレットミキサ管３３がウェッジ４５およびセットスクリュー４６により３点支持され、固定される。

インレットミキサ管３３の下端部には膨出部が形成される一方、インレットミキサ管３３の下部は、図４に示すように、ディフューザ３４の上部に嵌め合されてすべり継手４０が構成される。すべり継手４０は、熱膨張の吸収や設置時の調整しろの確保のために１ｍｍ以下の僅かな間隙（間隙流路４１）が設けられる。間隙流路４１の下端、すなわちインレットミキサ管３３の下端には、一般にディフューザ３４への挿入のしやすさの観点からテーパがつけられる。

通常運転時には、間隙流路４１には、ジェットポンプ１２内の流体圧送圧力により、ジェットポンプ１２の全体流量の０．１％程度あるいはそれ以下の順流のリーク流Ａが生じる。また、原子力プラントおよびその運転方法によっては、まれに、順流のリーク流Ａとは逆に、ジェットポンプ１２の外部から内部へ流入する逆流のリーク流Ｂが生じることもある。

ところで、一般に流体による付加減衰は、流体の流体慣性（力）と流路抵抗の関係で決められる。流体による付加減衰が正の場合には、自励振動は生じない。
付加減衰は、流体の流方向に対して先細り型の流路形状の場合に、正の減衰力として作用する。

よって、インレットミキサ管３３の下端につけられるテーパは順流に対して先細り型流路となるので、順流のリーク流Ａの付加減衰は振動に対して正の減衰力として作用する。

しかし、逆に流方向の下流側に漸次拡開する拡大型間隙流路形状を構成する場合には、リーク流の付加減衰は、負の減衰力となり得る。
よって、間隙流路４１に逆流のリーク流Ｂが発生すると、テーパは、逆にジェットポンプ１２の振動に負の減衰力を付与する要因になりうる。

第１の実施形態では、リーク流が逆流のリーク流Ｂである場合でも自励振動の発生を防止するため、図４に示すように、インレットミキサ管３３は、下端に０≦θ_ａ＜２°の勾配角の下端テーパ部４２ａを有する。

下端テーパ部４２ａを勾配角θ_ａが２°以下の場合、逆流のリーク流Ｂに対して下端テーパ部４２ａは末広がりの形状となるものの、後述する図５に示されるように、自励振動が発生しにくくなる。
また、インレットミキサ管３３のすべり継手４０における最大外径部４９の中心軸方向の長さＬ_ｐ（以下、「最大外径部長Ｌ_ｐ」という）に対する下端テーパ部４２ａの中心軸方向の長さＬ_ａ（以下、「下端テーパ長Ｌ_ａ」という）の比を０．４以下とすることでも自励振動が発生しにくくなる。

ここで、図５は、逆流のリーク流Ｂを発生させた場合の、下端テーパ部４２ａの中心軸Ｃに対する勾配角θ_ａと自励振動発生の限界流量との関係を示す図である。
グラフは、最大外径部長Ｌ_ｐに対する下端テーパ長Ｌ_ａの長さ比Ｌ_ａ／Ｌ_ｐをパラメータにして、下端テーパ部４２ａの中心軸Ｃに対する勾配角θ_ａを変化させた場合の、リーク流が逆流のときの限界流量を理論解析により予測したものである。
グラフの縦軸は、既存形状の場合の限界流量で規格化して示している。
なお、リーク流が順流のときに勾配角θ_ｂを変化させた場合も図５と同様である。

図５から、最大外径部長Ｌ_ｐと下端テーパ長Ｌ_ａとの長さ比Ｌ_ａ／Ｌ_ｐを既存のままとして勾配角θ_ａを変化させると、θ_ａが２°以下のとき発生限界流量が既存形状の場合よりも大きくなることがわかる。
つまり、逆流のリーク流に対して末広がりの流路形状となる場合であっても、０≦θ_ａ＜２°の範囲においては、自励振動の発生限界流量が向上して、自励振動が発生しにくくなることがわかる。特に、１°以下では発生限界流量の増大が顕著であることから、０≦θ_ａ≦１°であるとより好ましい。

また、長さ比Ｌ_ａ／Ｌ_ｐを変化させると、この長さ比Ｌ_ａ／Ｌ_ｐが０．４以下となると、勾配角θ_ａによらず発生限界流量が既存形状の場合よりも大きくなることがわかる。
つまり、０＜Ｌ_ａ／Ｌ_ｐ≦０．４の範囲では、自励振動が発生しにくくなることがわかる。すなわち、中心軸方向の長さの上限が規定されているすべり継手４０において、最大外径部長Ｌ_ｐを下端テーパ長Ｌ_ａに対してできるだけ長くとることで、インレットミキサ管３３の振動の自由度を低下させることで、自励振動が発生しにくくなることがわかる。

また、インレットミキサ管３３のすべり継手４０における上端部には、下端テーパ部４２ａとは逆向きに先細るテーパ（以下、「上端テーパ部４２ｂ」という）が設けられているのが一般的である。
上端テーパ部４２ｂは、すべり継手４０内のインレットミキサ管３３の上端縁部分に設けることに限らず、インレットミキサ管３３の下端部を含まなければすべり継手４０の高さ方向の中間位置に位置することもある。
また、上端テーパ部４２ｂは、上記の範囲の勾配角θαを有する下端テーパ部４２ａを有するインレットミキサ管３３だけでなく、この下端テーパ部４２ａを有しないインレットミキサ管３３に設けてもよい。下端テーパ部４２ａを有しないインレットミキサ管３３に上端テーパ部４２ｂを設ける場合には、上端テーパ部４２ｂの下端がインレットミキサ管３３の下端に一致しないように構成する。
上述のように、上端テーパ部４２ｂは、中心軸Ｃに沿って下端テーパ部４２ａとは逆向きの傾斜を有し、下端テーパ部４２ａとは逆向きに先細る間隙流路４１を形成する。
すなわち、上端テーパ部４２ｂの表面形状は、上端テーパ部４２ｂにおける上端が下端よりも広い間隙流路４１となる形状となる。
順流の自励振動をも考慮する場合、図６に示すように、上端テーパ部４２ｂの勾配角θ_ｂを０≦θ_ｂ＜２°とする。
勾配角θ_ｂを２°以下とすることで、上端テーパ部４２ｂが順流のリーク流Ａに対して末広がりになるものの、勾配角θ_ａの決定と同様の理由で、自励振動が発生しにくくなる。

また、インレットミキサ管３３のすべり継手４０における最大外径部長Ｌ_ｐに対する上端テーパ部４２ｂの中心軸方向の長さＬ_ｂ（以下、「上端テーパ長Ｌ_ｂ」という）の長さ比Ｌ_ｂ／Ｌ_ｐが０．４以下とするのが望ましく、さらに０．２５以下であることがより望ましい。

よって、上端テーパ部４２ｂの形状を０≦θ_ｂ＜２°とする、または０＜Ｌ_ｂ／Ｌ_ｐ≦０．４とすることの少なくともいずれかを満足させることで、順流の場合でも自励振動が発生しにくくなることが分かる。

（第１の実施形態の効果）
第１の実施形態によれば、下端テーパ部４２ａを上述した形状とすることで、リーク流が逆流の場合に、自励振動を発生しにくくすることができる。
また、上端テーパ部４２ｂを上述した形状とすることで、リーク流が順流の場合に、従来に比べて自励振動を発生しにくくすることができる。
すべり継手４０におけるリーク流の方向は、原子力プラントの運転形態に依存するため、対象となる原子力プラントでの運転形態によりリーク流が順流Ａおよび逆流Ｂのいずれか一方のみであると想定される場合には、上述のような角度を有する下端テーパ部４２ａおよび上端テーパ部４２ｂのいずれかののみを設ける構成としても本実施形態の作用効果を奏することができる。
なお、すべり継手４０において順流Ａおよび逆流Ｂのいずれの発生も想定しうる原子力プラントについては、下端テーパ部４２ａおよび上端テーパ部４２ｂのいずれも設けておくことが望ましい。

上述のそれぞれの効果によって、順流および逆流のいずれのリーク流Ａ，Ｂの発生に対しても自励振動が発生しにくいジェットポンプとすることができる。
ここで、本実施形態においては下端テーパ部４２ａと上端テーパ部４２ｂのそれぞれの勾配を２°未満（より好ましくは１°以下）とするものとして説明したが、順流および逆流の何れかのみについて自励振動の発生を抑制したい場合は、下端テーパ部４２ａと上端テーパ部４２ｂの何れかのみの勾配を２°未満（より好ましくは１°以下）としてもよい。

［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について、図７を参照して説明する。第２の実施形態を説明するに当り、沸騰水型原子炉１０の全体的構成は、図１および図２に示すＢＷＲと異ならないので、同じ構成には、同一符号を付して重複説明を簡略化する。

図７は、ＢＷＲ１０に適用されるジェットポンプ１２の第２の実施形態を示す上面断面図である。
図７は、すべり継手４０の水平断面、すなわちインレットミキサ管３３の中心軸Ｃに垂直な平面による断面を示す図である。
第２の実施形態のジェットポンプ１２は、第１の実施形態と同様に、インレットミキサ管３３とディフューザ３４との結合部に設けられるすべり継手４０と、から構成される。
図７において、ディフューザ３４の内周面は楕円形状となっており、ディフューザ３４の内周面とインレットミキサ管３３との２つの接触点ＰＣが短軸を構成し、中心軸Ｃを通りこの短軸に垂直な直線が長軸を構成している。

また、第２の実施形態にかかるジェットポンプ１２は、第１の実施形態と同様に、インレットミキサ管３３に下端テーパ部４２ａおよび上端テーパ部４２ｂを備えたものである。
また、最大外径部長Ｌ_ｐに対する下端テーパ長Ｌ_ａ、上端テーパ長Ｌ_ｂの範囲、下端テーパ部４２ａの勾配角θ_ａおよび上端テーパ部４２ｂの勾配角θ_ｂの範囲も第の１実施形態と同様である。

一方、第２の実施形態では、最大外径部４９の外周面およびディフューザ３４の内周面の少なくとも一方の水平断面における形状は非真円である。
つまり、最大外径部４９の外周面とディフューザ３４の内周面とによって形成される間隙流路４１の流路幅Ｈが外周面の周方向に沿って変化している。
そして、インレットミキサ管３３を非真円にする場合は、この非真円な形状の長径部で、ディフューザ３４に接触点ＣＰをもって設置される。

また、インレットミキサ管３３を非真円にする場合は、この非真円な形状の短径部で、ディフューザ３４に接触点ＣＰをもって設置される。
この接触点ＣＰは施工時には例えば１点のみあり、ジェットポンプ１２の稼働時にインレットミキサ管３３またはディフューザ３４の熱膨張によって複数点となってもよい。

（第２の実施形態の効果）
インレットミキサ管３３がディフューザ３４と接触点ＣＰを有すると、接触により振動に対してインレットミキサ管３３はディフューザ３４と機械的接触を保って構造的な減衰力を受ける。

つまり、接触点ＣＰにより、ディフューザ３４にインレットミキサ管３３を固定する効果に加え、機械的接触により振動する際の抵抗力となって振動抑制の効果も発揮する。また、所定の接触点ＣＰで接触させることで、インレットミキサ管３３の設置姿勢を容易に固定できて、インレットミキサ管３３の施工も容易となる。

よって、第１実施形態の効果と同様に、自励振動に対する余裕度が向上させ、自励振動を発生しにくくすることができる。
インレットミキサ管３３を接触させない場合にも流体による正の減衰力効果により抑制されるが、接触させるとさらに機械的接触により構造による正の減衰力が加わり抑制効果が一層向上する。さらに接触点ＣＰでディフューザ３４に横荷重が加わると、それがディフューザ３４の振動する際の抵抗力となって振動振幅を小さくさせる効果がある。

以上述べた実施形態の少なくとも１つのジェットポンプ１２によれば、間隙流路４１を形成するインレットミキサ管３３の詳細な形状を特定することで、順流および逆流のいずれのリーク流Ａ，Ｂに対しても自励振動を発生しにくくすることができる。

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

１０…沸騰水型原子炉、１１…ダウンカマ部、１２…ジェットポンプ、１３…原子炉圧力容器、１５…炉心、１６…炉心シュラウド、１７…炉心下部プレナム、１８…炉心上部プレナム、２０…シュラウドヘッド、２１…気水分離器、２２…スタンドパイプ、２４…蒸気乾燥器、２５…原子炉再循環系、２６…原子炉再循環ポンプ、２８…吸込管、２９…吐出管、３０…再循環入口ノズル、３１…ライザ管、３２…エルボ部、３３…インレットミキサ管、３４…ディフューザ、３５…インレットノズル、３６…ベルマウス、３７…ポンプデッキ、３９…嵌め合い部、４０…継手（嵌め合い部）、４１…間隙流路、４２ａ…下端テーパ部、４２ｂ…上端テーパ部、４３…ライザブレース、４４…ライザブラケット、４５…ウェッジ、４６…セットスクリュー、４８…拡大型間隙流路、４９…最大外径部、Ａ…リーク流、Ｂ…リーク流、Ｃ…中心軸、ＣＰ…接触点、Ｈ…流路幅、Ｌ_ａ…下端テーパ長、Ｌ_ｂ…上端テーパ長、Ｌ_ｐ…最大外径部長、θ_ａ…下端テーパ部の勾配角、θ_ｂ…上端テーパ部の勾配角。

Claims

沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器内に設けられ、ライザ管に連結されるインレットミキサ管と、このインレットミキサ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て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、
前記インレットミキサ管は、下端に０°＜θ_ａ＜２°の勾配角の下端テーパ部と、前記すべり継手における上端部に０°＜θ_ｂ＜２°の勾配角の上端テーパ部と、を有し、
前記インレットミキサ管の前記すべり継手における最大外径部の中心軸方向の長さに対する前記下端テーパ部の前記中心軸方向の長さ比が０．４以下であり、
前記インレットミキサ管の前記すべり継手における最大外径部の中心軸方向の長さに対する前記上端テーパ部の前記中心軸方向の長さ比が０．４以下であることを特徴とする沸騰水型原子炉のジェットポンプ。
前記最大外径部の外周面および前記ディフューザの内周面の少なくとも一方の水平断面における形状は非真円であり、
前記外周面と前記ディフューザの内周面とによって形成される間隙流路の流路幅が、前記外周面の周方向に沿って変化する請求項１に記載の沸騰水型原子炉のジェットポンプ。
前記非真円な前記内周面の水平断面は、楕円形状をしている請求項２に記載の沸騰水型原子炉のジェットポンプ。
前記ディフューザは、前記インレットミキサ管と接触点を有する請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の沸騰水型原子炉のジェットポンプ。
沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器内に設けられ、ライザ管に連結されるインレットミキサ管と、このインレットミキサ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て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、
前記インレットミキサ管は、下端に０°＜θ_ａ≦１°の勾配角の下端テーパ部を有し、また、
前記インレットミキサ管は、前記すべり継手における上端部に０°＜θ_ｂ≦１°の勾配角の上端テーパ部を有し、前記インレットミキサ管の前記すべり継手における最大外径部の中心軸方向の長さに対する前記下端テーパ部の前記中心軸方向の長さ比が０．４以下であり、前記インレットミキサ管の前記すべり継手における最大外径部の前記中心軸方向の長さに対する前記上端テーパ部の前記中心軸方向の長さ比が０．４以下であることを特徴とする沸騰水型原子炉のジェットポンプ。
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のジェットポンプを備える沸騰水型原子炉。