JPH08232900A

JPH08232900A - ジェットポンプ

Info

Publication number: JPH08232900A
Application number: JP7040642A
Authority: JP
Inventors: Chikako Iwaki; 智香子岩城; Sunao Narabayashi; 直奈良林; Shinichi Morooka; 慎一師岡; Hiromichi Nei; 弘道根井
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1995-02-28
Filing date: 1995-02-28
Publication date: 1996-09-10

Abstract

(57)【要約】【目的】高流量比での効率向上と、原子炉再循環ライン
を細くし、配管やジェットポンプの振動を低減する。【構成】外部ポンプによって駆動流体７を駆動ノズル２
からベルマウス３へ噴出させ、そのベルマウス３周りの
被駆動流体８をベルマウス３側に吸い込み、駆動流体７
とともにスロート４に導き、このスロート４に接続した
ディフューザの吐出口から吐き出すジェットポンプにお
いて、ベルマウス３の上端部外縁形状を軸方向に対して
ほぼ直角な水平面に形成する。ベルマウス３の上端面を
水平面に形成することによって被駆動流体の吸込損失を
低減し、ジェットポンプの効率が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は沸騰水型原子炉（以下Ｂ
ＷＲと記す）等に好適なジェットポンプに係り、特に、
高流量比において効率向上を図り、振動を低減したジェ
ットポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】ＢＷＲでは冷却材を強制循環するために
ジェットポンプを炉心外側に配置している。この種のジ
ェットポンプは例えば図15に示すように構成されてい
る。すなわち、ジェットポンプは外部ポンプによって高
い全圧を有する駆動流体を図15に示す駆動ノズル２から
高速でベルマウス３へ噴出させ、その高速流により静圧
を低下させ、ベルマウス３周りの被駆動流体をベルマウ
ス３内に吸い込み、駆動流体とともに被駆動流体をスロ
ート４に導き、ディフューザ１から吐出するようになっ
ている。

【０００３】スロート４では駆動流体と被駆動流体が混
合され、ディフューザ１を通過する間に運動エネルギー
が圧力エネルギに変換され、吸い込まれる前の被駆動流
体の圧力よりも高い圧力によりディフューザ１の吐出口
から吐き出される。

【０００４】一般に、ジェットポンプの性能は、流量比
（：Ｍ比＝Ｑｓ／Ｑｎ）、圧力比（：Ｎ比＝（Ｐｄ−Ｐ
ｓ）／（Ｐｎ−Ｐｄ））によって示すことができる。ま
た、ジェットポンプの効率は、η＝Ｍ比×Ｎ比×100(%)
で示される。Ｐは圧力（全圧）を、Ｑは流量をそれぞれ
示すとともに、添字ｎ，ｓ，ｄはそれぞれノズル流（駆
動流）、吸込流（被駆動流）、ディフューザ流（吐出
流）を示す。

【０００５】このように構成されるジェットポンプはＢ
ＷＲにおいて、原子炉圧力容器内の冷却材を循環させる
ことにより炉出力を制御する原子炉再循環システムに組
み込まれる。ジェットポンプは原子炉圧力容器内のダウ
ンカマ部において複数配設され、水により駆動される。

【０００６】すなわち、ジェットポンプの駆動水（流
体）は原子炉圧力容器内の炉心よりも下方の吸込管から
吸い込んだ炉水を再循環ポンプにより昇圧されたもので
あり、この駆動流体は分岐管により複数に分岐された
後、ライザ管を通ってジェットポンプのノズルから吐出
される。

【０００７】このために、ベルマウス３周りの静圧が低
下してベルマウス３周りの炉水が吸い込まれ、スロート
で駆動水（流体）と被駆動水（流体）が混合され、ディ
フューザ１で昇圧されて、その吐出口から再び原子炉圧
力容器内へ吐出される。

【０００８】原子炉再循環系は例えば２系統設けられて
おり、ジェットポンプのＭ比が約２程度である。このた
め、この吸込配管内を炉心流量の約１／６が流れること
となるので、吸込配管としては、 100ＭＷｅ級ＢＷＲで
は約 600Ａ（約 600mm）程度の口径が必要であり、主蒸
気管を除けば最大の口径となる。したがって、非常用炉
心冷却系の容量は、この吸込配管の破断による冷却材喪
失事象に対し、十分な補給容量を持つように設計されて
いる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな大口径の吸込配管が破断した場合には大量の炉水が
急激に流出してしまうため、非常用炉心冷却（ＥＣＣ
Ｓ）系の容量が非常に大きくなる。

【００１０】この対策としては、吸込配管の口径を小さ
くするために、少量の駆動流体流量によって炉心流量を
確保できるようにすればよく、そのためにはジェットポ
ンプのＭ比を従来例よりも大きくすればよいことにな
る。

【００１１】これにより、再循環ポンプの吸込配管の口
径を小さくすることができるので、この吸込配管の破断
時の冷却材喪失事故（ＬＯＣＡ）事象時における流出流
量を低減でき、安全性を向上させることができるととも
に、ＥＣＣＳ系の容量をも低減できる。

【００１２】ジェットポンプのＭ比を大きくする方法の
一つとしては、ノズル／スロートの面積比（Ｒ比）を小
さくすることが知られているが、Ｒ比を小さくすると、
駆動流体の速度が従来のジェットポンプよりも速くな
り、摩擦損失や被駆動流体へのエネルギ伝達損失等が増
加し、効率が大幅に低下する。

【００１３】この効率が低下した場合には、その分だけ
再循環ポンプの容量を増加させる必要があり、その結
果、運転費を含めた経済性が低下することになる。これ
を防ぐためには、ジェットポンプの効率を向上させる必
要がある。

【００１４】従来の原子炉再循環系では再循環ポンプに
よりジェットポンプを駆動しているが、この再循環ポン
プは回転部を持つため、原子力プラントの定期検査時に
は多くの作業工数が必要である。

【００１５】また、再循環ポンプは原子炉格納容器内に
設置されているが、この原子炉格納容器内には、多くの
機器が収納されているために狭く作業性が悪い。さら
に、回転部等が原因となるトラブルが発生することがあ
り、プラントの稼働率を低下させることもある。

【００１６】そこで、原子炉格納容器内の再循環ポンプ
を削除し、原子炉格納容器の外部に設置した給水ポンプ
からの給水を直接ジェットポンプに送り込むようにす
る。いわゆる給水駆動ジェットポンプを使う原子炉プラ
ントが考えられる。

【００１７】この原子炉給水系は原子炉圧力容器から主
蒸気管を通して蒸気タービンへ取り出された蒸気量を補
強することを主な目的としており、給水流量を調整する
ことにより原子炉の水位を一定に保っている。この給水
流量は炉水流量の約１／６程度である。

【００１８】給水ジェットポンプシステムは、この給水
をジェットポンプの駆動源として利用するシステムであ
り、給水系を給水配管の途中で２系統に分岐し、一方は
ブースタポンプにより昇圧した後、ジェットポンプのノ
ズル部に導いてノズルから噴出させ、ジェットポンプを
作動させる。他方は給水スパージャにより原子炉圧力容
器内へ注入する。

【００１９】このシステムの採用により従来のＢＷＲで
の再循環ポンプの吸込配管を削除することができるため
に原子炉の安全性を大幅に向上させ、またＥＣＣＳ系容
量についても大幅な削減が可能となる。

【００２０】このシステムの採用により、原子炉圧力容
器下部の簡素化，原子炉圧力容器内の簡素化が達成でき
るとともに、ジェットポンプ駆動ポンプが原子炉格納容
器外に設置できることにより、通常運転時に当該運転ポ
ンプへのアクセスが可能となり、ポンプ定期点検時の被
ばくも低減できる。

【００２１】ただし、この給水のすべてをジェットポン
プの駆動流体とした場合には、前記原子炉水の調整が困
難となるため、実際には給水流量の60〜80％程度しか利
用できない。全給水流量が炉心流量の１／６であること
を考えると、ジェットポンプのＭ比を約10倍程度にまで
上げる必要があり、その結果、前述したようにジェット
ポンプの効率が大幅に低下してしまうことが給水ジェッ
トポンプシステムの課題である。

【００２２】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、高流量においても高効率を呈し、配管やジェ
ットポンプの振動を低減したジェットポンプを提供する
ことにある。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、次のように構成される。請求項１に記載の
発明は、被駆動流体が駆動流体に吸い込まれるベルマウ
ス部において、吸込損失を低減させるために、ベルマウ
スの上端部外縁形状を軸方向に対してほぼ直角な水平面
に形成してなることを特徴とする。

【００２４】請求項２に記載の発明は、壁面でのはく離
による効率の低下を防ぐ目的で駆動流を旋回させる駆動
ノズルの先端を傾けた旋回ノズルにおいて、同一円周上
に複数本のノズルをもつ駆動ノズルの先端を、円の接線
方向より円心方向に傾け、駆動噴流がスロートの終端の
断面内の円管と駆動ノズルの先端を結ぶ直線がスロート
管軸に対して傾き角を有することを特徴とする。

【００２５】請求項３に記載の発明は、駆動流体を複数
のノズルから吸込口へ噴出させることにより、この吸込
口周りの被駆動流体を吸い込み、スロート部で前記駆動
流体と前記被駆動流体とを混合し、ディフューザ部で昇
圧してから吐出するジェットポンプにおいて、ノズルの
径が異なることを特徴とする。請求項４に記載の発明
は、ノズルの径が円周方向に沿って順番に小さくなって
いることを特徴とする。

【００２６】請求項５に記載の発明は、駆動流体をノズ
ルから吸入口へ噴出させることにより、この吸入口周り
の被駆動流体を吸い込み、スロート部で前記駆動流体と
前記被駆動流体とを混合し、ディフューザ部で昇圧して
から吐出するジェットポンプにおいて、スロートの入口
部から下流側にスロートの壁を貫通する穴を複数個設け
たことを特徴とする。

【００２７】請求項６に記載の発明は、スロートの壁を
貫通する穴をスロート部の円周方向に設置したことを特
徴とする。請求項７に記載の発明は、スロートの壁を貫
通する穴の方向がスロートを流れる方向に傾斜している
ことを特徴とする。

【００２８】請求項８に記載の発明は、沸騰水型原子炉
の再循環系に用いるジェットポンプにおいて、駆動ノズ
ルの出口面積比（Ｒ比）を小さくして、同一の流量比で
は、効率の頂点または、流量比が少ない領域に位置する
ように設定することを特徴とする。請求項９に記載の発
明は、沸騰水型原子炉の再循環系に用いるジェットポン
プにおいて、流量比を 3.0以上に設定したことを特徴と
する。

【００２９】

【作用】被駆動流が駆動流により吸引されるベルマウス
部において、先端の吸引部を水平面に形成することによ
り、吸込損失を低減し、ジェットポンプの効率を向上を
図る。

【００３０】複数本のノズルが同一円周上に配置された
駆動ノズルにおいて、ノズルの先端を円の接線方向から
ある角度だけ円心側に傾けることにより、駆動噴流がス
ロートか壁面に衝突し、損失が増加することなく、ディ
フューザ部で旋回流の効果による境界層の発達を防止す
るため、ジェットポンプの効率が向上できる。

【００３１】ノズル径の異なる外周ノズルを設置するこ
とにより、旋回流を発生させ、ディフューザのはく離を
防止し、効率を向上できる。スロート部に壁を貫通する
貫通穴を複数個設けることによって、スロートの流速を
小さくし、圧力損失も減少し、ジェットポンプの効率を
向上できる。

【００３２】流量比を従来の３倍にして再循環配管の流
路面積を１／３にすることによりＬＯＣＡを軽減し、効
率のピークの左側にジェットポンプの運転点を設定する
ことによって本体の長周期脈動を低減する。

【００３３】ジェットポンプ内部の圧力分布を図５に示
す。ノズルから噴射される駆動流体と、吸引される流体
の両流体は断面積一定のスロートで混合され、速度分布
が均一化されてディフューザに流れ込み、動圧から静圧
に転換される。このため、ジェットポンプ内の圧力はス
ロート４の入口からディフューザ１の出口まで図のよう
に増加する。ジェットポンプの効率を向上させるには、
ベルマウス３，スロート４，ディフューザ１の各部の損
失を低減することが必要である。

【００３４】被駆動流体が高速の駆動流体によって吸引
されるベルマウス３部は、その形状に吸込損失が大きく
影響される。現在、高流量比で高い効率を示すジェット
ポンプの開発が要求されているが、流量比が大きいとき
に、吸引される被駆動流体流量も大きくなり、ベルマウ
ス３部での損失が大きくなる。また、ベルマウス３の入
口が小さいと、スロート４の壁面で逆流域が生じる恐れ
がある。このような事情により、ベルマウス部での損失
低減のために、入口を広げ、被駆動流体をスムーズに流
れるようにする。

【００３５】

【実施例】図１により、本発明に係るジェットポンプの
第１の実施例を説明する。本実施例でのジェットポンプ
は例えば図15に示したようなＢＷＲの原子炉再循環系用
に好適なジェットポンプである。なお、図１中、図15と
同一部分は同一符号を付している。本実施例が従来例と
異なる点は図１にその要部を示したようにベルマウス３
の上端面を軸方向に対してほぼ直角な水平面に形成する
ことにある。これにより被駆動流体８がスロート４にス
ムーズに流れ込むようにして損失の低減を図ることがで
きる。また、駆動ノズル２の先端の形状は被駆動流体８
がよどまず、スムーズに流れるように、尖った形状であ
ることが望ましい。

【００３６】ジェットポンプの効率を向上させるため
に、駆動流に旋回を与え、図15で示したディフューザ１
部での境界層の発達を抑制することにより、はく離を防
止すると同時に、スロート４部での駆動流体７と被駆動
流体８との混合効率を促進させることが考えられる。

【００３７】しかし、駆動噴流は、旋回により広がりす
ぎると高速流が壁面に衝突するために摩擦損失が大きく
なり、効率が低下する。逆に、旋回が弱すぎると、ディ
フューザの効率向上に対する効率が小さい。ジェットポ
ンプの効率は、噴流がスロート４の出口で壁面に達する
ようなときに最も効率がよい。

【００３８】また、ディフューザの流れに着目すると、
旋回が弱いと境界層が厚く、はく離が発生するが、逆に
強すぎると、管中心部に逆流領域が生じたり、速度勾配
が大きくなることによる粘性損失が大きくなる。このよ
うに、旋回流を利用したジェットポンプの効率向上につ
いては、ディフューザの広がり角、スロート４の長さに
適した旋回強さがある。

【００３９】つぎに図２から図４により本発明に係るジ
ェットポンプの第２の実施例を説明する。第２の実施例
は請求項２に該当するもので、駆動ノズル２の先端には
複数（図では５本）の旋回ノズル２ａが接続されてい
る。

【００４０】駆動流に旋回を与える方法の一例として、
駆動ノズル２において、図２に示すように複数本のノズ
ル２ａが同一円周上に配置されている。この複数本のノ
ズル２ａの先端は周方向に傾けた旋回ノズルとなってい
る。

【００４１】ここで、駆動流の流れを決定するパラメー
タとして、旋回ノズルの傾き角度θ、および接線方向の
角度αを決める。αが０、つまり、接線方向にノズルを
傾けると、噴流はたちまち壁面に衝突し、効率が低下す
る。

【００４２】よって、この２つのパラメータを適正に決
定することにより、ジェットポンプの効率を向上させ
る。ディフューザ１の広がり角度が５°、スロート４の
直径Ｄに対するスロート４の長さＬの比、Ｌ／Ｄがθ、
αに対する静圧回復率特性を図３に示す。

【００４３】このθおよびαは、図４に示すように、ス
ロート４とディフューザ１の接続部の断面内の半径Ｒの
円環と、駆動ノズル２の先端を結ぶ直線が、スロート４
の管軸に対して傾き角を有するように決定する。

【００４４】つぎに図６から８により請求項３，４に該
当する本発明の第３の実施例について説明する。図６は
本発明の第３項の実施例の全体構成を示す概略縦断面図
である。図６においてジェットポンプは駆動流体７を噴
出する駆動ノズル２をベルマウス３へ駆動流体７を噴出
させることにより、ベルマウス３周りの被駆動流体８を
ベルマウス３からディフューザ１内へ吸い込み、吐出口
11から吐出させるようになっている。

【００４５】図７は図６の駆動ノズル２を下方から見た
拡大図で、図７に示すように駆動ノズル２は、中央ノズ
ル12の駆動流体上流端に、これより太い径のノズル台座
14の下底部に、その中心ノズル12の外側の同心円上に複
数の外周側ノズル部であるノズル径の異なる外周ノズル
13ａ，13ｂ，13ｃ，13ｄを円周方向に配置している。ま
た、ノズル径は図中の矢印方向に沿って小さくしてある
が、逆にしても構わない。

【００４６】図８は各ノズルでの流量分布を横軸にノズ
ル番号を取り示したものであるが、図７の符号とは一致
してないが、ノズルＮｏ．１〜４は13ａ〜13ｄに対応す
る。。ノズルの径の違いにより円周方向に流量分布が生
じる。ノズル近傍では図８のような流量分布が生じる
が、ノズルから離れるに従って流量分布を均一にするよ
うな流れつまり図７の矢印Ｂの方向に流れつまり旋回流
が生じる。

【００４７】つまり、ベルマウス３からスロート４を経
由してディフューザ１へ流入する駆動流体に旋回成分を
与え、被駆動流体との境界層を薄くして流れのはく離を
低減ないしは防止するようになっている。

【００４８】つぎに、図９〜11を用いて請求項５から７
に該当する本発明の第４の実施例について説明する。図
９において、ジェットポンプは駆動流体７を噴出する駆
動ノズル２を、複数の貫通穴15を有するスロート４の吸
込口であるベルマウス３に臨ませ、駆動ノズル２からベ
ルマウス３へ駆動流体７を噴出させることにより、ベル
マウス３周りの被駆動流体８をベルマウス３からディフ
ューザ１内へ吸い込み、吐出口11から吐出させるように
なっている。

【００４９】図10に示すように、スロート４に設置した
貫通穴15は流体がスロートを流れる方向に向かって傾斜
しており、また入口および出口部には流体の流れをスム
ーズにするために曲面状に角16が丸められている。

【００５０】図11は従来のジェットポンプと本発明の実
施例のスロート部分での流速分布を示す。従来のジェッ
トポンプでは被駆動流体８は全てのベルマウス３より流
入する。一方、本発明では被駆動流体８はベルマウス３
およびスロート４に設置した貫通穴15から流入するた
め、従来に比較してスロート４内に流速が小さくなり圧
力損失も減少し、ジェットポンプの効率向上を図ること
ができる。

【００５１】請求項８については、特に、高流量比域で
発生しやすい、ディフューザでの流れのはく離や流動不
安定を防止するため、横軸を流量比、縦軸をジェットポ
ンプ効率とした２次元グラフ上の頂点を超える流量比の
領域に位置するようにジェットポンプの定格運転点を設
定する。

【００５２】この場合、図12に示すように、詳細な研究
の結果、横軸を流量比、縦軸をジェットポンプ効率とし
た２次元グラフの曲線ａ上の頂点（Ａ点）を超える流量
比の領域（例えばＣ点）で図13（ａ）に示す流動変動が
発生することが分かった。

【００５３】図12中曲線ａは従来のＢＷＲＳのジェット
ポンプの特性、曲線ｂは本発明の実施例のジェットポン
プの特性を示している。図13（ａ）は従来のジェットポ
ンプで図７のＣ点での脈動で、図13（ｂ）は本発明のジ
ェットポンプの脈動現象の測定データで、図12のＤ点で
の安定流動を示している。

【００５４】そこで、駆動ノズルの出口面積（Ｒ比）を
小さくして、曲線ｂの特性を持つジェットポンプを製作
すれば、効率の頂点（Ｂ点）はより流量比（Ｍ比）の大
きい側にシフトするので、同一の流量比では、効率の頂
点または、流量比が少ない領域に位置するように設定す
ることが可能となり、かつ、図13（ｂ）に示すように有
害な長周期脈動を低減できる。

【００５５】請求項９については、図14に示すように沸
騰水型原子炉の再循環系に用いるジェットポンプ20の流
量比を 3.0以上に設定することを特徴とする。例えば、
流量比を現在の沸騰水型原子炉（ＢＷＲ／５）の 2.3か
ら約３倍の７に高めると、１／３の駆動流量で必要な炉
心流量が得られるため、再循環配管25を流路断面積を１
／３（口径は１／1.73）に縮小できる。

【００５６】この結果、図14に示すように再循環ポンプ
の配管を長く引き回しても配管物量を低減でき、例えば
再循環ポンプ21を格納容器外の再循環ポンプ室22に設置
することも可能となる。

【００５７】再循環ポンプ室内は窒素置換しないので、
運転中も常時立ち入りやメンテナンスが可能である。格
納容器外であるため、炉水が流れるポンプの遮蔽を確実
に施せばポンプ点検中の作業員の被ばく線量もほとんど
ない。

【００５８】また、万一、再循環配管のギロチン判断と
いうような最大仮想事故が発生しても、破断口から流出
する冷却材の流量は１／３であり、もはや再循環配管破
断は設計基準事故ではなくなる。

【００５９】この結果、ＥＣＣＳの流量や格納容器の大
きさは、主蒸気管破断事故を想定して決定すればよくな
るので、最新鋭の新型ＢＷＲ（ＡＢＷＲ）に比してもＲ
ＰＶ下部のインターナルポンプがない分、プラントが簡
素化され、建設コストや発電コスト，電力料金低減な
ど、産業上や国民の負担軽減などの大きなメリットが生
ずる。

【００６０】

【発明の効果】請求項１によれば、ジェットポンプにお
いてベルマウス部の形状を水平方向に広げることによ
り、吸込損失を低減することができる。請求項２によれ
ば、駆動ノズルの先端を円の接線方向より円心方向に傾
け、駆動噴流がスロートの出口で壁面に接するように決
定したことにより、ジェットポンプの効率を上げること
ができる。

【００６１】請求項３，４の発明では、外周ノズルの径
が円周方向に異なるため、ノズル近傍で円周方向に流量
分布が生じるため、駆動流体に旋回流を発生させること
ができる。このため、吸込口周りの被駆動流体を吸込口
にスムーズに吸い込むことができ、流れの渦損失とキャ
ビテーションを低減ないし防止して吸い込み流量を増大
することができ、ジェットポンプの効率向上を図ること
ができる。

【００６２】請求項５，６，７の発明では、被駆動流体
の吸込口をスロート部分に追加することにより、従来に
比較してスロート内の流速が小さくなり圧力損失も減少
しジェットポンプの効率向上を図ることができる。

【００６３】請求項８，９の発明では、プラント寿命40
年間で、10°回のオーダーに達するような、有害な流量
脈動が防止され、ジェットポンプ本体や支持構造、炉内
構造物の疲労損傷などを防止することが可能となり、プ
ラントの信頼性や運転性が向上する。

【００６４】本発明の総合的な効果によれば、高性能の
高流量比ジェットポンプが実現でき、再循環配管の口径
を小さくしたり、給水ジェットポンプシステムの採用が
可能となる。この結果、冷却材喪失事故の軽減や非常用
冷却系や原子炉格納容器の容量低減，再循環配管の物量
や定検工数の削減により、最新鋭の新型ＢＷＲ（ＡＢＷ
Ｒ）プラントに比しても、大幅にプラントが簡素化さ
れ、建設コストや発電コスト，電力料金低減など、産業
上や国民の負担軽減などの大きなメリットが生ずる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るジェットポンプの第１の実施例の
要部を部分的に側面で示す縦断面図。

【図２】（ａ）は本発明に係るジェットポンプの第２の
実施例の要部を一部側面で示す縦断面図、（ｂ）は
（ａ）の正面図。

【図３】図２における駆動ノズルの傾き角度に対する静
圧回復率を示す特性図。

【図４】本発明の第２の実施例の要部を一部側面で示す
縦断面図。

【図５】図４におけるジェットポンプの静圧回復率を示
す特性図。

【図６】本発明に係るジェットポンプの第３の実施例を
概略的に示す縦断面図。

【図７】図６におけるジェットポンプのノズル部を示す
正面図。

【図８】図７におけるノズル部の円周方向の流量分布を
示す特性図。

【図９】本発明に係るジェットポンプの第４の実施例を
概略的に示す縦断面図。

【図１０】図９におけるジェットポンプのスロート部の
貫通穴の形状を示す縦断面図。

【図１１】従来の発明のジェットポンプスロート部での
流速分布を示す分布図。

【図１２】従来例と本発明例のジェットポンプを採用し
た沸騰水型原子炉の再循環系のジェットポンプの特性を
比較して示す特性図。

【図１３】（ａ）は従来のジェットポンプの流量脈動例
を示す波形図、（ｂ）は本発明のジェットポンプの流量
脈動例を示す波形図。

【図１４】Ｍ比が７の高流量比ジェットポンプを採用し
た沸騰水型原子炉の再循環系を概略的に示す構成図。

【図１５】従来のＢＷＲに用いられるジェットポンプの
一例を示す側面図。

【符号の説明】

１…ディフューザ、２…駆動ノズル、２ａ…旋回ノズ
ル、３…ベルマウス、４…スロート、５…180 °ベント
管、６…ライザ管、７…駆動流体、８…被駆動流体、９
…Ｑ：傾き角度、10…α：接線方向角度、11…吐出口、
12…中央ノズル、13…外周ノズル、14…ノズル台座、15
…貫通穴、16…角、17…原子炉格納容器、18…原子炉圧
力容器、19…炉心、20…ジェットポンプ、21…再循環ポ
ンプ、22…再循環ポンプ室、23…ハッチ、24…サプレッ
ションプール、25…再循環配管。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者根井弘道神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝研究開発センター内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外部ポンプによって駆動流体を駆動ノズ
ルからベルマウスへ噴出させて、このベルマウス周りへ
被駆動流体を前記ベルマウス側に吸い込み駆動流体とと
もに前記ベルマウスに接合したスロートに導き、このス
ロートに接続したディフューザの吐出口から吐き出すよ
うに構成したジェットポンプにおいて、前記ベルマウス
の上端部外縁形状を軸方向に対してほぼ直角な水平面に
形成してなることを特徴とするジェットポンプ。
【請求項２】外部ポンプによって駆動流体を駆動ノズ
ルからベルマウスへ噴出させて、このベルマウス周りへ
被駆動流体を前記ベルマウス側に吸い込み駆動流体とと
もに前記ベルマウスに接続したスロートに導き、このス
ロートに接続したディフューザの吐出口から吐き出すよ
うに構成したジェットポンプの駆動ノズルにおいて、前
記スロートと前記ディフューザの接続部の断面内の円環
と駆動ノズルの先端を結ぶ直線が前記スロート管軸に対
して傾き角を有することを特徴とするジェットポンプ。
【請求項３】駆動流体を複数のノズルから吸入口へ噴
出させて前記吸入口周りの被駆動流体を吸い込み前記吸
入口に設けたスロートで前記駆動流体と前記被駆動流体
とを混合し、前記スロートに接続したディフューザで昇
圧してから吐出するジェットポンプにおいて、前記複数
のノズルの径はそれぞれ異なっていることを特徴とする
ジェットポンプ。
【請求項４】前記複数のノズルの径は円周方向に沿っ
て順番に小さくなっていることを特徴とする請求項３記
載のジェットポンプ。
【請求項５】前記スロートの入口部より下流側にスロ
ートの壁を貫通する穴を複数個設けたことを特徴とする
請求項３記載のジェットポンプ。
【請求項６】前記スロート部の円周方向に複数個の貫
通穴を設けてなることを特徴とする請求項３記載のジェ
ットポンプ。
【請求項７】前記貫通穴は前記スロート内を流れる流
体の方向に傾斜していることを特徴とする請求項３記載
のジェットポンプ。
【請求項８】沸騰水型原子炉の再循環系に用いるジェ
ットポンプにおいて、前記ジェットポンプの定格運転点
を横軸に流量比、縦軸をジェットポンプ効率とした２次
元グラフ上の頂点または、流量比が少ない領域に位置す
るように設定したことを特徴とするジェットポンプ。
【請求項９】前記流量比を 3.0以上に設定したことを
特徴とする請求項８記載のジェットポンプ。