(57)【要約】【課題】ジェットポンプのＭ比およびポンプ効率を向上させる。【解決手段】ジェットポンプのノズル台座２１に同心円状に偶数本のノズルを等間隔に、且つ、そのノズルの長さを短尺と長尺の２種類とし、短尺ノズル２２と長尺ノズル２３を交互に配置する。短尺ノズル２２の先端部をジェットポンプの中心軸方向（ジェットポンプの内側方向）に向けて傾けておくことにより、長尺ノズル２３間の被駆動水の吸い込み面積を増加させるとともに、短尺ノズル２２と長尺ノズル２３から噴出される駆動水で２段階に被駆動水を加速することにより圧力損失を低減して、ジェットポンプのＭ比とポンプ効率を向上させることが出来る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズル台座に装着された複数本のノズルと、前記ノズルの先端方向に配備されたベルマウスと、前記ベルマウスに接続されたスロートと、前記スロートに接続されたディフューザとを備えたジェットポンプにおいて、
前記ノズルを同心円状に配列するとともに前記ノズルを前記配列方向で１本おきにジェットポンプ内側に傾けて設置したことを特徴とするジェットポンプ。
【請求項２】
ノズル台座に装着された複数本のノズルと、前記ノズルの先端方向に配備されたベルマウスと、前記ベルマウスに接続されたスロートと、前記スロートに接続されたディフューザとを備えたジェットポンプにおいて、
前記ノズルとして前記ノズルの長さ方向における先端位置に差が生じる短尺ノズルと長尺ノズルを採用し、前記短尺ノズルと長尺ノズルとを同心円状且つ交互に配置したことを特徴とするジェットポンプ。
【請求項３】
請求項２において、前記短尺ノズルをジェットポンプ内側に傾けてあることを特徴とするジェットポンプ。
【請求項４】
請求項３において、前記短尺ノズルの内側直径をｄSとしたとき前記短尺ノズルの先端から５ｄS以上離れた前記スロートの中心軸上に各短尺ノズル先端の延長線が交差する角度で内側に前記短尺ノズルを傾けたことを特徴とするジェットポンプ。
【請求項５】
請求項２において、前記長尺ノズルをジェットポンプ内側に傾けて設置してあることを特徴とするジェットポンプ。
【請求項６】
請求項５において、前記長尺ノズルの内側直径をｄLとしたとき前記長尺ノズルの先端から５ｄL以上離れた前記スロートの中心軸上に各長尺ノズルの先端の延長線が交差するような角度で内側に前記長尺ノズルを傾けたことを特徴とするジェットポンプ。
【請求項７】
ノズル台座に装着された複数本のノズルと、前記ノズルの先端方向に配備されたベルマウスと、前記ベルマウスに接続されたスロートと、前記スロートに接続されたディフューザとを備えたジェットポンプにおいて、
前記ノズルとして前記ノズルの長さ方向における先端位置に差が生じる短尺ノズルと長尺ノズルを採用し、前記長尺ノズルを二重同心円状の内側の同心円状に、前記短尺ノズルを外側の同心円状に配列したことを特徴とするジェットポンプ。
【請求項８】
ノズル台座に装着された複数本のノズルと、前記ノズルの先端方向に配備されたベルマウスと、前記ベルマウスに接続されたスロートと、前記スロートに接続されたディフューザとを備えたジェットポンプにおいて、
前記ノズルとして前記ノズルの長さ方向における先端位置に差が生じる短尺ノズルと長尺ノズルを採用し、前記短尺ノズルを二重同心円状の内側の同心円状に、前記長尺ノズルを外側の同心円状に配列したことを特徴とするジェットポンプ。
【請求項９】
請求項１において、前記ノズルの先端の内側直径をｄとしたとき、前記ノズルの先端が前記ベルマウスの前記ノズル側の開口と前記開口から前記ノズル台座の方向へ前記ｄ離れた位置との間にあることを特徴とするジェットポンプ。
【請求項１０】
請求項２から請求項８までのいずれか一項において、前記長尺ノズルの先端の内側直径をｄL としたとき、前記長尺ノズルの先端がベルマウスの前記ノズル側の開口と前記開口から前記ノズル台座の方向へ前記ｄL 離れた位置との間にあることを特徴とするジェットポンプ。
【請求項１１】
請求項２から請求項８までのいずれか一項において、前記短尺ノズルの先端の内側直径をｄS としたとき、前記短尺ノズルの先端が前記ベルマウスの前記ノズル側の開口と前記開口から前記ノズル台座の方向へ前記ｄS 離れた位置との間にあることを特徴とするジェットポンプ。
【請求項１２】
請求項２から請求項８までのいずれか一項において、前記長尺ノズルの先端の内側直径をｄL 、前記短尺ノズルの先端の内側直径をｄS としたとき、前記長尺ノズルの先端の内径をｄL としたとき、前記長尺ノズルの先端がベルマウスの前記ノズル側の開口と前記開口から前記ノズル台座の方向へ前記ｄL 離れた位置との間にあり、かつ前記短尺ノズルの先端が前記ベルマウスの前記ノズル側の開口と前記開口から前記ノズル台座の方向へ前記ｄS 離れた位置との間にあることを特徴とするジェットポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はジェットポンプの構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、沸騰水型原子力発電プラントでは、炉心流量を少ない駆動水流量で確保するため、例えば図２に示すようなジェットポンプ１を用いている。駆動水はダウンカマ４から配管１１を引き出し、再循環ポンプ１２で昇圧してジェットポンプ１のノズル１５から噴出される。
【０００３】
この噴出された駆動水により静圧が低下し、ベルマウス１６周囲の被駆動流体がベルマウス１６内に吸い込まれる。吸い込まれた被駆動水は、スロート部で駆動水と運動量を交換しながら混合し、ディフューザへ流入する。ディフューザ１８では流れが剥離しない程度に流路面積が緩やかに拡大され、運動エネルギーが静圧に変換される。
【０００４】
以上の原理により、ジェットポンプ１では駆動水量よりも多くの流量を下流へ吐き出すことができる。一般に、ジェットポンプ１の性能は、駆動水量と被駆動水量の比であるＭ比と圧力比であるＮ比で示すことができる。Ｍ比の定義はＭ＝Ｑｓ／Ｑｎ、Ｎ比の定義は、Ｎ＝（Ｐｄ−Ｐｓ）／（Ｐｎ−Ｐｄ）である。ここで、Ｑは流量、Ｐは全圧で、添字ｎ，ｓ，ｄはノズル部，吸い込み部，ディフューザ部を示す。ジェットポンプ効率ηはＭ比とＮ比の積η＝Ｍ×Ｎで表される。
【０００５】
ジェットポンプ１のＭ比、ジェットポンプ効率を向上させると、より少ない駆動水流量で所定の炉心流量を確保できるので、再循環ポンプ１２の動力を削減できランニングコストを抑えることができる。また、出力向上を行う場合には、炉心流量を増加させることが望ましいが、高Ｍ比，高効率のジェットポンプを用いれば、再循環ポンプ１２の交換を必要としなくなる。
【０００６】
従来技術として、特開平７−１１９７００号公報にジェットポンプのＭ比，効率の向上策が示されている。特開平７−１１９７００号公報では、同心円状に複数本のノズルを等ピッチで配置し、同心円の中心軸上に外周ノズルよりも長いノズルを設置している。この構造により、外周部のノズルで周囲流体を加速し、吸い込まれた流体を中心ノズルでさらに加速することができる。このように２段階で加速することによって、被駆動流体を吸い込むときの圧力損失を低減し、強い負圧の発生を抑制してキャビテーションの発生を防ぐことができるとしている。また、圧力損失が低減することにより、Ｍ比および効率が向上するとしている。
【０００７】
【特許文献１】特開平７−１１９７００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来技術には以下の課題が存在する。
【０００９】
特開平７−１１９７００号公報のジェットポンプでは、例えば、周囲短尺ノズル６本、中心長尺ノズル１本で、長短ノズルの径を等しくした場合、概ね周囲ノズルに駆動水流量の６／７、中心ノズルに１／７の流量が配分されるため、吸い込まれる被駆動流体の加速はほとんど周囲ノズルで行われ、中心ノズルの加速効果は小さい。
【００１０】
また、流量配分を均等にするため、周囲ノズルの径を小さくし中心ノズルの径を大きくすることが考えられるが、同じノズル台座にノズルを配置するためには周囲ノズルの径を小さくする必要があり、全体のノズル合計断面積が減少することから噴出し速度が上昇し、圧力損失が増大して、結果として効果的な効率向上は見込めない。
【００１１】
本発明の目的は、駆動流体と被駆動流体の混合時の圧力損失を低減するとともに、ノズル間の被駆動流体の吸い込み面積を増加させ、Ｍ比とジェットポンプ効率を向上させたジェットポンプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するための手段は、具体的には、以下の各手段が用いられる。
（１）第１手段は、駆動流体を噴出するノズルと周囲の被駆動流体の吸い込み口であるベルマウスと駆動流体と被駆動流体が混合するスロートと駆動流体と被駆動流体の混合流体を圧力回復させるディフューザで構成されるジェットポンプにおいて、ノズルを取り付けるノズル台座の同心円状に偶数本のノズルを等間隔で配置し、ノズルを１本おきにジェットポンプの中心軸方向（ジェットポンプの内側方向）に傾けて設置する。
【００１３】
第１手段によれば、ノズルを傾けることにより、被駆動水の吸い込み流路面積が増加し、Ｍ比を向上させることができる。
（２）第２手段は、駆動流体を噴出するノズルと周囲の被駆動流体の吸い込み口であるベルマウスと駆動流体と被駆動流体が混合するスロートと駆動流体と被駆動流体の混合流体を圧力回復させるディフューザで構成されるジェットポンプにおいて、ノズルを取り付けるノズル台座の同心円状に偶数本のノズルを等間隔で配置し、ノズルの長さを２種類とし、短尺ノズルと長尺ノズルを交互に配置する。
【００１４】
第２手段によれば、短尺ノズルからの噴流で被駆動流体を第１段階に加速し、次に長尺ノズルで第２段階に加速する。短尺ノズルと長尺ノズルの流量配分が偏っていないため、効果的に被駆動流体を加速することができるため圧力損失を低減でき、Ｍ比及び効率を向上させることができる。
（３）第３手段は、第２手段のジェットポンプにおいて、短尺ノズルをジェットポンプの中心軸方向（ジェットポンプの内側方向）に傾けて設置し、長短ノズルの鉛直方向の先端位置に差を設ける。
【００１５】
第３手段によれば、短尺ノズルを中心軸方向に傾けることにより、両側の長尺ノズル間に形成される被駆動流体を吸い込む面積が増加し、Ｍ比が向上する。
（４）第４手段は、第３手段のジェットポンプにおいて、短尺ノズル内側直径をｄS としたとき前記短尺ノズル先端から５ｄS 以上下流のスロート中心軸上に各短尺ノズル先端の延長線が交差するような角度で内側に傾ける。
【００１６】
第４手段によれば、短尺ノズルから噴出された駆動流が被駆動流と運動量を十分に交換する前に駆動流動同士で衝突して運動量を無駄に損失することがなくなり、ジェットポンプ効率が向上する。
（５）第５手段は、第２手段に記載のジェットポンプにおいて、長尺ノズルを中心軸方向に傾けて設置し、長短ノズルの鉛直方向の先端位置に差を設ける。
【００１７】
第５手段によれば、長尺ノズルを中心軸方向に傾けることにより、両側の短尺ノズル間に形成される被駆動流体を吸い込む面積が増加し、Ｍ比が向上する。
（６）第６手段は、第５手段に記載のジェットポンプにおいて、長尺ノズル内側直径を
ｄL としたとき前記長尺ノズル先端から５ｄL 以上下流のスロート中心軸上に各長尺ノズル先端の延長線が交差するような角度で内側に傾ける。
【００１８】
第６手段によれば、長尺ノズルから噴出された駆動流が被駆動流と運動量を十分に交換する前に駆動流動同士で衝突して運動量を無駄に損失することがなくなり、ジェットポンプ効率が向上する。
（７）第７手段は、駆動流体を噴出するノズルと周囲の被駆動流体の吸い込み口であるベルマウスと駆動流体と被駆動流体が混合するスロートと駆動流体と被駆動流体の混合流体を圧力回復させるディフューザで構成されるジェットポンプにおいて、ノズルを取り付けるノズル台座に偶数本のノズルを設置し、ノズルの長さを２種類とし、２つの同心円状の内側の同心円状に半数の長尺ノズルを設置し、外側の同心円状に残り半数の短尺ノズルを配置する。
【００１９】
第７手段によれば、このノズル配置により、ノズルを中心軸方向へ傾けあるいは曲げることなく、第３手段の場合と同等の被駆動流の吸い込み面積を確保できる。
（８）第８手段は、駆動流体を噴出するノズルと周囲の被駆動流体の吸い込み口であるベルマウスと駆動流体と被駆動流体が混合するスロートと駆動流体と被駆動流体の混合流体を圧力回復させるディフューザで構成されるジェットポンプにおいて、ノズルを取り付けるノズル台座に偶数本のノズルを設置し、ノズルの長さを２種類とし、２つの同心円状の内側の同心円状に半数の短尺ノズルを設置し、外側の同心円状に残り半数の長尺ノズルを配置する。
【００２０】
第８手段によれば、このノズル配置により、ノズルを中心軸方向へ傾けたり曲げることなく、第３手段の場合と同等の被駆動流の吸い込み面積を確保できる。
（９）第９手段は、第１手段に記載のジェットポンプにおいて、ノズル先端の内側直径をｄとしたとき、前記ノズルの先端がベルマウス上部開口位置とその開口位置から高さｄの間にあるように設置する。
【００２１】
第９手段によれば、被駆動流体の吸い込み面積を広くし、かつ、ベルマウス開口部においてノズルからの噴流が拡がり過ぎない範囲であり、Ｍ比を増加させるとともに駆動流と被駆動流の効率的な運動量交換が行え、ジェットポンプ効率が向上する。
（１０）第１０手段は、第２手段から第８手段に記載のジェットポンプにおいて、長尺ノズル先端の内径をｄL としたとき、長尺ノズルの先端がベルマウス上部開口位置とその開口位置から高さｄL の間になるように設置する。
【００２２】
第１０手段によれば、被駆動流体の吸い込み面積を広くし、かつ、ベルマウス開口部においてノズルからの噴流が拡がり過ぎない範囲であり、Ｍ比を増加させるとともに駆動流と被駆動流の効率的な運動量交換が行え、ジェットポンプ効率が向上する。
（１１）第１１手段は、第２手段から第８手段に記載のジェットポンプにおいて、短尺ノズル先端の内側直径をｄS としたとき、短尺ノズルの先端がベルマウス上部開口位置とその開口位置から高さｄS の間になるように設置する。
【００２３】
第１１手段によれば、被駆動流体の吸い込み面積を広くし、かつ、ベルマウス開口部においてノズルからの噴流が拡がり過ぎない範囲であり、Ｍ比を増加させるとともに駆動流と被駆動流の効率的な運動量交換が行え、ジェットポンプ効率が向上する。
（１２）第１２手段は、第２手段から第８手段に記載のジェットポンプにおいて、長尺ノズル先端の内側直径をｄL 、短尺ノズル先端の内側直径をｄS としたとき、長尺ノズルの先端がベルマウス上部開口位置とその開口位置から高さｄL の間にあり、かつ短尺ノズルの先端がベルマウス上部開口位置とその開口位置から高さｄS の間になるように設置する。
【００２４】
第１２手段によれば、短尺ノズルと長尺ノズルの両方について、被駆動流体の吸い込み面積を広くし、かつ、ベルマウス開口部においてノズルからの噴流が拡がり過ぎない範囲であり、Ｍ比を増加させるとともに駆動流と被駆動流のより効率的な運動量交換が行え、ジェットポンプ効率が向上する。
【発明の効果】
【００２５】
本発明のジェットポンプによれば、Ｍ比とジェットポンプ効率の向上が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態を、本発明を沸騰水型原子炉のジェットポンプに適用した例として、図面を用いて説明する。
【００２７】
図２は沸騰水型原子炉の縦断面図で、ジェットポンプ１はシュラウド２と圧力容器３の間に形成される空間であるダウンカマ４に設置される。ジェットポンプ１によって炉心５に送り込まれた炉水は、核熱により沸騰し、上部の気水分離器６と蒸気乾燥器７により蒸気と水に分離される。蒸気は主蒸気配管８からタービン（図示せず）へ送られ、炉水はダウンカマ４へ戻される。ダウンカマ４に戻った炉水は給水と混合して再びジェットポンプ１に吸い込まれ炉心５に送られる。
【００２８】
このように、ジェットポンプ１は、ノズル１５と、前記ノズル１５の先端方向に配備されたベルマウス１６と、前記ベルマウス１６に接続されたスロート１７と、前記スロート１７に接続されたディフューザ１８とを備えた構成である。本発明の実施例では、そのノズル１５を、ノズル台座２１と長尺ノズル及び短尺ノズルとで構成していて、具体的には後述する。ノズル１５とベルマウス１６とスロート１７とディフューザ１８の垂直方向の各中心軸線は垂直上下方向に一致していて、その一致している中心軸線はジェットポンプの中心軸線Ｃでもある。その中心軸線Ｃはジェットポンプの内側中心に設定されている。
【００２９】
ジェットポンプ１の駆動水はダウンカマ４の炉水を用いている。ダウンカマ４内と接続してある配管１１に炉水を吸い込んで原子炉圧力容器３の外に引き出し、再循環ポンプ
１２によって昇圧し、ジェットポンプ１に駆動水としてノズル１５部に送り込んでいる。図３はジェットポンプ部を拡大した図で、再循環ポンプ１２から送られた駆動水はライザ管１３を通り、ベント管１４で１８０°流れの向きを変えてノズル１５に導かれる。
【００３０】
ノズル１５下部にはベルマウス１６とスロート１７が設置されており、ベルマウス１６は被駆動水をスムーズにスロート１７へ導く役割をしている。ノズル１５から駆動水をスロート１７に向けて高速に噴出すると、スロート部の静圧が低下し、周囲流体が吸い込まれる。
【００３１】
既設の原子炉では、噴出した駆動水の約２倍の周囲流体（被駆動水）を吸い込むことができる。ノズル１５から噴出された駆動水と吸い込まれた被駆動水はスロート１７で運動量交換を行いながら混合し、スロート下部にあるディフューザ１８に送り込まれる。ディフューザ１８では、流れが剥離を起こさない程度に流路が徐々に拡大され、運動エネルギーが静圧に変換される。ディフューザ１８において、被駆動水が吸い込まれた位置よりも圧力を高め、炉水を炉心５へ送り込んでいる。このように、再循環ポンプ１２から送られた炉水はベント管１４からノズル１５へ、ノズル１５からベルマウス１６へ、ベルマウス１６からスロート１７へ、スロート１７からディフューザ１８へと順次下流側方向へ駆動されてゆく。
【００３２】
このように、ジェットポンプ１は順次下流側方向へ駆動されてゆく途中でダウンカマ内の炉水を被駆動水として吸い込んで少ない駆動水流量で多くの流量を炉心５に送り込むことができるため、再循環系の配管径を小さくすることができる。
【００３３】
また、原子炉出力は炉心流量でも調節しているが、再循環ポンプ１２の動力を制御することによりジェットポンプ１のノズル１５から噴出される駆動水流量を変化させ、炉心流量を制御している。したがって、Ｍ比とジェットポンプ効率が向上するとより少ない再循環ポンプ動力で所定の炉心流量を確保することができ、再循環ポンプ１２のランニングコストを低減することができる。
【００３４】
また、原子炉の出力向上を考えた場合、炉心出力の増加に対応して炉心流量を増加させることが望ましい、Ｍ比とジェットポンプ効率が向上したジェットポンプを用いることにより、従来の再循環ポンプ１２の動力のままで炉心出力増加に対応した炉心流量を確保することができ、再循環ポンプ１２の交換が不要で出力向上に伴う機器交換のコストを抑えることができる。
【００３５】
図１は、本発明の実施形態でのノズル１５である。ノズル１５はベント管１４から駆動水を受け入れるように、そのベント管１４に接続されたノズル台座２１と、そのノズル台座２１に接続された３本の短尺ノズル２２と３本の長尺ノズル２３の合計６本の各ノズルで構成されている。短尺ノズル２２とはノズル台座に装着した際に長尺ノズル２３の先端（下端）位置に対して短尺ノズル２２の先端（下端）位置が寸法ｘだけの高い位置になる形状を意味し、長尺ノズル２３とはその逆の状態となる形状を意味していて、以下同じである。
【００３６】
ノズル台座２１には、短尺ノズル２２を３本と長尺ノズル２３を３本の合計６本のノズルを、同心円状に短尺ノズル２２と長尺ノズル２３を交互に配置している。短尺ノズル
２２と長尺ノズル２３の長さの差はｘである。短尺ノズル２２の内径ｄS と長尺ノズル
２３の内径ｄL は、同心円状に配置できるようにそれぞれ任意に設定してよい。内径の呼称は直径によるもので、以下同じである。
【００３７】
本実施形態では、同心円状に配置したときに、ノズル断面積の合計が最大になるように短尺ノズル２２と長尺ノズル２３の内径を同じとしている。ノズル断面積の合計が最大のときにノズルから噴出する駆動水の速度を最も抑えることができ、摩擦損失や被駆動流体との運動量交換時の損失を低減することができる。
【００３８】
短尺ノズル２２と長尺ノズル２３の内径を等しくすると、ノズルが長い分、摩擦損失が大きい長尺ノズルの流量が若干少なくなるが、その差は無視できる程度で、各ノズルにほぼ同じ流量の駆動水が流れる。このため、再循環ポンプ１２から供給された駆動水は、短尺ノズル２２と長尺ノズル２３からそれぞれ半量ずつ噴出される。
【００３９】
ベルマウス１６周囲の被駆動水は、短尺ノズル２２から噴出する駆動水で第１段階に加速される。被駆動水は、短尺ノズル２２と長尺ノズル２３の先端の差ｘを流れる間に、短尺ノズル２２から噴出された駆動水と運動量交換を行いながら加速される。
【００４０】
次に、距離ｘの間に加速された被駆動水は、長尺ノズル２３から噴出される駆動水で第２段階に加速される。短尺ノズル２２による第１段階の加速により、長尺ノズル２３から噴出される駆動水と被駆動水の相対速度が小さくなっており、運動量交換での損失を大きく低減することができる。
【００４１】
本実施形態のノズルでは、再循環ポンプ１２から供給される駆動水を短尺ノズル２２と長尺ノズル２３にそれぞれ半量ずつ分けて２段階で加速しており、急激な加速による強い負圧の発生を抑制できるため、キャビテーションの発生を抑制することができる。
【００４２】
本実施形態では、図１に示すように、長尺ノズル２３の先端（下端）位置がベルマウス１６の上部の開口位置よりも上方で、かつ、短尺ノズル２２の先端（下端）位置がベルマウス１６の上部の開口位置から短尺ノズル内径ｄS の間になるように設置している。このようにノズル先端をベルマウス上部開口位置から上方に設置すると、そのベルマウス開口部が被駆動水の吸い込み経路の障害物とならないため、被駆動水をスムーズに吸い込むことができる。
【００４３】
一方、ノズル先端位置をベルマウス上部開口位置から離しすぎると、ノズルから噴出した駆動水が拡がりすぎてベルマウス１６と衝突して運動量を損失したり、ベルマウス１６へ吸い込まれない周囲流体へ運動量が伝達したりして効率が低下することがあるので、短尺ノズル２２とベルマウス１６の開口断面との距離は、ノズル内径ｄS までに制限される。
【００４４】
また、短尺ノズル２２のノズル先端部分は中心軸線Ｃに向けて傾けて設置している。図４に示すように、短尺ノズル２２をジェットポンプの内側方向にノズル先端部分とノズルからの駆動水吐出方向を傾けることで長尺ノズル２３の間の吸い込み面積が拡大する（塗り潰し部分）。傾いていない長尺ノズル２３の向きは垂直下方であってその方向へ駆動水の吐出方向（中心軸Ｃと平行で下向きの方向）が設定されている。
【００４５】
短尺ノズル２２の鉛直方向に対する傾きが大きいほど、長尺ノズル間の吸い込み面積は大きくなるが、噴出された駆動水が被駆動水と十分な運動量交換をする前に中心軸に到達する。この場合、駆動水どうしで運動量を打ち消しあうことになり、効率が低下する。
【００４６】
効率を低下させないようにするために、ノズルから噴出した駆動水が被駆動水と十分に運動量交換を行った後で、短尺ノズル先端の延長線が中心軸上で交差するようにすればよく、短尺ノズル先端から５ｄS 以上の中心軸上で交差するようにすればよい。なお、図５に示すように、長尺ノズル２３側を内側に向けた場合でも同様の効果が得られる。図６は、短尺ノズル２２および長尺ノズル２３のいずれも中心軸方向へ傾けない簡素な構造で、ノズル部の圧損を低く抑えることができる。
【００４７】
図７は、本実施形態でのジェットポンプの性能を評価した数値解析例を示す。現行の沸騰水型原子炉に設置されているジェットポンプと比較して、ジェットポンプ効率が向上することを確認している。
【００４８】
また、ノズル台座に同心円状に、短尺ノズル２２および長尺ノズル２３に代えて先端位置が同じ高さにある偶数本且つ複数本のノズルをノズル台座へ等間隔で配備し、複数本のノズルを１本おきにジェットポンプの中心軸方向（ジェットポンプの内側方向）に傾けて設置するようにしても、ノズルを傾けることにより、被駆動水の吸い込み流路面積が増加し、Ｍ比を向上させることができる。この場合にも、ノズル先端の内側直径をｄとしたとき、前記ノズルの先端がベルマウス上部開口位置と前記開口位置から高さｄの間にあるように設置することが好ましい。
【００４９】
図８は、本発明の第２実施形態でのノズルである。ノズル台座２１に短尺ノズル２２を３本と長尺ノズル２３を３本の合計６本のノズルを、短尺ノズル２２を直径の小さい同心円状に、長尺ノズル２３を直径の大きい同心円状に配置している。図９にノズル配置の水平断面図を示す。短尺ノズル２２の内径ｄS と長尺ノズル２３の内径ｄL は、ノズル台座２１内に配置できるようにそれぞれ任意に設定してよい。
【００５０】
本実施形態では、短尺ノズル２２と長尺ノズル２３の内径を同じとしている。また、短尺ノズル２２と長尺ノズル２３の先端位置は鉛直方向にｘの距離がとられており、長尺ノズル２３の先端位置がベルマウス１６の開口断面よりも上方で、かつ、短尺ノズル２２の先端位置がベルマウス１６の開口断面から短尺ノズル内径ｄS 間になるように設置している。
【００５１】
本実施形態においても、第１実施形態と同様の原理で被駆動流体を２段階で加速することができる。再循環ポンプ１２から供給される駆動水を短尺ノズル２２と長尺ノズル２３にそれぞれ半量ずつ分けて２段階で加速しているため、急激な加速による強い負圧の発生を抑制できるため、キャビテーションの発生を抑制することができる。
【００５２】
本実施形態のノズルの配置では、第１実施形態でノズル先端をジェットポンプ中心軸に向けて長尺ノズル２３間の被駆動流体の吸い込み面積を拡大させたのと同じ効果があり、Ｍ比およびジェットポンプ効率が向上する。なお、図１０のように、内側に同心円状に長尺ノズル２３を、外側の同心円状に短尺ノズル２２を設置してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、原子炉圧力容器内の炉水を循環するためのジェットポンプに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の第１実施形態のジェットポンプのノズル部の立面図である。
【図２】沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器の縦断面図である。
【図３】沸騰水型原子炉に用いられているジェットポンプの概要図である。
【図４】本発明の第１実施形態のジェットポンプのノズルの下方から見た平面図である。
【図５】本発明の第１実施形態のジェットポンプにおいて長尺ノズルを内側に傾けたノズル部の立面図である。
【図６】本発明の第１実施形態のジェットポンプにおいてノズルを内側に傾けない場合のノズル部の立面図である。
【図７】本発明の第１実施形態のジェットポンプの性能を従来と比較した図である。
【図８】本発明の第２実施形態のジェットポンプのノズル部の立面図である。
【図９】本発明の第２実施形態のジェットポンプのノズル部を下方から見た平面図である。
【図１０】本発明の第２実施形態のジェットポンプにおいて長尺ノズルを内側に配置したノズル分の立面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１…ジェットポンプ、２…シュラウド、３…圧力容器、４…ダウンカマ、５…炉心、６…気水分離器、７…蒸気乾燥器、８…主蒸気配管、９…給水配管、１１…配管、１２…再循環ポンプ、１３…ライザ管、１４…ベント管、１５…ノズル、１６…ベルマウス、１７…スロート、１８…ディフューザ、２１…ノズル台座、２２…短尺ノズル、２３…長尺ノズル。
【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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