JPH05126098A - スチームインジエクタ - Google Patents

スチームインジエクタ

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JPH05126098A
JPH05126098A JP28492491A JP28492491A JPH05126098A JP H05126098 A JPH05126098 A JP H05126098A JP 28492491 A JP28492491 A JP 28492491A JP 28492491 A JP28492491 A JP 28492491A JP H05126098 A JPH05126098 A JP H05126098A
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steam
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water supply
throat
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Hideaki Takahashi
秀明 高橋
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Abstract

(57)【要約】 【目的】水および蒸気が高圧で流れるノズルの摩耗を抑
制して性能を維持し、信頼性を高める。 【構成】耐摩耗性材料で耐摩耗性水供給ノズル15を形成
し、かつ蒸気噴出ノズル6とスロート8および昇圧用デ
フューザ9の内側に耐摩耗性材料で耐摩耗性壁11を形成
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は高圧水噴出用スチームイ
ンジェクタに係り、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スチームインジェクタに関する。
【0002】
【従来の技術】図4および図5を参照しながら従来のス
チームインジェクタの構造を説明する。なお、図5は図
4における蒸気噴出ノズル部を拡大して示している。す
なわち、図4に示したスチームインジェクタにおいて、
蒸気供給口1および水供給口2はケーシング3の下部ケ
ーシング3bに取り付けられる。ケーシング3は上部お
よび下部ケーシング3a,3bからなり、両者はボルト
3cおよびナット3dにより締め付けられて一体化して
いる。蒸気供給口1は取り付けフランジ1aに設けら
れ、フランジ1bはパイプ1bにより下部ケーシング3
bにねじ込まれて固定される。
【0003】一方、水供給口2は取り付けフランジ2a
に設けられ、フランジ2bは下部ケーシングにねじ込ま
れて固定される。上部ケーシング3aの内部にはニード
ル弁4の外周面を支える弁軸ホルダ4aがボルト4bに
より固定されている。ニードル弁4は水ノズル調節用ハ
ンドル14に接続しており、ニードル弁4の側面には軸シ
ール4cが設けられ、軸シール4cはシール押えキャッ
プ4dにより押圧され、このキャップはボルト4eで上
部ケーシング3aの頂部に固定されている。水ノズル調
節用ハンドル14の下部にはホルダ16が取り付けられてお
り、このホルダ16はボルト17で上部ケーシング3aの頂
部に固定されるとともに支持杆18の一端が取り付けられ
ている。支持杆18の先端部はピン19を介して上部フラン
ジ3aに接続している。
【0004】水供給ノズル5は下部ケーシング3bの内
面にボルト5aにより固定されている。このように、従
来のスチームインジェクタは蒸気供給口1および水供給
口2を有するケーシング3bにニードル弁4を持たせた
水供給ノズル5を設けており、この水供給口2と水供給
口ノズル5は連通している。この水供給ノズル5とケー
シング3bとの間隙に環状の蒸気噴出ノズル6を形成
し、この蒸気噴出ノズル6の下流側に蒸気・水混合ノズ
ル7およびスロート8を設け、更に昇圧用デフューザ9
を設けて吐出口10に連通している。
【0005】蒸気供給口1から供給された蒸気が蒸気噴
出ノズル6から噴出され、水供給ノズル5部の圧力は蒸
気の凝縮により負圧となって大気圧以下となり、水供給
口2から水を吸い込む。水供給口2から吸い込まれる低
水温(70℃以下)により蒸気が凝縮されつつ蒸気・水混
合ノズルへ流入し、スロート8部で高速水流となる。
【0006】すなわち、蒸気のもつエンタルピηgが飽
和水のエンタルピηlよりも蒸発潜熱分だけ高いことか
ら、この蒸気潜熱が運動エネルギーに変化し、高速水流
を形成する。この高速水流が昇圧用デフューザ9内を通
過する際には、流体力学の法則により、次式で示す圧力
Δpだけ昇圧する。 Δp= 1/2・ρw・Ut2 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、スチーム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9を通り吐出口10から加圧水が噴出する。
【0007】上記のようなスチームインジェクタにおい
て、供給蒸気圧を一定としてニードル弁4を移動して水
供給ノズル5の流路面積を変えながら、最高の吐出力が
得られるように調整して使用する場合、蒸気噴出ノズル
6部において蒸気の流路面積が急縮小するため蒸気の超
音速流が発生する。そのため、蒸気噴出ノズル6部を形
成する水供給ノズル5外壁面とケーシング3の内壁面に
おいて超音速流による摩耗が発生する。下流に位置する
スロート8部の壁面においては高速水流によるエロージ
ョンが発生し摩耗が生じる。
【0008】前述したように各壁面が摩耗して流路面積
が変わり、水と蒸気の流量バランスが変化して徐々に性
能が低下していく。また、蒸気・水混合ノズル7におい
ては蒸気噴出ノズル6から噴出された蒸気と、水供給ノ
ズル5から供給される水が拡散しながら混在するため安
定した蒸気の凝縮が得られない。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】従来のスチームインジ
ェクタにおいては水および蒸気が流れる水供給ノズル
5,蒸気噴出ノズル6,蒸気・水混合ノズル,スロート
8および昇圧用デフューザ9の内部壁面が摩耗して性能
が低下していくため、高信頼性が要求される原子炉など
の非常時炉心冷却系の注水装置には適用が困難な課題が
ある。
【0010】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、原子炉などの非常時炉心冷却系の注水装置と
して適用できる内部壁面の摩耗による性能劣化がなく信
頼性の高いスチームインジェクタを提供することを目的
とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は蒸気供給口を有
するケーシングにニードル弁付きの水供給ノズルを設
け、この水供給ノズルと前記ケーシングとの間に蒸気噴
出ノズルを形成し、その下流側に蒸気・水混合ノズル
と、スロートおよび昇圧用デフューザを連設した高圧水
噴出用スチームインジェクタにおいて、前記水供給ノズ
ルの下流側に通じる蒸気・水混合ノズルと、前記スロー
トおよび昇圧用デフューザの内面に耐摩耗性材料で耐摩
耗性壁を形成してなることを特徴とする。
【0012】
【作用】蒸気供給口から供給された蒸気が蒸気噴出ノズ
ルから噴出される際の超音速流による壁面の摩耗を緩和
し、蒸気・水混合ノズル部での温度疲労による壁面の劣
化を抑制し、高速水流の流れるスロート部でのエロージ
ョンによる摩耗を緩和することで、水と蒸気の流量バラ
ンスを保ち最高性能を維持することができる。
【0013】
【実施例】図1および図2を参照しながら本発明に係る
スチームインジェクタの第1の実施例を説明する。な
お、図2は図1における蒸気噴出ノズル部の拡大図であ
る。なお、図中本発明の要旨と直接関係しない部分につ
いては図4および図5と同一部分には同一符号を付して
重複しない部分の説明は省略する。
【0014】すなわち、図1および図2に示すように、
蒸気供給口1を有するケーシング3にニードル弁4付き
の水供給ノズル5を設け、この水供給ノズル5と前記ケ
ーシング3との間に蒸気噴出ノズル6を形成し、その下
流側に蒸気・水混合ノズル7と、スロート8および昇圧
用デフューザ9を連設した高圧噴出用スチームインジェ
クタにおいて、水供給ノズル5と前記蒸気噴出ノズル6
を形成するケーシング3の壁面及び、下流に連設する蒸
気・水混合ノズル7と、スロート8および昇圧用デフュ
ーザ9側にセラミックス、CRA(ステライト代替
材)、CFA(低コバルト材)などの耐摩耗性材料によ
り耐摩耗性壁11を形成し、また水供給ノズル5を前記耐
摩耗性材料により形成したものである。
【0015】蒸気供給口1から供給された蒸気が蒸気噴
出ノズル6を通過する際に、超音速流となるが、耐摩耗
性材料により形成した水供給ノズル5およびケーシング
3内に耐摩耗性壁11を形成しているため、超音速流によ
る摩耗を抑制できる。また、蒸気・水混合ノズル7を経
てスロート8部で高速の水流となり、これらの部分でエ
ロージョンが発生するが、連通する蒸気・水混合ノズル
7と、スロート8および昇圧用デフューザ9の内側に耐
摩耗性壁11を形成しており、高速水流に起因するエロー
ジョンによる摩耗を抑制できる。
【0016】摩耗を抑制することにより、高信頼性が要
求される原子炉などの非常時炉心冷却系の注水装置への
適用を可能とし、性能劣化の少ないスチームインジェク
タを提供できる。
【0017】次に本発明の第2の実施例を図3により説
明する。なお、図中図1および図2と同一部分には同一
符号を付して重複する部分の説明は省略する。
【0018】この第2の実施例では蒸気ノズル調節用ハ
ンドル13を設けて水供給ノズル15を上下に出し入れし蒸
気の流入口の面積をコントロールできるようにしたもの
である。蒸気ノズル調節用ハンドル13は上部ケーシング
3aの上面にシート板20を介してボルト3cおよびナッ
ト3dにより取り付けられている。
【0019】すなわち、蒸気供給口1を有するケーシン
グ3bにニードル弁4付きの水供給ノズル5を設け、こ
の水供給ノズル15と前記ケーシング3との間に蒸気噴出
ノズル6を形成し、その下流側に蒸気・水混合ノズル7
と、スロート8および昇圧用デフューザ9を連設した高
圧水噴出用スチームインジェクタにおいて、水供給ノズ
ル15と前記蒸気噴出ノズル6を形成するケーシング3の
壁面及び、下流に連設する蒸気・水混合ノズル7と、ス
ロート8および昇圧用デフューザ9側にセラミックス、
CRA(ステライト代替材)、CFA(低コバルト材)
などの耐摩耗性材料により耐摩耗性壁11を形成し、また
水供給ノズル5を前記耐摩耗性材料により形成したもの
である。また、蒸気・水混合ノズル7部において水が壁
面に接触しないよう蒸気による旋回流を形成するための
フィン12を蒸気噴出ノズル6部に取着している。
【0020】蒸気供給口1から供給された蒸気が蒸気噴
出ノズル6を通過する際に、超音速流となるが、耐摩耗
性材料により形成した水供給ノズル5およびケーシング
3内に耐摩耗性壁11を形成しているため、超音速流によ
る摩耗を抑制できる。また、蒸気・水混合ノズル7を経
てスロート8部で高速の水流となり、これらの部分でエ
ロージョンが発生するが、連通する蒸気・水混合ノズル
7と、スロート8および昇圧用デフューザ9の内側に耐
摩耗性壁11を形成しており、高速水流に起因するエロー
ジョンによる摩耗を抑制できる。
【0021】一方、蒸気・水混合ノズル7部では蒸気供
給口1を経て蒸気噴出ノズル6を通過する蒸気はフィン
12により旋回流となる、また水供給口2を経て水供給ノ
ズル5から供給された水は蒸気の旋回力を受けて旋回し
ながら中心で蒸気と混合するため、安定した蒸気潜熱を
得ることができる。
【0022】この第2の実施例によれば、摩耗を抑制す
ることにより信頼性を向上し、旋回力を与えることで性
能を向上できるため、高信頼性が要求される原子炉など
の非常時炉心冷却系の注水装置への適用を可能とし、性
能劣化の少ない高性能のスチームインジェクタを提供で
きる。
【0023】
【発明の効果】本発明によれば、蒸気噴出ノズルを耐摩
耗性材料により形成し、また連通した蒸気・水混合ノズ
ル、スロートおよび昇圧用デフューザの内面に耐摩耗性
材料による耐摩耗性壁を形成することで、これらの部位
の摩擦を抑制することができ性能低下を軽減できる。
【0024】また、蒸気噴出ノズルにフィンを設ければ
旋回流により安定した蒸気の凝縮が得られ高い性能を得
ることができ、信頼性の高いスチームインジェクタを提
供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るスチームインジェクタの第1の実
施例を示す断面図。
【図2】図1における蒸気噴出ノズル部を拡大して示す
縦断面図。
【図3】本発明に係るスチームインジェクタの第2の実
施例を示す断面図。
【図4】従来のスチームインジェクタを示す断面図。
【図5】図4における蒸気噴出ノズル部を拡大して示す
縦断面図。
【符号の説明】
1…蒸気供給口、2…水供給口、3…ケーシング、4…
ニードル弁、5…水供給ノズル、6…蒸気噴出ノズル、
7…蒸気・水混合ノズル、8…スロート、9…昇圧用デ
フューザ、10…吐出口、11…耐摩耗性壁、12…フィン、
13…蒸気ノズル調節用ハンドル、14…水ノズル調節用ハ
ンドル、15…耐摩耗性水供給ノズル、16…ホルダ、17…
ボルト、18…支持杆、19…ピン、20…シート板。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 蒸気供給口を有するケーシングにニード
    ル弁付きの水供給ノズルを設け、この水供給ノズルと前
    記ケーシングとの間に蒸気噴出ノズルを形成し、その下
    流側に蒸気・水混合ノズルと、スロートおよび昇圧用デ
    フューザを連設した高圧水噴出用スチームインジェクタ
    において、前記水供給ノズルの下流側に通じる蒸気・水
    混合ノズルと、前記スロートおよび昇圧用デフューザの
    内面に耐摩耗性材料で耐摩耗性壁を形成してなることを
    特徴とするスチームインジェクタ。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003097499A (ja) * 2001-09-27 2003-04-03 Nippon Soken Inc エジェクタ
CN102654146A (zh) * 2012-04-24 2012-09-05 杭州杭真真空工程技术有限公司 一种气体抽液器
CN113058759A (zh) * 2020-01-02 2021-07-02 杭州三花研究院有限公司 一种喷射装置

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CN113058759A (zh) * 2020-01-02 2021-07-02 杭州三花研究院有限公司 一种喷射装置

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