(57)【要約】      （修正有）【課題】振動を抑制することができ、且つ効率を向上させることができるジェットポンプを提供する。【解決手段】ジェットポンプは、ノズル台座１３に６本のノズル１４を設けている。これらのノズル１４は、ノズル直管部１５、ノズル絞り部１６、ノズル直管部１７、ノズル絞り部１８及びノズル下端部１９を有する。ノズル直管部１５、ノズル絞り部１６、ノズル直管部１７、ノズル絞り部１８及びノズル下端部１９は、ノズル台座１３から噴射口２０に向ってこの順番に配置されている。ノズル絞り部１８の絞り角はノズル絞り部１６のそれよりも大きくなっている。ジェットポンプは、スロート２２の下端部に流路断面積が徐々に減少する流路縮小部を形成している。この流路縮小部が、ディフューザの上端部に嵌め込まれている。【選択図】図３
2010168975.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動流体を噴出するノズル装置と、前記駆動流体及び吸引された被駆動流体が流入するスロートと、前記スロートの下流端部が挿入されたディフューザとを備え、
前記ノズル装置が、ノズル台座部材、及び前記ノズル台座部材に取り付けられ、内部に形成された駆動流体通路の流路断面積を低減させる複数の絞り部を形成している複数のノズルを有し、
前記ディフューザ内に挿入された、前記スロートの前記下流端部において、前記スロート内に形成されている流路の断面積が前記スロートの下流端に向かって減少していることを特徴とするジェットポンプ。
【請求項２】
被駆動流体が流れる被駆動流体通路を形成する第１管路部材を内部に有すると共に、前記第１管路部材を取り囲み駆動流体が導かれるヘッダー部、及びこのヘッダー部に連絡されて前記第１管路部材を取り囲み、前記駆動流体を噴出する環状の噴出口を形成しているノズル部をそれぞれ有するノズル装置と、
前記駆動流体及び吸引された被駆動流体が流入するスロートと、
前記スロートの下流端部が挿入されたディフューザと、
前記ノズル装置に一端が接続されて前記駆動流体を前記ヘッダー部に導く第２管路部材とを備え、
前記第１管路部材は、前記一端を通って前記第２管路部材内に形成される駆動流体通路内に配置され、前記第２管路部材の外側に開口する前記被駆動流体通路の開口部を形成し、
前記駆動流体通路は、前記駆動流体が前記第１管路部材に対し前記第１管路部材の軸方向において前記一端に向かって斜めに当たるように形成されており、
前記ディフューザ内に挿入された、前記スロートの前記下流端部において、前記スロート内に形成されている流路の断面積が前記スロートの下流端に向かって減少していることを特徴とするジェットポンプ。
【請求項３】
前記第２管路部材が逆Ｕ字状に曲げられている請求項２に記載のジェットポンプ。
【請求項４】
前記第２管路部材内で前記第２管路部材の中心軸に沿って設置された整流部材を備えた請求項２または３に記載のジェットポンプ。
【請求項５】
前記整流部材は前記第１管路部材の上流に配置されている請求項４に記載のジェットポンプ。
【請求項６】
駆動流体を噴出するノズル装置と、
前記駆動流体及び吸引された被駆動流体が流入するスロートと、
前記スロートの下流端部が挿入されたディフューザとを備え、
前記ノズル装置は、第１筒状部材と、前記第１筒状部材と間隔を置いて前記第１筒状部材の内側に配置される第２筒状部材と、前記第１筒状部材の内側に配置され前記第２筒状部材の上端部に取り付けられる流路形成部材と、前記第１筒状部材及び前記第２筒状部材に両端部が取り付けられて前記ノズル装置の周方向に配置される複数の通路部材とを有し、
それぞれの前記通路部材内に形成されて外側から内側に前記被駆動流体を導く吸引通路が、前記前記第２筒状部材の内側に形成される内部領域に連絡され、
前記駆動流体が流れてそれぞれの前記通路部材が横切る環状の駆動流体流路が、前記第１筒状部材と前記第２筒状部材及び前記流路形成部材の間に形成されて環状の噴出口に連絡され、
前記駆動流体流路の前記噴出口側の部分が、内側を向いており、かつ前記ノズル装置の下端に向かって傾斜しており、
前記ディフューザ内に挿入された、前記スロートの前記下流端部において、前記スロート内に形成されている流路の断面積が前記スロートの下流端に向かって減少していることを特徴とするジェットポンプ。
【請求項７】
前記通路部材が、前記内部領域に向かうに従って前記ノズル装置の下端に向かって傾斜している請求項６に記載のジェットポンプ。
【請求項８】
前記通路部材は軸心に垂直な断面が楕円形状をしている請求項６に記載のジェットポンプ。
【請求項９】
前記通路部材は前記楕円形状の長径が前記ノズル装置の軸方向に配置される請求項８に記載のジェットポンプ。
【請求項１０】
前記流路形成部材の前記内部領域に面する表面が、前記吸引通路の吐出口から前記流路形成部材の下端に向かって曲面になっている請求項６ないし９のいずれか１項に記載のジェットポンプ。
【請求項１１】
前記流路形成部材の前記曲面が形成される部分の横断面積が、前記流路形成部材の下端に向かって小さくなっている請求項１０に記載のジェットポンプ。
【請求項１２】
横断面が上方に向かって減少する錐体部材が、前記流路形成部材の上端に配置されている請求項６ないし１０のいずれか１項に記載のジェットポンプ。
【請求項１３】
ジェットポンプ揚程Ｈ（Ｐａ）、ジェットポンプ流量をＱ（ｍ３／ｓ）、ジェットポンプ内を流れる流体の密度をρ（ｋｇ／ｍ３）としたとき、前記スロートの下流端の内径Ｄ２（ｍ）が、（８ρＱ２／πＨ）０．２５以上で前記スロート内の前記流路の断面積が減少し始める位置での前記スロートの内径Ｄ１（ｍ）よりも小さくなっている請求項１、２及び６のいずれか１項に記載のジェットポンプ。
【請求項１４】
前記スロートの前記ディフューザ内に挿入されている部分の肉厚を厚くしている請求項１、２及び６のいずれか１項に記載のジェットポンプ。
【請求項１５】
前記肉厚を厚くした部分の前記ディフューザに対向している面に、前記スロートの軸方向において、前記スロートの周方向に形成された複数の溝を設けた請求項１４に記載のジェットポンプ。
【請求項１６】
原子炉容器と、前記原子炉容器内に設置され、前記原子炉容器内に形成される炉心に冷却材を供給する複数の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ないし請求項１５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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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のに好適なジェットポンプ及び原子炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）は、再循環系配管が接続された原子炉圧力容器（以下、ＲＰＶという）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、スロート及びディフューザを備える。ＲＰＶ内に形成されてジェットポンプが配置されたダウンカマ内の冷却水は、再循環ポンプの駆動によって昇圧され、駆動水として、再循環系配管を通ってノズルからスロート内に噴出される。ノズルは駆動水の速度を増加させる。ＲＰＶ内でノズルの周囲に存在する冷却水が、噴出された駆動水の作用によって、被駆動水としてベルマウス内に吸込まれ、スロートを経てディフューザ内に流入する。ディフューザから排出された冷却水は、ＲＰＶ内の下部プレナムを通って炉心に供給される（例えば、ＵＳＰ３，６２５，８２０、特開昭５９−１８８１００号公報、特開平７−１１９７００号公報及び特開２００７−２８５１６５号公報参照）。
【０００３】
特開昭５９−１８８１００号公報、特開平７−１１９７００号公報及び特開２００７−２８５１６５号公報に記載されたジェットポンプは、複数本のノズルを有している。噴出口の面積が同じである場合、ノズル本数を増やすことによって、駆動水と被駆動水の接触面積が増加して駆動水及び被駆動水の混合が促進され、混合損失が低減してジェットポンプ効率が向上する。
【０００４】
原子炉に設置されているジェットポンプは、ノズルがＲＰＶ内に設置されたライザ管に接続されている。このジェットポンプは、エルボ、ノズル、ベルマウス及びスロートが一体化されており、検査及び修理等のためエルボからスロートまでが取り外し可能な構造となっている。スロートとディフューザの接続部は、ディフューザの上端部にスロートの下端部が嵌め込まれた継手構造になっている。この継手構造は、滑り継手である。スロートとディフューザの接続部である滑り継手は、ライザ管とディフューザの熱膨張差によって応力が生じないように、ディフューザの上端部とスロートの下端部が上下にスライドできる構造になっている。このため、ディフューザの上端部の内面とスロートの下端部の外面との間に間隙が形成されている。スロートからディフューザに流入した冷却水の一部が、その間隙を通ってダウンカマに漏洩する。この漏洩流は、その間隙に異物が挟まったり堆積したりすることを防ぐ機能を有する。しかしながら、その漏洩流の流量が所定値を超えた場合には、ジェットポンプに振動が発生する可能性がある。したがって、ジェットポンプの振動を抑制するためには、滑り継手の間隙からの漏洩流を所定量以下に制限すればよい。
【０００５】
ジェットポンプではないが、高温、高圧のガス（または蒸気）を導く導管に用いる流体シール継手が、実公昭５２−５３０１号公報に記載されている。この流体シール継手は、管状の入口側継手部分が管状の出口側継手部分内に挿入され、入口側継手部分の先端部に、先端に向かって流路断面積が減少する狭窄部及び流路面積が増大する膨張部を有している。狭窄部と膨張部のつなぎ目の、入口側継手部分で流路面積が最も小さくなる位置に、連通孔が形成されている。この連通孔は、入口側継手部分と出口側継手部分の間に形成される環状の空隙部に連絡されている。狭窄部と膨張部のつなぎ目で内部の静圧が低下するので、空隙部内の流体が連通孔を通して内部に吸引される。このため、入口側継手部分と出口側継手部分の間を通って流体シール継手外に漏洩する流体が効果的に阻止される。
【０００６】
特開昭５９−１５９４８９号公報は、振動が抑制できるジェットポンプを記載している。このジェットポンプは、ディフューザの上端部に挿入したスロートの下端部における流路断面積を、先端に向かって減少させている。
【０００７】
また、ジェットポンプの滑り継手から漏洩する冷却水の量を減少させるために、滑り継手においてスロートの下端部の外面にラビリンスシール構造を形成することが知られている（例えば、特公昭５９−４８３６０公報参照）。
【０００８】
特開２００１−９０７００号公報の図３に記載されたジェットポンプは、ベンチュリー管を有し、ベンチュリー管の上流に駆動水を噴出させるノズルを備えている。このノズルは、内側円筒及び内側円筒を取り囲む外側円筒を有する。内側円筒と外側円筒の間に形成された駆動水用流路は、断面積が駆動水の吐出側に向かって徐々に減少する環状流路になっている。駆動水用流路に供給された駆動水は、その流路の一端（吐出口）からベンチュリー管内に向かって噴出される。ノズルの周囲に存在する洗浄水が、ノズルから噴出される駆動水によってベンチュリー管内に吸引される。具体的には、この洗浄水は、ノズルとベンチュリー管の間に形成される第１冷却水吸引流路、及び内側円筒より内側に形成される第２冷却水吸引流路をそれぞれ通ってベンチュリー管内に流入する。ノズルからは円筒状態になった駆動水が噴出される。円筒状態の駆動水の横断面は連続したリングになっている。
【０００９】
特開２００８−８２７５２号公報は、ＢＷＲに適用されるジェットポンプを記載している。このジェットポンプは、軸心に形成される被駆動水吸引通路を取り囲んで駆動水が供給されるリングヘッダー、及びその被駆動水吸引通路を取り囲んでリングヘッダーの下端に取り付けられ、リングヘッダーに供給される駆動水を噴出する複数の噴出口を環状に形成しているノズル部を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】ＵＳＰ３，６２５，８２０
【特許文献２】特開昭５９−１８８１００号公報
【特許文献３】特開平７−１１９７００号公報
【特許文献４】特開２００７−２８５１６５号公報
【特許文献５】実公昭５２−５３０１号公報
【特許文献６】特開昭５９−１５９４８９号公報
【特許文献７】特公昭５９−４８３６０号公報
【特許文献８】特開２００１−９０７００号公報
【特許文献９】特開２００８−８２７５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ジェットポンプの健全性を保つためには、過大なジェットポンプの振動は望ましくない。実公昭５２−５３０１号公報及び特開昭５９−１５９４８９号公報に記載された滑り継手では、滑り継手からの漏洩流を抑制し、漏洩流に起因する振動を低減することができる。しかしながら、滑り継手において流路断面積が縮小等の変化をしているので、滑り継手での圧力損失が若干大きくなる。このため、ジェットポンプにこれらの滑り継手を適用した場合には、ジェットポンプの効率が圧力損失の増加分だけ低下する。
【００１２】
特公昭５９−４８３６０号公報では、滑り継手にラビリンスシールを設けている。スロートの外面にラビリンスシールを加工する場合、加工領域はスロートの肉厚と嵌め込み長さに制限される。このため、加工領域が十分に確保できない場合には、所望する漏洩流低減の効果が得られない可能性がある。
【００１３】
本発明の目的は、ジェットポンプの振動を抑制することができ、且つ効率を向上させ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。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記した目的を達成する本発明の特徴は、ノズル装置が、ノズル台座部材、及びノズル台座部材に取り付けられ、内部に形成された駆動流体通路の流路断面積を低減させる複数の絞り部を形成している複数のノズルを有し、
ディフューザ内に挿入された、スロートの下端部において、スロート内に形成されている流路の断面積が前記スロートの下流端に向かって減少していることにある。
【００１５】
ディフューザ内に挿入された、スロートの下端部において、スロート内に形成されている流路の断面積が前記スロートの下流端に向かって減少しているので、スロートとディフューザの間から外部に漏洩する流体の量を低減することができ、ジェットポンプの振動を抑制することができる。
【００１６】
ノズル装置が、ノズル台座部材、及びノズル台座部材に取り付けられ、内部に形成された駆動流体通路の流路断面積を低減させる複数の絞り部を形成している複数のノズルを有するので、スロート内の流路断面積の減少によるジェットポンプの効率の低下を補った上で、ジェットポンプの効率を増大させることができる。
【００１７】
上記した目的は、被駆動流体が流れる被駆動流体通路を形成する第１管路部材を内部に有すると共に、第１管路部材を取り囲み駆動流体が導かれるヘッダー部、及びこのヘッダー部に連絡されて第１管路部材を取り囲み、駆動流体を噴出する環状の噴出口を形成しているノズル部をそれぞれ有するノズル装置と、
ノズル装置に一端が接続されて駆動流体を前記ヘッダー部に導く第２管路部材とを備え、
第１管路部材は、前記一端を通って第２管路部材内に形成される駆動流体通路内に配置され、第２管路部材の外側に開口する被駆動流体通路の開口部を形成し、
駆動流体通路は、駆動流体が第１管路部材に対し第１管路部材の軸方向において前記一端に向かって斜めに当たるように形成され、
ディフューザ内に挿入された、スロートの下端部において、スロート内に形成されている流路の断面積が前記スロートの下流端に向かって減少させることによっても、達成することができる。
【００１８】
ディフューザ内に挿入された、スロートの下端部において、スロート内に形成されている流路の断面積が前記スロートの下流端に向かって減少しているので、スロートとディフューザの間から外部に漏洩する流体の量を低減することができ、ジェットポンプの振動を抑制することができる。
【００１９】
第２管路部材内に形成される駆動流体通路が、駆動流体が第１管路部材に対し第１管路部材の軸方向において前記一端に向かって斜めに当たるように形成されているので、駆動流体通路内の圧力損失が低減される。ノズル部の環状の噴出口から噴出される駆動流体の流速がより速くなるので、ジェットポンプ本体内に吸引される被駆動流体の流量が増加し、ジェットポンプの効率がさらに増大する。このジェットポンプの効率の増大の一部は、スロート内の流路断面積の減少によるジェットポンプの効率の低下を補うことができる。
【００２０】
上記した目的は、ノズル装置が、第１筒状部材と、第１筒状部材と間隔を置いて第１筒状部材の内側に配置される第２筒状部材と、第１筒状部材の内側に配置され第２筒状部材の上端部に取り付けられる流路形成部材と、第１筒状部材及び第２筒状部材に両端部が取り付けられてノズル装置の周方向に配置される複数の通路部材とを有し、
それぞれの通路部材内に形成されて外側から内側に被駆動流体を導く吸引通路が、第２筒状部材の内側に形成される内部領域に連絡され、
駆動流体が流れてそれぞれの通路部材が横切る環状の駆動流体流路が、第１筒状部材と第２筒状部材及び流路形成部材の間に形成されて環状の噴出口に連絡され、
駆動流体流路の噴出口側の部分が、内側を向いており、かつノズル装置の下端に向かって傾斜しており、
ディフューザ内に挿入された、スロートの下端部において、スロート内に形成されている流路の断面積が前記スロートの下流端に向かって減少させることによっても、達成することができる。
【００２１】
ディフューザ内に挿入された、スロートの下端部において、スロート内に形成されている流路の断面積が前記スロートの下流端に向かって減少しているので、スロートとディフューザの間から外部に漏洩する流体の量を低減することができ、ジェットポンプの振動を抑制することができる。
【００２２】
駆動流体流路の噴出口側の部分が、内側を向いており、かつノズル装置の下端に向かって傾斜しているので、内部領域の負圧の度合いが増大し、吸引通路を通って内部領域に流入する被駆動水の流量が増大する。さらに、駆動流体流路の噴出口側の部分が、内側を向いており、かつノズル装置の下端に向かって傾斜しているので、ノズル装置の外周部の下端とジェットポンプ本体の上端との間の間隙の幅が増大する。このため、この間隙を通ってジェットポンプ本体内に流入する被駆動水の流量が増大する。これらの流量の増大によって、ジェットポンプの効率がさらに向上する。このジェットポンプの効率の増大の一部は、スロート内の流路断面積の減少によるジェットポンプの効率の低下を補うことができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、ジェットポンプの振動を抑制することができ、且つジェットポンプの効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の好適な一実施例である実施例１の、沸騰水型原子炉に適用されるジェットポンプの斜視図である。
【図２】図１に示す滑り継手の拡大縦断面図である。
【図３】図１に示すノズル装置の縦断面図である。
【図４】図１に示すジェットポンプが適用された沸騰水型原子炉の縦断面図である。
【図５】図３のＶ−Ｖ断面図である。
【図６】図３に示すノズルの縦断面図である。
【図７】ジェットポンプのスロート入口からディフューザ出口までのジェットポンプ内部とダウンカマの差圧変化を示した説明図である。
【図８】Ｍ比とジェットポンプの効率の関係を示す特性図である。
【図９】本発明の他の実施例である実施例２の、沸騰水型原子炉に適用されるジェットポンプにおけるノズル装置の縦断面図である。
【図１０】図９に示すノズル装置の斜視図である。
【図１１】Ｍ比とジェットポンプの効率の関係を示す特性図である。
【図１２】本発明の他の実施例である実施例３の、沸騰水型原子炉に適用されるジェットポンプにおけるノズル装置の縦断面図である。
【図１３】図１２のXIII−XIII断面図である。
【図１４】図１２のXIV−XIV断面図である。
【図１５】図１２のXV−XV断面図である。
【図１６】Ｍ比とジェットポンプの効率の関係を示す特性図である。
【図１７】本発明の他の実施例である実施例５の、沸騰水型原子炉に適用されるジェットポンプにおける滑り継手の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明の実施例を以下に説明する。
【実施例１】
【００２６】
本発明の実施例である沸騰水型原子炉に設置されたジェットポンプを、図１、図２及び図３を用いて以下に説明する。本実施例のジェットポンプの構造を説明する前に、このジェットポンプが適用される沸騰水型原子炉の概略の構造を、図１及び図４を用いて以下に説明する。
【００２７】
沸騰水型原子炉（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。原子炉圧力容器は、以下、ＲＰＶと称する。複数の燃料集合体（図示せず）が装荷された炉心２が、炉心シュラウド３内に配置される。気水分離器４及び蒸気乾燥器５がＲＰＶ１内で炉心２の上方に配置される。複数のジェットポンプ１１が、ＲＰＶ１と炉心シュラウド３の間に形成された環状のダウンカマ６内に配置される。ＲＰＶ１に設けられる再循環系は、再循環系配管７及び再循環系配管７に設置された再循環ポンプ８を有する。再循環系配管７の一端はダウンカマ６に連絡される。再循環系配管７の他端は、ダウンカマ６内に配置されたライザ管９の下端に接続される。ライザ管９の上端は分岐管２７に接続される。分岐管２７に取り付けられたエルボ管（曲り管）１０が、ジェットポンプ１１のノズル装置１２に接続される。主蒸気配管２７及び給水配管２８がＲＰＶ１に接続される。ノズル装置１２は、複数の支持板３３によってベルマウス２１に取り付けられ、ベルマウス２１と一体になっている。
【００２８】
ＲＰＶ１内の上部に存在する被駆動水である冷却水（被駆動流体、冷却材）は、給水配管２８からＲＰＶ１に供給された給水と混合されてダウンカマ６内を下降する。この冷却水は、再循環ポンプ８の駆動によって再循環系配管７内に吸引され、再循環ポンプ８によって昇圧される。この昇圧された冷却水を、便宜的に、駆動水（駆動流体）３０という。この駆動水３０は、再循環系配管７、ライザ管９、分岐管２７及びエルボ管１０内を流れてジェットポンプ１１のノズル装置１２内に達し、ノズル装置１２から噴出される。ノズル装置１２の周囲に存在する被駆動水である冷却水３２（図３参照）は、駆動水３０の噴出流３１（図３参照）の作用によって、ベルマウス２１からスロート２２内に吸い込まれる。この冷却水３２は、駆動水３０と共にスロート２２内を下降し、ディフューザ２５の下端から吐出される。ディフューザ２５から吐出された冷却水（被駆動水３２及び駆動水３０を含む）を、便宜的に冷却水３４と称する。冷却水３４は、下部プレナム２９を経て炉心２に供給される。冷却水３４は、炉心２を通過する際に加熱されて水及び蒸気を含む気液二相流となる。気水分離器４は気液二相流を蒸気と水に分離する。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２７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。蒸気タービンに連結された発電機が回転し、発電が行われる。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。この凝縮水は、給水として給水配管２８によりＲＰＶ１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、落下して冷却水としてダウンカマ６内に達する。
【００２９】
ノズル装置１２、ベルマウス２１、スロート２２及びディフューザ２５を主要な構成要素とする本実施例のジェットポンプ１１は、ノズル装置１２の周囲に存在するダウンカマ６内の冷却水を吸込むことにより、少ない駆動水３０で多くの冷却水３４を炉心に供給することができる。再循環ポンプ８によって与えられた駆動水３０の運動エネルギーが冷却水３２に有効に作用すると、より多くの冷却水３２が吸引されて冷却水３４の流量が更に増加する。ジェットポンプ１１は、ノズル装置１２から噴出される駆動水３０（噴出流３１）をスロート２２内に高速で噴出させることによってスロート２２内の静圧を低下させる。これにより、冷却水３２をスロート２２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。ディフューザ２５は流れが剥離を起こさない程度に流路断面積が下流に向かうほど徐々に拡大しており、このディフューザ２５で冷却水の運動エネルギーが圧力に変換される。ディフューザ２５において、被駆動水３２は、ベルマウス２１に吸い込まれた位置における圧力よりもその圧力が高められる。なお、ベルマウス２１の流路断面積は、上流に向かって増大している。
【００３０】
ベルマウス２１、スロート２２及びディフューザ２５は、この順に、上流より下流に向って配置されている。ベルマウス２１、スロート２２及びディフューザ２５は、ジェットポンプ本体を構成する。ノズル装置１２はベルマウス２１の上方に配置される。
【００３１】
本実施例のジェットポンプ１１における滑り継手２６の構造を、図２を用いて説明する。この滑り継手２６は、スロート２２の下端部（下流端部）にディフューザ２５側の端面に向って流路断面積が徐々に減少している流路縮小部２３を形成している。流路縮小部２３の下流端の内径Ｄ６は流路縮小部２３の上流端の内径Ｄ５よりも小さくなっている。この流路縮小部２３の一部が、ディフューザ２５の上端部（上流端部）内に嵌め込まれている。流路縮小部２３の外面には厚肉部２４が形成される。この厚肉部２４の形成によって、流路縮小部２３とディフューザ２５の間に形成される間隙２７のスロート２２の半径方向における幅が、狭くなっている。
【００３２】
ジェットポンプ１１におけるノズル装置１２の詳細な構成を、図３、図５及び図６を用いて以下に説明する。ノズル装置１２は、ノズル台座（ノズル台座部材）１３及び６本のノズル１４を有する。ノズル装置１２のノズル台座１３は、支持板３３によってベルマウス２１に取り付けられて一体化され、そしてエルボ管１０に接続される。ノズル装置１２はベルマウス２１の上方に配置される。ノズル台座１３は、軸心の位置に下方に伸びる突起部３６を有する。６本のノズル１４は、環状にノズル台座１３に取り付けられて、突起部３６の周囲に配置されている。これらのノズル１４はノズル台座１３からベルマウス２１に向かって伸びている。
【００３３】
ノズル装置１２に設けられた６本のノズル１４の詳細な構成を、図６を用いて説明する。ノズル１４は、内部に形成される噴出通路３５の通路径となるノズル内径をノズル１４の上流端から下流端に向ってＤ１，Ｄ２及びＤ３と順次定義した場合、これら内径はＤ１＞Ｄ２＞Ｄ３の関係を有している。
【００３４】
ノズル装置１２では、ノズル１４は、ノズル直管部１５、ノズル絞り部１６、ノズル直管部１７、ノズル絞り部１８及びノズル下端部１９を有する。最も上流に位置するノズル直管部１５は、内径がＤ１で一定になっている。ノズル直管部１５の下流端に接続された第一段のノズル絞り部１６は、内部の流路断面積が下流に向って減少し、上端の内径がＤ１で下端の内径がＤ２であり、長さがＬ１になっている。ノズル絞り部１６の下流端に接続されるノズル直管部１７は、内径がＤ２で一定になっている。ノズル直管部１７の下端に接続される第２段のノズル絞り部１８は、内部の流路断面積が下流に向って減少し、上端の内径がＤ２で下端の内径がＤ３であり、長さがＬ２になっている。ノズル絞り部１８の下端に接続されてノズル１４の最も下流に位置するノズル下端部１９は、内径がＤ３で内部に噴出口２０が形成される。
【００３５】
ノズル１４は、ノズル絞り部が先端部の一箇所しか形成されていない特開昭５９−１８８１００号公報のノズルとは異なり、噴出通路３５をノズル絞り部１６及び１８の二箇所で絞っている。ノズル絞り部１６の絞り角θ１及びノズル絞り部１８の絞り角θ２はそれぞれ次の（１）式及び（２）式でそれぞれ計算できる。
【００３６】
θ１＝ｔａｎ−１（（Ｄ１−Ｄ２）／２／Ｌ１）          ……（１）
θ２＝ｔａｎ−１（（Ｄ２−Ｄ３）／２／Ｌ２）          ……（２）
噴出口２０に近いノズル絞り部１８のノズル絞り角θ２がノズル絞り部１６の絞り角θ１よりも大きくなっている（θ２＞θ１）。流路断面積が大きいノズル直管部１５がノズル絞り部１６の上流に、流路断面積が小さいノズル直管部１７がノズル絞り部１６の下流にそれぞれ配置される。
【００３７】
ノズル１４の最も下流に位置する下端部には、内径Ｄ３で先端に噴出口２０を形成した直管のノズル下端部１９を配置することが望ましい。しかしながら、噴出口２０から噴出する噴出流３１の流速を向上させるために、直管のノズル下端部１９に替えて流路断面積が下流端に向って緩やかに減少するノズル絞り部を用いても良い。
【００３８】
ノズル下端部１９に流路断面積が下流端に向って緩やかに減少するノズル絞り部を用いる場合には、ノズル下端部１９の噴出口２０からの噴出流３１の広がりを所望の範囲内に抑えるために、このノズル絞り部１８の絞り角θは２度未満程度の小さな角度にすることが望ましい。
【００３９】
沸騰水型原子炉の運転中において再循環ポンプ８から吐出された駆動水３０は、ライザ管９及びエルボ管１０を経てノズル装置１２のノズル台座１３内に流入する。この駆動水３０は、それぞれのノズル１４内の噴出流路３５に導かれる。噴出通路３５の流路断面積は、上流から下流に向って配置されたノズル直管部１５、ノズル絞り部１６、ノズル直管部１７、ノズル絞り部１８及びノズル下端部１９の内径に応じて変化している。噴出通路３５内に流入した駆動水３０は、ノズル直管部１５、ノズル絞り部１６、ノズル直管部１７及びノズル絞り部１８を通り、ノズル下端部１９に到達する。噴出通路３５内を下降する駆動水３０は、ノズル絞り部１６で徐々に加速され、ノズル絞り部１８でノズル絞り部１６よりも急速に加速される。加速された駆動水３０は噴出口２０からスロート２２内に向って噴出される。
【００４０】
ノズル絞り部１８においてノズル１４の中心軸に向かう速度成分が駆動水３０に与えられる。しかしながら、流体は壁面に沿って流れる性質があるため、噴出流３１がノズル下端部１９の先端に形成された噴出口２０から直径Ｄ３で噴出される。ノズル絞り部１８の絞り角θ２が大きいほどノズル中心軸に向かう運動量が存在するため、噴出口２０から噴出される噴出流３１の拡がりが抑えられて、噴出流３１が噴出口２０から下流へ距離Ｌ３だけ進んだ時点での噴出流３１の直径Ｄ４を、所望の範囲内に抑えて小さくすることができる。噴出流３１の直径Ｄ４は噴出流３１の流路幅であり、噴出流３１の直径Ｄ４が小さいほど、噴出流３１の速度が大きくなる。
【００４１】
噴出流３１の拡がりを抑えて速度を維持したまま、ノズル１４から噴出流３１がスロート２２内に噴出されると、スロート２２内の静圧がより低下するため、ノズル装置１２の周囲でダウンカマ６内に存在するより多くの被駆動水３２がベルマウス２０内に吸込まれる。
【００４２】
ノズル下端部１９がノズル絞り部１８の下流に配置されていない場合を想定する。この場合には、ノズル絞り部１８で与えられたノズル１４の中心軸に向かう駆動水３０の運動量により噴出流３１の直径が噴出後も小さくなる。すなわち、ノズル下端部１９の直管部が存在しないので、ノズル１４の下端に形成された噴出口２０から噴出される噴出流３１は、ノズル絞り部１８の影響を受ける。このため、噴出口２０からの距離Ｌ３での噴出流３１の直径Ｄ４が、噴出口２０の内径Ｄ３よりも小さくなり、噴流速度が上昇して加速損失が増大するので、駆動水３０の流量が減少する。
【００４３】
このため、ノズル絞り部１８の下流側に直管部であるノズル下端部１９を設置することにより、噴出口２０から噴出する噴出流３１の直径が、直管であるノズル下端部１９の内径Ｄ３よりも小さくならないようにして、加速損失増大による駆動水３０の流量減少を防いでいる。
【００４４】
また、ノズル絞り部をノズル１４に２箇所以上設けることにより、ノズル１４内の圧力損失を低減しつつ、ノズル１４相互間に形成される被駆動水３２の流路を広くすることができる。
【００４５】
次に、噴出口２０の内径をＤ３で固定してノズル絞り部１６を直管とし、ノズル直管１５及び直管にしたノズル絞り部１６のそれぞれの内径をＤ２とし、ノズル１４に形成したノズル絞り部をノズル絞り部１８の一箇所にした場合を考える。ノズル絞り部１８の長さＬ２を変更しない場合、ノズル直管部１５及び直管にしたノズル絞り部１６の流路断面積が狭くなって内部を流れる駆動水３０の流速が増加するため、摩擦損失が増大して駆動水３０の流量が減少する。また、ノズル絞り部１８の長さＬ２を長くしてノズル絞り部１８における上流側の流路断面積を大きくした場合は、ノズル１４の外径が大きくなり、複数のノズル１４相互間に形成される被駆動水３２の流路断面積が狭くなるので、被駆動水３２のベルマウス２１内への吸い込み量が減少してしまう。
【００４６】
したがって、二箇所以上のノズル絞り部をノズル１４に設けることによって、ノズル１４内の噴出通路３５の流路断面積が噴出口２０側で狭くなり、噴出通路３５内を流れる駆動水３０の流速が増加する。これによって、噴出通路３５内で摩擦損失が増大する領域を小さくすることができる。さらに、ノズル１４においてノズル絞り部１６より下方で外径を小さくすることができるので、ノズル１４相互間に形成される間隙３７（図５参照）の幅をより広くすることができ、６本のノズル１４よりも内側の領域３８（図３参照）に吸い込まれる被駆動水３２の流量を増大できる。結果として、スロート２１内に吸込まれる被駆動水３２の流量が増大する。
【００４７】
前述したように噴出通路３５内に流入した駆動水３０は、ノズル絞り部１６，１８により噴出通路３５内で加速され、噴出口２０から噴出流３１となってスロート２２内に噴出される。本実施例では、噴出流３１の拡がりを抑えることができるため、スロート２２内に到達した噴出流３１の速度が大きくなってスロート２２内の静圧がより低下する。この結果、被駆動水３２をスロート２２内により多く吸込むことができる。
【００４８】
本実施例は、２つのノズル絞り部１６，１８を有するノズル１４を備えているので、ノズル１４の上記した作用によって、特開昭５９−１８８１００号公報に記載された、一段で絞られた絞り部と直管部を有する５本のノズルを備えた従来のジェットポンプよりもスロート２２内に吸込まれる被駆動水３２の流量を増大することができる。このため、ジェットポンプ１１から排出される冷却水３４の流量が増大し、Ｍ比が高い領域でのジェットポンプ１１の効率が従来のジェットポンプのそれよりも向上する。
【００４９】
スロートの入口からディフューザの出口までの、ジェットポンプの軸方向におけるジェットポンプの内部とダウンカマ６の間における差圧の変化の一例を、図７に示す。図７において、破線は１００万ｋＷ級の沸騰水型原子炉に用いられている５本のノズルを有する従来のジェットポンプの特性である。この特性から明らかであるように、ノズルから駆動水を高速で噴出することによって、スロート内の静圧がダウンカマ６の静圧より低下するため、スロート入口部での内外の差圧が負圧になる。ジェットポンプの内部とダウンカマ６の間の差圧は滑り継手の位置で正圧になり、この正圧の大きさがディフューザの出口に向って増大する。従来のジェットポンプは、スロートの下部では流路断面積をスロートの下流端に向って緩やかに増大させることによって、スロート内の静圧を回復させている。滑り継手の位置でジェットポンプの内部の静圧がその位置でのダウンカマ６の静圧よりも大きくなると、滑り継手の間隙を通してジェットポンプの内部からダウンカマ６に向って冷却水の漏洩流が発生する。この漏洩流の量が過剰になった場合には、ジェットポンプに望ましくない振動が発生する可能性がある。
【００５０】
本実施例のジェットポンプ１１の滑り継手２６は、前述したように、スロート２２の下端部に形成された流路縮小部２３をディフューザ２５の上流端部内に挿入しているので、流路縮小部２３からディフューザ２５内に流入する冷却水の流速が増大して流路縮小部２３の下流端近傍でのディフューザ２５内の静圧が低下する。このため、滑り継手２６の設置位置でのジェットポンプ１１の内部、すなわち、ディフューザ２５の内部の静圧とダウンカマ６の静圧との差を小さくすることができる。これらの静圧の差を低減できる方法を用いることにより、滑り継手２６の間隙２７を通してダウンカマ６に漏洩する冷却水の流量を、特公昭５９−４８３６０号公報のように漏洩流低減効果が加工できる範囲に制限されるラビリンスシールを設けた場合よりも確実に減少させることができる。したがって、ジェットポンプ１１の振動を抑制することができる。
【００５１】
図７に示された実線は、流路縮小部２３を形成することによってスロート２２の下流端の内径を、流路縮小部２３を形成していない、従来のジェットポンプにおけるスロートの下流端の内径よりも６％小さくした本実施例のジェットポンプ１１に対するジェットポンプ１１の内部とダウンカマ６の間における差圧の変化を示している。本実施例では、流路縮小部２３の開始点から静圧が低下し始め、滑り継手２６の位置でのジェットポンプ１１の内部とダウンカマ６の間における差圧が破線で示す従来例に比べて約半分にまで低下している。その後、ディフューザ２５内の流路断面積が増加するにつれて冷却水の速度エネルギーが圧力に変換され、ディフューザ２５内の圧力が回復していく。滑り継手２６の位置におけるジェットポンプ１１の内部とダウンカマ６の間の差圧が減少することによって、前述したように、ジェットポンプ１１の振動が抑制される。
【００５２】
しかしながら、本実施例は、流路縮小部２３の形成によって、従来のジェットポンプよりも圧力損失が増大する。この結果、実線で示す本実施例では、ディフューザ２５の出口における圧力が、破線で示す従来例よりも低くなる（図７参照）。このため、ジェットポンプから炉心２に供給される冷却水３４の流量が減少する。すなわち、流路縮小部２３の形成は、ジェットポンプの効率を低減させる。
【００５３】
本実施例のジェットポンプ１１は、前述したように、ノズル絞り部を二段にした６本のノズル１４を有するノズル装置１２を設置してジェットポンプの効率向上を図っている。ジェットポンプ１１では、流路縮小部２３の形成によるジェットポンプ効率の低減が、ノズル装置１２の採用によるジェットポンプ効率の向上幅の一部によって相殺することができる。したがって、ジェットポンプ１１は、ジェットポンプの振動を抑制でき、且つ、ジェットポンプの効率を従来のジェットポンプよりも向上させることができる。
【００５４】
本実施例のジェットポンプにおける効率向上を、図８を用いて詳細に説明する。図８において、破線は、５本のノズルを有するノズル装置を備えた従来のジェットポンプ（図７に示した破線の特性を有する従来のジェットポンプ）のジェットポンプ効率を示している。この従来のジェットポンプは、このスロートの下流端における流路断面積を従来比１００％にしており、特開昭５９−１８８１００号公報に示されたジェットポンプのように、１段の絞り部を各ノズルに形成している。図８に示された一点鎖線は、破線で示す特性を有する従来のジェットポンプにおいて、スロートを、本実施例と同様な流路縮小部２３を下端部に形成したスロートに替えた、比較例のジェットポンプにおけるジェットポンプの効率を示している。比較例のジェットポンプにおいて、流路縮小部２３の下流端における流路断面積は、破線の特性を有する従来のジェットポンプのその流路断面積の９０％である。このジェットポンプは、スロートに流路縮小部２３を形成したことによる圧力損失の増加により、破線に比べてジェットポンプの効率が低下している。スロートに流路縮小部を形成した従来のジェットポンプにおけるその効率の低下は、０．７％程度である。
【００５５】
図８において、実線は本実施例のジェットポンプ１１のジェットポンプ効率を示している。ジェットポンプ１１では、スロート２２の流路縮小部２３の下流端における流路断面積も、９０％である。ジェットポンプ１１は、スロート２２に形成した流路縮小部２３によるジェットポンプ効率の低下を、ノズル装置１２の採用によるジェットポンプ効率の増大でカバーすることができ、結果的にジェットポンプ効率を、破線で示された従来のジェットポンプのジェットポンプ効率よりも向上させることができる。本実施例では、ジェットポンプの効率が、スロートに流路縮小部を形成していない従来のジェットポンプのそれよりも、ピーク効率で３％程度向上する。
【００５６】
本実施例のジェットポンプ１１は、ノズル１４の本数を６本に増加している。二段に形成したノズル絞り部１６，１８を用いているので、噴出口２０から噴出された噴出流３１の拡がりを抑制して、スロート２２の入口に到達したときの噴出流３１の速度の低下及スロート２２内における被駆動水３２の吸い込み面積の減少が抑制される。このため、噴出流３１の同じ噴出速度でより多くの被駆動水３２をスロート２２内に吸込むことができる。さらに、本実施例では、６本のノズル１４の噴出口２０の合計流路断面積を従来の５本のノズルにおけるそれと同じにし、６本のノズル１４の濡れぶち長さの合計を従来の５本のノズルのそれよりも約９％大きくしている。このため、噴出口２０から噴出された駆動水３０の噴出流３１と被駆動水３２との接触面積が大きくなるので、両方の流体の混合が早くなり混合時の損失が少なくなる。
【００５７】
本実施例のジェットポンプ１１は、特開昭５９−１８８１００号公報に記載された、１段階で絞られた絞り部と直管部を有する５本のノズルを備えた従来のジェットポンプに比べて、ジェットポンプ効率が向上する。
【００５８】
本実施例は、ノズル絞り部３９の絞り角θ２をノズル絞り部３７の絞り角θ１よりも大きくしているので、噴出流２８の拡がりを抑えてスロート２１の入口での駆動水２４の速度低下を抑制するとともに、噴出口１４を形成するノズル下端部４０を設けて、絞りによって過度に駆動水２９の速度が上昇してノズル１３Ａの圧力損失が大きく上昇するのを防いでいる。
【００５９】
スロート２１での駆動水２４の速度が噴出口１４の位置での速度からあまり低下しないため、スロート２１内の静圧がより低下して被駆動水２９のスロート２１内への吸い込み量が多くなり、ジェットポンプのＭ比と効率を向上させることができる。
【００６０】
沸騰水型原子炉では、再循環ポンプ８の回転数を制御して炉心２に供給する冷却水流量（炉心流量）を調節している。Ｍ比及びジェットポンプ効率が向上することにより少ない再循環ポンプ動力で炉心流量を増加することができる。したがって、再循環ポンプ８の駆動に要する消費電力を低減することができる。さらに、米国で実施されている原子炉の出力向上を実施する場合、Ｍ比及びジェットポンプ効率が増大する本実施例のジェットポンプ７を既設の原子炉に用いることによって、再循環ポンプ８の容量を増大させずに炉心流量をさらに増加することができる。このため、沸騰水型原子炉の出力向上を容易に実現することができる。
【実施例２】
【００６１】
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、以下に説明する。本実施例のジェットポンプ１１Ａは、実施例１のジェットポンプ１１においてノズル装置１２をノズル装置１２Ａに替えた構成を有している。ジェットポン１１Ａの他の構成は、ジェットポンプ１１と同じである。ノズル装置１２Ａを、図９及び図１０を用いて以下に説明する。
【００６２】
ジェットポンプ１１Ａにおいて、Ｍ比及びＮ比を増大させ、ジェットポンプの効率を高めるためには、圧力損失を極力小さくすること、及び駆動水で誘発される吸引力を最大限利用することが重要となる。そこで、本実施例のジェットポンプ１１Ａは、上端にダウンカマ６に連通する開口部５１を形成する内部冷却水吸引通路５０を、ノズル装置１２Ａ内に、ノズル装置１２Ａを軸方向に貫通するように形成している。さらに、ジェットポンプ１１Ａは、内部冷却水吸引通路５０がエルボ管１０内を上方に向かって伸びており、開口部５１がエルボ管１０の頂点ＴＰよりも下方の位置でエルボ管１０の外面に形成されている。
【００６３】
ノズル装置１２Ａは、図９に示すように、ノズル部４０及びノズルヘッダー部４６を有する。ノズルヘッダー部４６は、外部円筒部材４７及び外部円筒部材４７の内側に配置された内部円筒部材４８を有する。同心円状に配置された外部円筒部材４７と内部円筒部材４８の間に、環状ヘッダー部４９が形成される。ノズル部４０は、ノズルヘッダー部４６の下方に配置され、ノズルヘッダー部４６の下端部に取り付けられる。
【００６４】
ノズル部４０は、外部円筒部材４１、内部円筒部材４２、外部漏斗筒部４３及び内部漏斗筒部４４を有する。外部円筒部材４１は内部円筒部材４２を取り囲み、外部円筒部材４１及び内部円筒部材４２は同心円状に配置される。外部漏斗筒部４３は内部漏斗筒部４４を取り囲み、外部漏斗筒部４３と内部漏斗筒部４４は同心円状に配置される。外部漏斗筒部４３及び内部漏斗筒部４４は、それぞれ下方に向かって横断面積が減少する。外部漏斗筒部４３は外部円筒部材４１の上端に取り付けられ、内部漏斗筒部４４は内部円筒部材４２の上端に取り付けられる。外部漏斗筒部４３は外部円筒部材４７の下端に設置される。内部漏斗筒部４４は内部円筒部材４８の下端に設置される。環状噴出口２０Ａが外部円筒部材４１と内部円筒部材４２の間に形成される。
【００６５】
エルボ管１０の出口端５３が、ノズルヘッダー部４６、すなわち、外部円筒部材４７の上端に取り付けられる。エルボ管１０の入口端５２が分岐管２７の上端に設置される。エルボ管１０及び分岐管２７はその固定具によって取り外し可能に結合される。エルボ管１０の出口端５３の中心は、ノズルヘッダー部４６、すなわち、外部円筒部材４７の軸心と一致している。ノズル部４０、ノズルヘッダー部４６及びエルボ管１０は、溶接によって接合されて一体化されている。
【００６６】
内部円筒部材４８は、出口端５３からエルボ管１０内に挿入されて上方に向かって伸びている。内部円筒部材４８の、上端部に位置する開口部５１は、エルボ管１０の外面に形成され、ダウンカマ６に連絡される。内部円筒部材４８の上端がエルボ管１０に溶接されている。内部円筒部材４８とエルボ管１０の接合部（取り付け部）のうち、最も高い位置に存在する接合部（取り付け部）５７は、エルボ管１０の外面の、最も高い位置にである頂点ＴＰよりも低い位置に配置される。エルボ管１０と同じ曲率を有する整流板（整流部材）５４が、エルボ管１０内に設置され、エルボ管１０の入口端５２から内部円筒部材４８に向ってエルボ管１０の軸心に沿って配置される。整流板５４は内部円筒部材４８の上流に配置されている。整流板５４の設置により、上下方向において分離された上部流路５５及び下部流路５６がエルボ管１０内に形成される。接合部５７が頂点ＴＰよりも低い位置に存在するので、出口端５３に向うエルボ管１０内の上部流路５５及び下部流路５６は、内部円筒部材４８の軸心に対して傾斜するように形成されている。換言すれば、上部流路５５及び下部流路５６は、それらの流路内を流れる駆動水が内部円筒部材４８に対し内部円筒部材４８の軸方向において出口端５３に向かって斜めに当たるように形成されている。
【００６７】
開口部５１によってダウンカマ６に連絡される内部冷却水吸引通路５０が、接合された内部円筒部材４８、内部漏斗筒部４４及び内部円筒部材４２内に形成される。接合された内部円筒部材４８、内部漏斗筒部４４及び内部円筒部材４２は第１管路部材である。内部冷却水吸引通路５０は、内部漏斗筒部４４において、流路断面積が下方に向かって徐々に減少し、下端がベルマウス２１に向って開口している。外部漏斗筒部４３と内部漏斗筒部４４の間に形成され、環状ヘッダー部４９と環状噴出口２０Ａを連絡する環状通路４５は、下方に向かって流路断面積が徐々に減少している。
【００６８】
沸騰水型原子炉の運転中に再循環ポンプ８で昇圧されてライザ管９に到達した駆動水は、エルボ管１０内を通って環状ヘッダー部４９内に導かれる。エルボ管１０内に整流板５４が配置されているので、エルボ管１０内における圧力損失が低減される。エルボ管１０内において、上部流路５５及び下部流路５６のそれぞれを流れる駆動水の一部が第１管路部材（特に、内部円筒部材４８）の軸方向において出口端５３に向かって斜めに内部円筒部材４８の外面に当たる。環状ヘッダー部４９内に導かれた駆動水は、環状通路４５を通って環状噴出口２０Ａよりベルマウス２１内に向って高速で噴出される。環状噴出口２０Ａより噴出された駆動水の噴出流の横断面は、環状になっている。駆動水の噴出流がスロート２２内に高速で供給されることによって、スロート２２内の静圧が低下し、ノズル装置１２Ａの周囲でダウンカマ６内に存在する冷却水がベルマウス２２内に吸い込まれる。
【００６９】
スロート２２内の静圧が低下することによって、ノズル装置１２Ａの周囲に存在する被駆動水である冷却水がベルマウス２２内に吸い込まれる形態が２つ存在する。第１の形態では、エルボ管１０より上方に存在する冷却水が、開口部５１より内部冷却水吸引通路５０内に流入し、内部冷却水吸引通路５０を通ってベルマウス２２内に達する。この形態では、内部冷却水吸引通路５０を通して吸引された冷却水は、環状の噴出流の内側に流入する。第２の形態では、ダウンカマ６内の冷却水は外部冷却水吸引通路５８を通って環状の噴出流の外側でベルマウス２２内に達する。
【００７０】
環状噴出口２０Ａから噴出された駆動水とこの駆動水の作用によってベルマウス２２内に吸い込まれた冷却水（被駆動水）はスロート２２内で運動量の交換を行いながら混合され、スロート２２の下方に位置するディフューザ２５に導かれる。ディフューザ２５から吐出された冷却水３４は、下部プレナム２９を経て炉心２に導かれる。
【００７１】
本実施例では、接合部５７が頂点ＴＰよりも低い位置に存在するので、エルボ管１０内において、上部流路５５及び下部流路５６は、内部冷却水吸引通路５０を形成する内部円筒部材４８に対し内部円筒部材４８の軸方向において出口端５３に向かって傾斜するように形成される。このため、内部円筒部材４８が存在するエルボ管１０内の圧力損失が低減され、環状噴出口２０Ａから噴出される冷却水の流速が増大する。スロート２２内での静圧の減少幅が大きくなり、内部冷却水吸引通路５０及び外部冷却水吸引通路５８を通ってベルマウス２２内に吸引される冷却水の流量が増大する。この冷却水流量の増大は、ジェットポンプ１１Ａの効率を向上させる。
【００７２】
このジェットポンプ１１Ａの効率向上について説明する。図１１は、ノズル装置１２Ａを有しスロートに流路縮小部が形成されていないジェットポンプ及び比較例のジェットポンプにおけるＭ比とジェットポンプの効率の関係を示している。図１１において、実線がノズル装置１２Ａを有しスロートに流路縮小部が形成されていないジェットポンプの特性を示し、破線が比較例のジェットポンプの特性を示している。比較例のジェットポンプは、特開２００１−９０７００号公報の図３に記載されたノズル装置を、ＵＳＰ３，６２５，８２０に記載されたＢＷＲ用のジェットポンプのノズルとして用いた構造である。比較例では加圧された駆動水がノズル装置の内側円筒に真横から衝突しているのに対し、ノズル装置１２Ａを有しスロートに流路縮小部が形成されていないジェットポンプは、エルボ管１０内の冷却水通路を流れる駆動水が、上記したように、内部円筒部材４８に対して斜めに当たっている。このような駆動水の流動の差により、ノズル装置１２Ａを有しスロートに流路縮小部が形成されていないジェットポンプの圧力損失が比較例のそれよりも減少する。このため、ノズル装置１２Ａを有しスロートに流路縮小部が形成されていないジェットポンプでは、ノズル内の圧力損失が減少する分、ジェットポンプの効率が比較例の効率よりも増加する。
【００７３】
本実施例のジェットポンプ１１Ａは、実施例１のジェットポンプ１１と同様に、スロート２２の下端部に流路縮小部２３を形成しているので、この流路縮小部２３の影響によりジェットポンプの効率が低下する。しかしながら、この効率の低下は、ノズル装置１２Ａの作用により増加した効率の一部を用いて相殺される。したがって、ジェットポンプ１１Ａは、ノズル装置１２Ａの作用により増加した残りの効率の増加分の貢献により、ジェットポンプの効率を比較例よりも向上させることができる。
【００７４】
本実施例は、スロート２２の下端部に流路縮小部２３を形成しているので、スリップジョイント２６の間隙２７からの漏洩流を減少させることができる。このため、ジェットポンプ１１Ａの振動を抑制することができる。
【００７５】
本実施例は、エルボ管１０内に整流板５４が設置されているので、エルボ管１０内の圧力損失がさらに低減される。この圧力損失の低減によって、ジェットポンプ１１Ａの効率がさらに増大する。整流板５４が内部円筒部材４８の上流に配置されるので、エルボ管１０内での流れの剥離及び速度分布の偏りを抑制でき、エルボ管１０内の圧力損失が低減される。
【００７６】
エルボ管１０内に形成される冷却水通路（上部流路５５及び下部流路５６）が内部円筒部材４８に対して上記したように傾斜しているので、その冷却水通路内を流れる駆動水が内部円筒部材４８に軸方向において内部円筒部材４８の外面に斜めに当たることによって、内部円筒部材４８とエルボ管１０の接続部に生じる応力が小さくなる。したがって、既設のＢＷＲにノズル装置１２Ａを適用する場合に、部材の厚みを特別に厚くしてその接合部を補強する必要が無く、ライザ管９及び固定具の改造が不要になる。
【００７７】
本実施例は、ノズル装置１２Ａ内に内部冷却水吸引通路５０を形成しているので、噴出された環状の噴出流よりも内側の領域に生じる減圧の効果を有効に活用できる。このため、内部冷却水吸引通路５０を通ってベルマウス２２内に達する冷却水の流れを発生させることができる。したがって、冷却水は内部冷却水吸引通路１７及び外部冷却水吸引通路５８のそれぞれを通ってベルマウス２２内に流入するので、ベルマウス２２に流入する冷却水の流量が増加する。
【００７８】
内部冷却水吸引通路５０がＲＰＶ１の軸方向を向いて配置されて開口部５１が上方に向って開口しているため、ダウンカマ６内を下降して内部冷却水吸引通路５０に供給される冷却水の流力をジェットポンプ１１Ａの吸込み力の増大に有効に活用できる。このため、スロート２２内に吸引される冷却水の量を増やすことができる。また、ノズル部４０に下方に向かって外径が減少する外部漏斗筒部４３を用いているので、ノズル装置１２Ａは、ダウンカマ６内を下降する冷却水を、外部冷却水吸引流路５８を通してベルマウス２２内に吸込み易い構造となっている。これによっても、ベルマウス２２内に流入する冷却水の流量が増加し、ジェットポンプ１１Ａの効率を増大できる。
【００７９】
ジェットポンプ１１Ａを設置した沸騰水型原子炉では、実施例１と同様に、再循環ポンプ８の容量を増大させずに炉心流量をさらに増加することができる。このため、沸騰水型原子炉における出力向上を容易に実現することができる。
【００８０】
さらに、本実施例は、ノズル装置１２Ａに逆Ｕ字状をしたエルボ管１０を接続しているので、ダウンカマ６内に配置されたで一本のライザ管９に、このライザ管９に隣接する二基のジェットポンプ１１Ａのそれぞれのノズル装置１２Ａに接続された各エルボ管１０を接続することができる。このため、ジェットポンプ１１Ａ相互間の間隔を既設の沸騰水型原子炉のその間隔と同じにすることができる。
【実施例３】
【００８１】
本発明の他の実施例である実施例３のジェットポンプを、以下に説明する。本実施例のジェットポンプ１１Ｂは、実施例１のジェットポンプ１１においてノズル装置１２をノズル装置１２Ｂに替えた構成を有している。ジェットポン１１Ｂの他の構成は、ジェットポンプ１１と同じである。ノズル装置１２Ｂを、図１２を用いて以下に説明する。
【００８２】
ノズル装置１２Ｂは、図１２に示すように、ノズル部６１、吸引通路部６５及びノズルホルダ７８を備えている。吸引通路部６５は、ノズル部６１の上方に配置されてノズル部６１の上端に設置される。ノズルホルダ７８は、吸引通路部６５の上方に配置され、吸引通路部６５の上端に設置される。
【００８３】
吸引通路部６５は、円筒部材（第３筒状部材）６６、流路形成部材６７及び通路部材７２を有する。流路形成部材６７は、円筒部材６６内で円筒部材６６の中心に配置される。６個の通路部材７２が円筒部材６６の中心軸から放射状に周方向に６０°間隔配置される（図１３参照）。通路部材７２の外側の端部は円筒部材６６に溶接にて接合され、通路部材７２の内側の端部は流路形成部材６７に溶接にて接合されている。各通路部材７２は、内側に向って（流路形成部材６７に向って）下向きに傾斜しており、横断面が楕円形をしている（図１５参照）。開口部７４が通路部材７２の外側の端部に形成される。円筒部材６６と流路形成部材６７の間に、環状の駆動水流路７６が形成されている。各通路部材７２はこの駆動水流路７６を横切っている。開口部７４を介してダウンカマ６に連絡される吸引通路７３が各通路部材７２内に形成される。各吸引通路７３の入口及び出口では、各通路部材７２の内面に曲面が形成されている。全ての吸引通路７３の流路断面積の合計値は、減圧室（内部領域）７７の、ノズル部６１の下端での横断面積よりも大きくなっている。各通路部材７２は、駆動水流路７６の圧力損失を低減するために、上流に向かって横断面積が減少する流線型部材７５（図１５参照）を設けている。
【００８４】
流路形成部材６７は、軸方向のどの位置においても横断面が円形になっており、軸方向に横断面積が異なる上部領域６８、中央領域６９及び下部領域７０を有している。上部領域６８は円柱状であり、上部領域６８の下端につながる中央領域６９は円錐台状をしている。中央領域６９の下端につながる下部領域７０は逆円錐状をしている。中央領域６９では横断面積が下方に向かうにしたがって増大する。このため、駆動水流路７６の流路断面積は、円筒部材６６と中央領域６９の外面の間では、下方に向かって減少している。下部領域７０では、横断面積が下方に向かって減少しており、外面が軸方向に向かう曲面７１になっている。
【００８５】
ノズル部６１は、外部円筒部材（第１筒状部材）６２及び外部円筒部材６２の内側に配置された内部円筒部材（第２筒状部材）６３を有する。外部円筒部材６２は円筒部材６６の下端に溶接にて接合されており、内部円筒部材６３は上端が流路形成部材６７に溶接にて接合されている。外部円筒部材６２は、上端よりも下端の外径が小さくなっており、内側に向って傾斜している。内部円筒部材６３は、中央部で外径が最も大きく上端及び下端の外径が中央部よりも小さくなっている。通路部材７２の内側の端部は、内部円筒部材６３の中央部よりも上方の部分に溶接にて接合されている。このため、内部円筒部材６３の周方向において、隣り合う通路部材７２の間には、内部円筒部材６３が存在する。環状の噴出通路６４が外部円筒部材６２と内部円筒部材６３の間に形成される。環状の噴出通路６４は内側に向って傾斜しており、噴出通路６４の流路断面積は下方に向かうほど小さくなっている。噴出通路６４は駆動水流路７６に連絡される。噴出通路６４は、駆動水流路の一部でもある。環状の噴出口２０Ｂが噴出通路６４の先端に形成される。減圧室７７が内部円筒部材６３の内側に形成され、吸引通路７３が減圧室７７に連絡される。流路形成部材６７の下部領域７０の曲面７１は減圧室７７に面している。内部円筒部材６３は、駆動水流路７６と減圧室７７を隔離する。
【００８６】
ノズルホルダ７８は、円筒部材８１、流線型補強板７９及び円錐部材８０を有する。円筒部材８１は吸引通路部６５の円筒部材６６の上端に取り付けられる。円錐部材８０は、上方に向って横断面が減少しており、円筒部材８１の中心に配置される。６本の流線型補強板（図１４参照）７９が、円筒部材８１の中心軸から放射状に周方向に６０°間隔に配置され、通路部材７２と重なる位置に配置されている。各流線型補強板７９の両端が円筒部材８１及び円錐部材８０に取り付けられる。円錐部材８０の下端部は流路形成部材６７の上端部に嵌合される。円筒部材８１の上端はエルボ管１０に接続される。
【００８７】
ノズル部６１及び吸引通路部６５を一体にしたとき、外部円筒部材６２及び円筒部材６６が第１筒状部材を構成し、内部円筒部材６３が第２筒状部材であるとも言える。これらの第１筒状部材と第２筒状部材の間に、噴出通路６４を含む駆動水流路が形成される。
【００８８】
沸騰水型原子炉の運転中に再循環ポンプ８で昇圧された駆動水３０は、エルボ管１０を経て円筒部材８１内に流入し、さらに、駆動水流路７６を経て噴出通路６４に到達する。この駆動水３０は、噴出通路６４の先端に位置する噴出口２０Ｂからベルマウス２１内に噴出流３１Ａとなって噴出される。噴出流３１Ａの作用により、ノズル装置１２Ｂの周囲でダウンカマ６内に存在する冷却水の一部である被駆動水３２が、冷却水吸引流路５８を通ってベルマウス２２内に流入する。この被駆動水３２は、ベルマウス２２と噴出流３１Ａの間を通ってスロート２２内に導かれる。
【００８９】
噴出流３１Ａは、噴出通路６４が傾斜しているので、スロート２２の中心軸に向って噴出口２０Ｂから斜めに噴出される。このため、この噴出流３１Ａの作用によって減圧室７７の圧力が負圧になり、ダウンカマ６内を下降する冷却水の一部である被駆動水３２Ａが吸引通路７３内に流入し減圧室７７に達する。この被駆動水３２Ａは、さらに、ベルマウス２２内の、噴出流３１Ａの内側に形成される減圧領域８２内に流入する。
【００９０】
ベルマウス２２内に流入した被駆動水３２，３２Ａ及び駆動水３０は、スロート２２内で混合され、ディフューザ２５（図１及び図４参照）から排出される。ディフューザ２５から排出されたこれらの水、すなわち、冷却水３４は炉心２に供給される。
【００９１】
以上に述べた本実施例のジェットポンプ１１Ｂは、以下に示す（ａ）〜（ｃ）の特徴的な構成を有する。
（ａ）ノズル部６１の噴出通路６４が内側に向って傾斜している。
（ｂ）吸引通路７３が内側に向って傾斜している。
（ｃ）吸引通路７３を形成する通路部材７２の横断面が楕円形状になっている。
【００９２】
（ａ）〜（ｃ）の特徴的な構成により得られる作用効果を詳細に説明する。まず、（ａ）の特徴的な構成によって得られる作用効果について説明する。ノズル部６１の噴出通路６４が、内側に向って傾斜している、すなわち、スロート２２の中心軸に向いかつ下方に向かって傾斜するように、形成されているので、噴出口２０Ｂから噴射される噴出流３１Ａがスロート２２の中心軸に向い、かつ下方に向かって傾斜するように噴出される。このような噴出流３１Ａによって、流路形成部材６７の下方で噴出流３１Ａの内側に形成される逆円錐形の減圧領域８２の体積が小さくなる。減圧領域８２の体積の低減によって減圧度合いが相対的に大きくなり、減圧室７７内の負圧の度合いが増大する。この結果、吸引通路７３を通ってベルマウス２２内に吸込まれる被駆動水３２Ａの流量Ｑｂ２が増加する。
【００９３】
さらに、本実施例は、ノズル部６１の噴出通路６４が内側に向って傾斜しているので、ベルマウス２１とノズル部６１の外部円筒部材６２の先端との間の距離Ｌ４を大きくすることができる。この結果、スロート２２の内面と噴出流３１Ａの間の距離Ｌ５も増大し、冷却水吸引流路５８を通ってベルマウス２１と噴出流３１Ａの間に流入する被駆動水３２の流量Ｑｂ１が増加する。
【００９４】
被駆動水３２の流量Ｑｂ１及び被駆動水３２Ａの流量Ｑｂ２の増加は、ディフューザ２５から排出される冷却水３４の流量を増加させる。すなわち、ジェットポンプ１１Ｂの効率がさらに向上する。
【００９５】
（ｂ）の特徴的な構成によって得られる作用効果について説明する。吸引通路７３が内側に向って傾斜しているので、ダウンカマ６内を下降する冷却水が流れの向きを少し変えるだけで、吸引通路７３内に流入することができる。このため、被駆動水３２Ａが吸引通路７３内に吸込まれやすくなる。また、吸引通路７３が内側に向って傾斜しているので、ダウンカマ６内における冷却水の下降流の流力（流速約２ｍ／ｓ）を有効に利用することができ、被駆動水３２Ａが吸引通路７３内に吸込まれやすくなる。これらの作用によって、被駆動水３２Ａの流量Ｑｂ２がさらに増加し、冷却水３４の流量もさらに増加する。
【００９６】
（ｃ）の特徴的な構成によって得られる作用効果について説明する。吸引通路７３を形成する通路部材７２の横断面が楕円形状になっているので、吸引通路７３の横断面積を大きくすることができる。したがって、吸引通路７３の圧力損失を低減することができ、被駆動水３２Ａの流量Ｑｂ２を増加させることができる。特に、通路部材７２は、長径がノズル装置１２Ｂの軸方向を向いて短径がノズル装置１２Ｂの周方向を向くように配置されているので、駆動水流路７６の圧力損失を低減して吸引通路７３の横断面積を大きくすることができる。また、そのような長径及び短径の配置は、ノズル装置１２Ｂの周方向に配置する通路部材７２の個数を増大することができる。このため、全ての吸引通路７２の流路断面積の合計値を増加することができる。これは、被駆動水３２Ａの流量Ｑｂ２の増加に大きく貢献する。
【００９７】
ノズル装置１２Ｂは、（ａ）〜（ｃ）の特徴的な構成以外によっても新たな作用効果を得ることができる。この作用効果について説明する。ノズル装置１２Ｂは、駆動水３０が流れる流路の圧力損失を低減するために、幾つかの工夫を行っている。通路部材７２の横断面が楕円形状になっている構成以外でその圧力損失に貢献している構造を説明する。各通路部材７２は、上流側に、上流に向かって横断面積が減少する流線型部材７５を形成している。この流線型部材７５の形成によって、駆動水流路７６内を流れる駆動水３０の乱れが少なくなり、駆動水流路７６の圧力損失が低減される。流線型補強板７９も、上流に向かって横断面積が減少する流線型をしている。このため、駆動水流路７６の圧力損失が低減される。また、各流線型補強板７９が、ノズル装置１２Ｂの周方向において、下流に位置する通路部材７２と同じ位置に配置されているので、駆動水流路７６の圧力損失が低減される。噴出通路６４の流路断面積が上流から噴出口２０Ｂに向かって徐々に減少しているので、噴出通路６４の圧力損失も低減される。上流から下流に向かって横断面積が増加する円錐部材８０が流路形成部材６７の上端に配置されているので、エルボ管１０内を流れる駆動水３０を円滑に環状の駆動水流路７６に導くことができる。このため、ノズル装置１２Ｂ内の駆動水３０が流れる流路の圧力損失を低減することができる。さらに、本実施例は、ノズル装置１２Ｂ内に、特開２００８−８２７５２号公報の図１に示すノズル装置のように駆動水を直角に曲げるような流路を形成していないので、ノズル装置１２Ｂ内の圧力損失をさらに低減することができる。
【００９８】
ノズル装置１２Ｂは、被駆動水３２Ａが流れる流路の圧力損失を低減するための工夫を行っている。この圧力損失の低減は、前述したように、通路部材７２が入口及び出口に曲面を形成していることによって得られる。全ての吸引通路７３の流路断面積の合計値は、減圧室７７の、ノズル部６１の下端での横断面積よりも大きくなっているので、ノズル装置１２Ｂ内に形成される被駆動水３２Ａが流れる流路の圧力損失が低減される。通路部材７２の横断面が楕円形状をしておりこの通路部材７２がノズル装置１２Ｂの軸心側で下方に向かってに向って傾斜して配置されているので、吸引通路７３の入口の開口面積を大きくすることができる。これによっても、吸引通路７３の圧力損失を低減することができる。流路形成部材６７の下部領域７０の、減圧室７７に面する表面が曲面７１になっているので、吸引通路７３から排出される駆動水３２Ａの流れが、曲面７１に沿って円滑に減圧室７７内を下向きに向きを変えることができる。このような機能を発揮する曲面７１の形成によっても、ノズル装置１２Ｂ内に形成される被駆動水３２Ａが流れる流路の圧力損失を低減することができる。
【００９９】
流路形成部材６７の下部領域７０は、通路部材７２の出口側の上端よりも下方に突出している。このような形状の採用は、（ａ）の特徴的な構成によって増大した減圧室７７の負圧を吸引通路７３に有効に作用させ、吸引通路７２に流入する被駆動水３２Ａの流量Ｑｂ２を増加させることができる。すなわち、下部領域７０は、吸引通路７３から排出される被駆動水３２Ａによって減圧室７７内に減圧止水域が形成されることを防止している。下部領域７０は、下部領域７０が存在しない場合に減圧室７７内に減圧止水域が形成される領域に配置されている。このため、減圧止水域で誘発されるキャビテーションの発生を回避することができ、被駆動水３２Ａの流量Ｑｂ２が増加する。
【０１００】
噴出口２０Ｂが環状になっているので、本実施例は、噴出口２０Ｂから噴射される噴出流３１Ａも環状になる。このため、噴出流３１Ａによって発生する渦が周方向に一様に分布するので、流力振動の原因となるランダムな渦の形成を抑えることができ、沸騰水型原子炉の構造物の振動を抑制できる。
【０１０１】
ノズル装置１２Ｂが、駆動水３０が流れる環状の流路及び噴出口２０Ｂ、及びこの流路を横切る被駆動水３２Ａが流れる吸引通路７３を有するので、ノズル装置１２Ｂをコンパクト化することができる。したがって、従来のジェットポンプにおいてノズルをノズル装置１２Ｂに替えることによって簡単にかつ短時間にそのジェットポンプをノズル効率が高いジェットポンプ１１Ｂに改造することができる。
【０１０２】
ノズル装置１２Ｂを有しスロートに流路縮小部が形成されていないジェットポンプの特性を、従来例のジェットポンプのそれと比較して図１６に示す。ここで、従来例のジェットポンプは、特開平７−１１９７００号公報の図２に示すように５本のノズルを有しているジェットポンプ、及び特開２００８−８２７５２号公報の図１に示すように軸心に冷却水吸引通路を形成しリングヘッダーを有するノズル装置を備えたジェットポンプである。特開平７−１１９７００号公報及び特開２００８−８２７５２号公報のジェットポンプでは、いずれも噴出口がジェットポンプの軸心と平行に配置されて真下を向いている。
【０１０３】
図１６は、ノズル装置１２Ｂを有しスロートに流路縮小部が形成されていないジェットポンプ及び上記した各従来例におけるＭ比に対するジェットポンプの効率の変化を示している。ノズル装置１２Ｂを有しスロートに流路縮小部が形成されていないジェットポンプは、前述したように、ノズル装置１２Ｂの圧力損失の低減、及び被駆動水３２，３２Ａの流量Ｑｂ１，Ｑｂ２の増加、圧力損失の低減によって、いずれの従来例よりも効率が上昇する。原子炉の出力向上のためにＭ比を大きくした場合には、図１６に示すようにノズル装置１２Ｂを有しスロートに流路縮小部が形成されていないジェットポンプの効率が大きくなる。
【０１０４】
本実施例のジェットポンプ１１Ｂは、実施例１のジェットポンプ１１と同様に、スロート２２の下端部に流路縮小部２３を形成しているので、この流路縮小部２３の影響によりジェットポンプの効率が低下する。しかしながら、この効率の低下は、ノズル装置１２Ｂの作用により増加した効率の一部を用いて相殺される。したがって、ジェットポンプ１１Ｂは、ノズル装置１２Ｂの作用により増加した残りの効率の増加分の貢献により、ジェットポンプの効率を従来例よりも向上させることができる。
【０１０５】
本実施例のジェットポンプ１１Ｂは、スロート２２の下端部に流路縮小部２３を形成しているので、振動が抑制される。
【０１０６】
本実施例は、ジェットポンプの効率を増加させることができ、また、炉心２に供給する冷却水３４の流量も増加することができる。ノズル装置１２Ｂを有する本実施例のジェットポンプ１１Ｂを備えた沸騰水型原子炉は、炉心流量の増加幅の大きな出力向上にも容易に対応することができる。ノズル装置１２Ｂを用いることによって、既設の沸騰水型原子炉のジェットポンプのノズルを短時間に交換することができる。さらに、ジットポンプの振動を低く抑えることができる。
【実施例４】
【０１０７】
本発明の他の実施例である実施例４のジェットポンプを、以下に説明する。本実施例のジェットポンプは、実施例１のジェットポンプ１１において、滑り継手２６の間隙２７からダウンカマ６への漏洩流を完全になくしたジェットポンプである。
【０１０８】
間隙２７からの漏洩流を完全になくすために、滑り継手２６の内部とダウンカマ６の差圧をゼロにすればよい。ジェットポンプ揚程をＨ（Ｐａ）、流体の密度をρ（ｋｇ／ｍ３））、速度をｖ（ｍ／ｓ）としたとき、滑り継手２６の静圧Ｐｉ（Ｐａ）は、ダウンカマ６の静圧を基準にすると、（３）式で表される。
【０１０９】
Ｐｉ＝Ｈ−０．５ρｖ２              ……（３）
Ｐｉ＝０のとき、滑り継手２６の内部とダウンカマ６との差圧がゼロとなる。速度ｖは、ジェットポンプ流量Ｑ（ｍ３／ｓ）、スロート２２の出口の内径Ｄ６を用いて（４）式で表される。
【０１１０】
ｖ＝Ｑ／（πＤ６２／４）            ……（４）
（３）式及び（５）式からＰｉ＝０となる内径Ｄ６の値は、（５）式のようになる。
【０１１１】
Ｄ６＝（８ρＱ２／πＨ）０．２５        ……（５）
したがって、内径Ｄ６が（８ρＱ２／πＨ）０．２５≦Ｄ６＜Ｄ５の範囲にあれば、滑り継手２６の内部とダウンカマ６の差圧を低減することができる。本実施例において、Ｄ６＝（８ρＱ２／πＨ）０．２５としたときにおけるジェットポンプの軸方向における静圧変化を、図７に一点鎖線で示す。滑り継手２６の位置でダウンカマ６との差圧がゼロになっており、滑り継手２６の間隙２７からの漏洩をなくすことができる。
【０１１２】
本実施例は、実施例１で生じる各効果を得ることができる。ジェットポンプの振動は、実施例１よりも小さくすることができる。
【実施例５】
【０１１３】
本発明の他の実施例である実施例５のジェットポンプを、以下に説明する。本実施例のジェットポンプ１１Ｃは、実施例１のジェットポンプ１１においてスロート２２を図１７に示す流路縮小部２３の厚肉部２４Ａの外面にラビリンスシール８５を設けたスロート２２に替えた構成を有する。ジェットポンプ１１Ｃの他の構成は、実施例１のジェットポンプ１１と同じである。
【０１１４】
ジェットポンプ１１Ｃは、流路縮小部２３の厚肉部２４Ａの外面にラビリンスシール８５を設けているので、間隙２７の流路抵抗が増加し滑り継手２６内からダウンカマ６への漏洩流を実施例１〜３よりもさらに低減することができる。このため、ジェットポンプ１１Ｃの振動を抑制することができる。ジェットポンプ１１Ｃは、ノズル装置１２を有しているので、ジェットポンプ１１で生じる各効果を得ることができる。
【０１１５】
流路縮小部２３の厚肉部２４Ａの外面にラビリンスシール８５を設けたスロート２２は、ジェットポンプ１１Ａ及び１１Ｂに適用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１６】
本発明は、沸騰水型原子炉に適用可能である。
【符号の説明】
【０１１７】
１…原子炉圧力容器、３…炉心シュラウド、６…ダウンカマ、５…炉心、７…再循環系配管、８…再循環ポンプ、１０…エルボ管、１１，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ…ジェットポンプ、１２，１２Ａ，１２Ｂ…ノズル装置、１３…ノズル台座、１４…ノズル、１５，１７…ノズル直管部、１６，１８…ノズル絞り部、１９…ノズル下端部、２０，２０Ｂ…噴出口、２０Ａ…環状噴出口、２１…ベルマウス、２２…スロート、２３…流路縮小部、２５…ディフューザ、２６…滑り継手、３０…駆動水（駆動流体）、３１，３１Ａ…噴出流、３２，３２Ａ…被駆動水（被駆動流体）、４０，６１…ノズル部、４１…外部円筒部材、４２…内部円筒部材、４３…外部漏斗筒部、４４…内部漏斗筒部、４５…環状通路、４６…ノズルヘッダー部、４７，６２…外部円筒部材、４８，６３…内部円筒部材、４９…環状ヘッダー部、５０…内部冷却水吸引通路、５４…整流板、５７…接合部、６４…噴出通路、６５…吸引通路部、６６，８１…円筒部材、６７…流路形成部材、７０…下部領域、７１…曲面、７２…通路部材、７３…吸引通路、７４…開口部、７７…減圧室、７８…ノズルホルダ、７９…流線型補強板、８０…円錐部材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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