(57)【要約】【課題】ジェットポンプ効率を向上できるジェットポンプ用のノズル装置の製造方法を提供する。【解決手段】ジェットポンプ用のノズル装置は、内部構造体４１を外部構造体４２内に挿入して互いに溶接して製造される。内部円筒部材２６、および各通路形成ブロック５１の通路形成部材３１を流路形成部材３５に溶接して作成される。通路形成ブロック５１は、傾斜した通路形成部材３１を矩形状の通路支持部３０Ａと一体化している。外部構造体４２は、外部円筒部材２７を、通路支持部３０Ａを嵌め込む複数の切欠き部４８を有する円筒部３０Ｂに溶接して作成される。内部円筒部材２６の外面および外部円筒部材２７の内面を機械加工して検査し、その後、内部構造体４１を外部構造体４２内に挿入して通路支持部３０Ａを切欠き部４８に嵌め込み、通路支持部３０Ａと円筒部３０を溶接する。上記の機械加工により、上記した内面及び外面の表面粗さが小さくなる。【選択図】図２
2012167980.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズル部および吸引通路部を有し、
前記ノズル部は、第１筒状部、および前記第１筒状部の内側に配置されて前記第１筒状部との間に駆動流体が流れる環状の噴出流路を形成する第２筒状部を有し、環状の噴出口が前記噴出流路の出口に形成され、
前記吸引通路部は、前記第１筒状部の上端に設けられる第３筒状部と、前記第３筒状部内に配置されて前記第２筒状部の上端に設けられ、前記第３筒状部との間に前記噴出通路に連絡される環状の駆動流体流路を形成する流路形成部と、外部から前記被駆動流体を導く吸引通路を内部に形成して前記ノズル装置の周方向に配置される複数の通路形成部とを有し、それぞれの前記通路形成部は、前記駆動流体流路を横切って配置されて前記第２筒状部の内側に形成される内部領域に連絡される、ジェットポンプ用のノズル装置の製造方法において、
前記第１筒状部、および前記第１筒状部の上端につながっており、上端から下方に伸びる複数の切欠き部が周方向に形成された第４筒状部を一体にした外部構造体を製作し、
前記第２筒状部、前記第２筒状部の上端につながっている流路形成部、および前記切欠き部に嵌め込まれて前記第３筒状部の一部になる通路支持部および前記通路支持部につながる管状の通路形成部を有する複数の通路形成ブロックを一体にした内部構造体を製作し、
前記外部構造体に含まれる前記第１筒状部の内面および前記内部構造体に含まれる前記第２筒状部の外面を機械加工し、
前記外面を機械加工した前記第２筒状部を有する前記内部構造体を、軸方向において、前記内面を機械加工した前記第１筒状部を有する前記外部構造体内に挿入して、前記通路支持部を前記第４筒状部に形成された前記切欠き部に嵌め込み、さらに、前記第２筒状部を前記第１筒状部内まで挿入し、
その後、前記通路支持部を前記第４筒状部に溶接して前記通路支持部および前記第４筒状部を含む前記第３筒状部を形成することを特徴とするジェットポンプ用のノズル装置の製造方法。
【請求項２】
前記第１筒状部および前記第４筒状部を一体にした前記外部構造体を鋳造で製作し、
前記第２筒状部、前記流路形成部、および前記複数の通路形成ブロックを一体にした前記内部構造体を鋳造で製作する請求項１に記載のジェットポンプ用のノズル装置の製造方法。
【請求項３】
前記第１筒状部、前記第２筒状部、前記第４筒状部、前記流路形成部および前記複数の通路形成ブロックをそれぞれ鋳造にて製作し、
前記第１筒状部の上端に前記第４筒状部の下端を溶接して前記外部構造体を製作し、
前記第２筒状部の上端に前記流路形成部の下端を溶接し、前記複数の通路形成ブロックのそれぞれの前記通路形成部を前記流路形成部に溶接して前記内部構造体を製作する請求項１に記載のジェットポンプ用のノズル装置の製造方法。
【請求項４】
前記通路支持部の周辺部に形成された第１段付き部を、前記第４筒状部の、前記切欠き部に面する部分に形成された第２段付き部に対向させて、前記通路支持部を前記切欠き部に嵌め込む請求項１ないし３のいずれか１項に記載のジェットポンプ用のノズル装置の製造方法。
【請求項５】
ノズル部および吸引通路部を有し、
前記ノズル部は、第１筒状部、および前記第１筒状部の内側に配置されて前記第１筒状部との間に駆動流体が流れる環状の噴出流路を形成する第２筒状部を有し、環状の噴出口が前記噴出流路の出口に形成され、
前記吸引通路部は、前記第１筒状部の上端に設けられる第３筒状部と、前記第３筒状部内に配置されて前記第２筒状部の上端に設けられ、前記第３筒状部との間に前記噴出通路に連絡される環状の駆動流体流路を形成する流路形成部と、外部からの前記被駆動流体を導く吸引通路を内部に形成して前記ノズル装置の周方向に配置される管状の複数の通路形成部とを有し、それぞれの前記通路形成部は、前記駆動流体流路を横切って配置されて前記第２筒状部の内側に形成される内部領域に連絡される、ジェットポンプ用のノズル装置の製造方法において、
前記第１筒状部である外部構造体を製作し、
前記第２筒状部、前記第２筒状部の上端につながっている流路形成部、および前記複数の通路形成部により前記流路形成部につながっている前記第３筒状部を一体にした内部構造体を製作し、
前記外部構造体である前記第１筒状部の内面および前記内部構造体に含まれる前記第２筒状部の外面を機械加工し、
前記内部構造体の、前記外面を機械加工した前記第２筒状部を、前記内面を機械加工した前記第１筒状部である前記外部構造体内に挿入し、
その後、前記第１筒状部と前記内部構造体の前記第２筒状部に溶接することを特徴とするジェットポンプ用のノズル装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ジェットポンプ用のノズル装置の製造方法に係り、特に、沸騰水型原子炉に用いるジェットポンプに適用するのに好適なジェットポンプ用のノズル装置の製造方法に関する。
【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）とＲＰＶ内の炉心を取り囲む炉心シュラウドの間に形成されたダウンカマ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、スロートおよびディフューザを備える。スロートは、ベルマウスの下方に配置され、ベルマウスと一体化されている。スロートの下端部は、ディフューザの上端部内に挿入されている。ノズルは、ベルマウスの上端より上方に配置され、複数の支持板にてベルマウスに固定される。ノズルの上端は、ダウンカマ内に配置されたライザ管の上端に取り外し可能に取り付けられたエルボに接続される。
【０００３】
ライザ管の下端部はＲＰＶに形成されたノズルに接続され、このノズルに接続された再循環系配管に連絡される。再循環系配管は、他端部がＲＰＶに形成された他のノズルに接続され、ダウンカマに連絡される。再循環ポンプが再循環系配管に設けられる。
【０００４】
再循環ポンプの駆動によって昇圧された冷却水は、再循環系配管を通り、駆動水とし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。ダウンカマ内でノズル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、被駆動水としてスロート内に吸込まれ、駆動水と運動量を交換しながら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。
【０００５】
ジェットポンプは、検査およ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。特開２００９−２６４９３１号公報ではノズルの噴出口をリング状に形成したノズルが示されている。噴出口をリング状にすることで、駆動水と被駆動水の接触面積を大きくして混合を促進し、混合時の損失を低減してジェットポンプ効率を向上させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２６４９３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特開２００９−２６４９３１号公報に記載された噴出口がリング状になっているノズル装置では、以下の課題がある。
【０００８】
リング状の噴出口の外径がスロートの内径以上ある場合には、噴出された駆動水がスロート壁面に衝突する。このため、スロートの壁との摩擦により駆動水のエネルギー損失が発生し、ジェットポンプ効率が低下する。
【０００９】
また、ＲＰＶ内に設置されるジェットポンプは、通常、鋳造により製作される。鋳造物は、溶融金属を流し込む際に、空気を巻き込んで、鋳造物に小さな空洞ができることがある。これらは、放射線検査等により発見することができ、これらの鋳造欠陥を補修することが可能である。また、鋳造物の表面粗さ等に精度が要求される場合には、加工代を考慮して鋳造を行い、鋳造後に機械加工をして、要求精度を満たす製品に仕上げている。
【００１０】
リング状の噴出口を有するノズルは、噴出口から噴射される駆動水が通る噴射流路が噴射口に向かって狭くなっている関係上、ノズル先端内部の駆動水流路が狭く、加工機械が噴出口内に挿入しにくい。このため、駆動流路を形成している壁面の鋳造欠陥の補修およびその壁面の加工が困難となる可能性がある。このため、リング状の噴出口を有するノズルの歩留りが低下する可能性がある。駆動流路を形成している壁面の加工ができないため、その壁面が粗く、壁面との摩擦により、その駆動流路内を流れる駆動水のエネルギー損失が大きくなる。これは、ジェットポンプの効率を低下させることになる。
【００１１】
本発明の目的は、ジェットポンプ効率を向上させることができるジェットポンプ用のノズル装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記した目的を達成する本発明の特徴は、  ノズル部および吸引通路部を有し、
前記ノズル部は、第１筒状部、および前記第１筒状部の内側に配置されて前記第１筒状部との間に駆動流体が流れる環状の噴出流路を形成する第２筒状部を有し、環状の噴出口が前記噴出流路の出口に形成され、
前記吸引通路部は、前記第１筒状部の上端に設けられる第３筒状部と、前記第３筒状部内に配置されて前記第２筒状部の上端に設けられ、前記第３筒状部との間に前記噴出通路に連絡される環状の駆動流体流路を形成する流路形成部と、外部から前記被駆動流体を導く吸引通路を内部に形成して前記ノズル装置の周方向に配置される複数の通路形成部とを有し、それぞれの前記通路形成部は、前記駆動流体流路を横切って配置されて前記第２筒状部の内側に形成される内部領域に連絡される、ジェットポンプ用のノズル装置の製造方法において、
前記第１筒状部、および前記第１筒状部の上端につながっており、上端から下方に伸びる複数の切欠き部が周方向に形成された第４筒状部を一体にした外部構造体を製作し、
前記第２筒状部、前記第２筒状部の上端につながっている流路形成部、および前記切欠き部に嵌め込まれて前記第３筒状部の一部になる通路支持部および前記通路支持部につながる管状の通路形成部を有する複数の通路形成ブロックを一体にした内部構造体を製作し、
前記外部構造体に含まれる前記第１筒状部の内面および前記内部構造体に含まれる前記第２筒状部の外面を機械加工し、
前記外面を機械加工した前記第２筒状部を有する前記内部構造体を、軸方向において、前記内面を機械加工した前記第１筒状部を有する前記外部構造体内に挿入して、前記通路支持部を前記第４筒状部に形成された前記切欠き部に嵌め込み、さらに、前記第２筒状部を前記第１筒状部内まで挿入し、
その後、前記通路支持部を前記第４筒状部に溶接して前記通路支持部および前記第４筒状部を含む前記第３筒状部を形成することにある。
【００１３】
外部構造体の第１筒状部の内面及び内部構造体の第２筒状部の外面を機械加工することができるので、その内面及びその外面の表面粗さを小さくすることができる。このため、それぞれの面での摩擦損失を低下させることができ、ジェットポンプ効率を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ジェットポンプ効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の好適な一実施例である実施例１のジェットポンプ用のノズル装置の製造方法で製造されたジェットポンプ用のノズル装置の縦断面図である。
【図２】図１に示すノズル装置の製造方法を示す説明図である。
【図３】図１に示すノズル装置を有する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４】図３に示すジェットポンプの拡大図である。
【図５】本発明の他の実施例である実施例２のジェットポンプ用のノズル装置の製造方法を示す説明図である。
【図６】図５に示す内部構造体と外部構造体の突合せ部の構造を示す説明図である。
【図７】本発明の他の実施例である実施例３のジェットポンプ用のノズル装置の製造方法を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の実施例を以下に説明する。
【実施例１】
【００１７】
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用のノズル装置の製造方法を、図面を用いて以下に説明する。
【００１８】
まず、本実施例の製造方法で製造されたノズル装置が適用される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３および図４を用いて以下に説明する。
【００１９】
沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）１は、原子炉圧力容器（原子炉容器）２を有し、原子炉圧力容器２内に炉心シュラウド４を設置している。原子炉圧力容器２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３が、炉心シュラウド４内に配置される。気水分離器５および蒸気乾燥器６がＲＰＶ２内で炉心３の上方に配置される。ジェットポンプ１７が、ＲＰＶ２と炉心シュラウド４の間に形成される環状のダウンカマ７内に配置される。主蒸気配管９および給水配管１０がＲＰＶ２に接続される。ＢＷＲ１に設けられる再循環系は、再循環系配管１１および再循環系配管１１に設置された再循環ポンプ１２を有する。再循環系配管１１の一端は、ＲＰＶ２に形成されたノズル（図示せず）に接続されてダウンカマ７に連絡される。再循環系配管１１の他端は、ダウンカマ７内に配置されたライザ管１３の下端に接続される。ライザ管１３の上端は分岐管１４に接続され、分岐管１４はエルボ１５と接続される。エルボ１５で流路が１８０°曲げられ、このエルボ１５がノズル装置１８に接続されている。ノズル装置１８は、複数の支持板２２によってベルマウス１９およびスロート２０と一体となっている。すなわち、エルボ１５からスロート２０までが一体構造となっている。
【００２０】
ＲＰＶ２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１０からＲＰＶ２に供給された給水と混合されてダウンカマ７内を下降する。ダウンカマ７内の冷却水は、再循環ポンプ１２の駆動によって再循環系配管１１内に吸引され、再循環ポンプ１２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）という。この駆動水は、再循環系配管１１、ライザ管１３、分岐管１４およびエルボ１５内を流れてジェットポンプ１７内に達し、ノズル装置１８から噴出される。ノズル装置１８の周囲に存在する被駆動水である冷却水は、駆動水の噴出によって、ベルマウス１９からスロート２０内に吸い込まれる。この冷却水は、駆動水と共にスロート２０内を下降し、ディフューザ２１の下端から吐出される。ディフューザ２１から吐出された冷却水は、下部プレナム８を経て炉心３に供給される。
【００２１】
冷却水は、炉心３を通過する際に加熱されて水および蒸気を含む気液二相流となる。気水分離器５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６で湿分を除去されて主蒸気配管９に導かれる。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、電力が発生する。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１０によりＲＰＶ２内に供給される。気水分離器５および蒸気乾燥器６で分離された水は、落下して冷却水としてダウンカマ７内に達する。
【００２２】
ノズル装置１８、ベルマウス１９、スロート２０およびディフューザ２１を主要な構成要素とするジェットポンプ１７は、ノズル装置１８周囲の冷却材を吸込むことにより、少ない駆動水の流量でより多くの冷却水を炉心３に送り込むことができる。
【００２３】
ジェットポンプ１７に適用されるノズル装置１８を、図１を用いて説明する。ノズル装置１８は、ノズル部２５および吸引通路部２９を備えている。吸引通路部２９は、ノズル部２５の上方に配置されてノズル部２５の上端に設けられる。
【００２４】
吸引通路部２９は、上端がエルボ１５に接続される円筒部材３０、流路形成部材３５および通路形成部材３１を有する。流路形成部材３５は、円筒部材３０内で円筒部材３０の中心に配置される。３個の通路形成部材３１が円筒部材３０の中心軸から放射状に周方向に１２０°間隔で配置される。通路形成部材３１の外側の端部は円筒部材３０に接続され、通路形成部材３１の内側の端部は流路形成部材３５に接続されている。各通路形成部材３１は、内側に向って（流路形成部材３５に向って）下向きに傾斜しており、横断面が楕円形になっている。開口部３３が通路形成部材３１の外側の端部に形成される。開口部３４が通路形成部材３１の内側の端部に形成される。
【００２５】
円筒部材３０は、通路支持部３０Ａおよび円筒部３０Ｂによって構成されている。縦長の長方形をしている通路支持部３０Ａが、円筒部３０Ｂに形成された、通路支持部３０Ａと同じ大きさの長方形状に切り取られた切欠き部４８（図２参照）内に挿入された状態で、通路支持部３０Ａと円筒部３０Ｂが溶接部４３で接合されている。通路支持部３０Ａは、円筒部材３０の一部になり、周方向において円筒部材３０と同じ曲率の円弧を有する。通路形成部材３１が通路支持部３０Ａにつながっている。
【００２６】
円筒部材３０と流路形成部材３５の間に、環状の駆動水流路３９が形成されている。各通路形成部材３１はこの駆動水流路３９を横切っている。開口部３３を介してダウンカマ６に連絡される冷却水吸引通路３２が各通路形成部材３１内に形成される。各冷却水吸引通路３２の入口の開口部３３および出口の開口部３４では、各通路形成部材３１の内面に曲面が形成されている。全ての冷却水吸引通路３２の流路断面積の合計値は、内部領域４０の、ノズル部２５の下端での横断面積よりも大きくなっている。
【００２７】
円錐状の流路形成部材３５は、中実の第１流路形成部３６、および上端の外径が下端の外径よりも小さくなっている円筒状の第２流路形成部４９（図２参照）を有する。第１流路形成部３６は、第２流路形成部４９の上方に位置して第２流路形成部４９の上端に設けられる。第１流路形成部３６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、軸方向において、横断面積が下方に向かって増大する上部領域３７、および横断面積が下方に向かって減少する下部領域３８を有している。上部領域３７は、下部領域３８の上端につながっている。下部領域３８では、外面が軸方向において曲面５５を形成している。各通路形成部材３１の内側の端部は、第２流路形成部４９にそれぞれ接続される。このため、周方向において隣り合う通路形成部材３１の内側端部の間には、第２流路形成部４９が存在する。
【００２８】
ノズル部２５は、外部円筒部材２７および外部円筒部材２７の内側に配置された内部円筒部材２６を有する。外部円筒部材２７と内部円筒部材２６は同心円状に配置されている。外部円筒部材２７は円筒部材３０の下端に設けられており、内部円筒部材２６は上端が流路形成部材３５の下端につながっている。外部円筒部材２７は、上端よりも下端の外径が小さくなっており、ノズル装置１８の中心軸に向って傾斜している。内部円筒部材２６は、円筒である。環状の噴出通路２８が、外部円筒部材２７と内部円筒部材２６の間に形成され、駆動水流路３９に連絡される。噴出通路２８は、駆動水流路の一部でもある。環状の噴出通路２８の流路断面積は下方に向かって減少する。内側に向って傾斜しており、噴出通路２８の流路断面積は下方に向かうほど小さくなっている。環状の噴出口５２が噴出通路２８の先端に形成される。内部領域４０が、第１流路形成部３６の下方で第２流路形成部４９および内部円筒部材２６の内側に形成される。冷却水吸引通路３２が内部領域４０に連絡される。流路形成部材３５の下部領域３８に形成された曲面５５は内部領域４０に面している。内部円筒部材２６および第２流路形成部４９は、噴出通路２８および駆動水流路３９と内部領域４０を隔離している。
【００２９】
以上に述べたノズル装置１８の製造方法を、図２を用いて説明する。ノズル装置１８は、図２に示すような各部品を、それぞれ鋳造して表面加工を行い、その後、各部品の検査を行い、検査終了後の各部品を溶接により接合して組み立てた構造である。内部円筒部材２６、外部円筒部材２７、円筒部３０Ｂ、流路形成部材３５および複数の通路形成ブロック５１が、鋳造によって製造される。通路形成ブロック５１は、傾斜した通路形成部材３１の、開口部３３側の一端が、通路支持部３０Ａと一体化された構成を有する。通路支持部３０Ａは、縦長の長方形になっており、この長方形の短い辺の方向に湾曲している。この湾曲の曲率は、円筒部３０Ｂの周方向の曲率と同じである。内部円筒部材２６の上端の外径が流路形成部材３５の下端の外径と同じであり、円筒部３０Ｂの下端の外径が外部円筒部材２７の上端の外径と同じである。円筒部３０Ｂは、周方向に、接合する通路形成ブロック５１と同じ数だけ、長方形状に切り取られた切欠き部４８を形成している。
【００３０】
各通路形成ブロック５１のそれぞれの通路形成部材３１の開口部３４側の端部が、流路形成部材３５に形成された各開口５０内に挿入され、それぞれの通路形成部材３１の開口部３４側の端部が流路形成部材３５に溶接にて接合される。通路形成部材３１が流路形成部材３５に溶接された後、通路形成部材３１の開口部３４側の端部、すなわち。、通路形成部材３１の、溶接にて流路形成部材３５に接合された端部が、滑らかな曲面になるように加工される。その後、内部円筒部材２６の上端を流路形成部材３５の下端に溶接で接合する。このような内部円筒部材２６、流路形成部材３５および各通路形成ブロック５１の接合により、内部構造体４１が構成される。
【００３１】
円筒部３０Ｂの下端が外部円筒部材２７の上端に溶接にて接合される。円筒部３０Ｂと外部円筒部材２７の接合により、外部構造体４２が構成される。
【００３２】
内部構造体４１の内部円筒部材２６の外面および外部構造体４２の外部円筒部材２７の内面を、放射線を用いてそれぞれ検査し、欠陥がある場合にはその欠陥の補修を行う。その後、内部構造体４１の噴出通路２８に面する、内部円筒部材２６の外面に機械加工が施され、その外面の表面粗さが小さくなる。さらに、外部構造体４２の噴出通路２８に面する、外部円筒部材２７の内面に機械加工が施され、その内面の表面粗さが小さくなる。
【００３３】
次に、内部構造体４１の内部円筒部材２６を、外部構造体４２の円筒部３０Ｂの一端から外部円筒部材２７に向かって移動させながら、内部円筒部材２６を円筒部３０Ｂ内に挿入する。内部構造体４１をさらに外部構造体４２の軸方向に移動させ、内部構造体４１の各通路支持部３０Ａを、外部構造体４２の円筒部３０Ｂに形成されたそれぞれの切欠き部４８内に別々に挿入する。やがて、内部円筒部材２６が外部円筒部材２７内に到達し、各通路支持部３０Ａが該当する切欠き部４８内に完全に嵌め込まれる。内部構造体４１および外部構造体４２のそれぞれの中心軸を一致させ、円筒部３０Ｂの周方向において切欠き部４８の相互間に存在する各側壁部分、およびそれぞれの切欠き部４８に嵌め込まれた各通路支持部３０Ａを、前述の中心軸の周りで円を形成するように配置する。この状態で、各通路支持部３０Ａを円筒部３０Ｂに溶接する。この溶接により、各通路支持部３０Ａと円筒部３０Ｂは溶接部４３（図１参照）にて接合されて円筒部材３０が構成される。
【００３４】
以上の工程により製造されたノズル装置１８が、前述したように、エルボ１５に接続され、ベルマウス１９に支持板２２により固定される。ノズル装置１８を有するジェットポンプ１７の機能を以下に説明する。
【００３５】
再循環ポンプ１２で昇圧されて再循環系配管１１、ライザ管１３、分岐管１４およびエルボ１５を通して供給された駆動水４５が、駆動水流路３９に流入し、噴出通路２８を通って環状の噴出口５２からスロート２０に向けて高速で環状に噴出される。噴出口５２から噴出された駆動水４５の環状の噴出流４６が、スロート２０内に到達する。噴出された高速の噴出流４６の作用によって、スロート２０内の静圧が低下し、ダウンカマ７内でノズル装置１８の周囲に存在する冷却水が、ベルマウス１９からスロート２０内に吸い込まれる。噴出流４６の作用によってスロート２０内に吸い込まれる冷却水を、被駆動水という。
【００３６】
噴出流４６の作用によって内部領域４０内も負圧になるので、ダウンカマ７内でノズル装置１８の周囲に存在する冷却水（被駆動水）４７が、開口部３３から吸い込まれて冷却水吸引通路３２を通って内部領域４０内に到達し、さらに、噴出流４６の内側でスロート２０内に流入する。ノズル装置１８の周囲に存在する被駆動水４５は、ノズル装置１８とベルマウス１９の間に形成された冷却水吸引通路４４を通り、噴出流４６とスロート２０の間に流入する。ノズル部２５先端の噴出口５２の外側の直径Ｌ１は、スロート２０の最小内径Ｌ２よりも小さい。噴出流４６がスロート２０の内面に衝突しないので、衝突によるエネルギー損失を防止し、効率低下を防ぐことができる。また、噴出流４６とスロート２０の内面で囲まれる部分をスロート外部から被駆動水４５を吸い込む流路として利用することができる。噴出された噴出流（駆動水）４６は、吸い込まれた被駆動水４５および４７にスロート２０内で混合される。このとき、噴出流４６と被駆動水４５および４７はノズル部２５先端の縁の長さを接触面として混合する。リング状のノズル部２５は、噴出口５２の内側縁および外側縁の両方を使えるため、噴出流４６と被駆動水４５および４７の接触面積を大きくすることができ、混合を促進して、混合に伴うエネルギー損失を抑制して、ジェットポンプ効率を向上している。
【００３７】
本実施例では、内部構造体４１が、通路支持部３０Ａを有する通路形成ブロック５１を流路形成部材３５につないで構成しているので、通路支持部３０Ａと円筒部３０Ｂの切欠き部４８の接触部をそれぞれ直線にすることができ、内部構造体４１の通路支持部３０Ａと外部構造体４２の円筒部３０Ｂを合わせることが容易である。通路支持部３０Ａを円筒部３０Ｂの切欠き部４８に嵌め込むことを容易に行うことができ、また、通路支持部３０Ａを円筒部３０Ｂの溶接がしやすくなる。
【００３８】
ノズル装置１８を上記した方法により製造することによって、以下の効果を得ることができる。
【００３９】
ノズル部２５は内部円筒部材２６と外部円筒部材２７の間に狭い領域である、噴出口５２につながる噴出通路２８を形成している。駆動水４５が高速で狭い噴出通路２８内を流れるため、噴出通路２８に面している、内部円筒部材２６の外面および外部円筒部材２７の内面のそれぞれの表面粗さを小さくし、内部円筒部材２６の外面および外部円筒部材２７の内面における摩擦損失を小さくする必要がある。もし、内部円筒部材２６の外面および外部円筒部材２７の内面のそれぞれの表面粗さが大きく、それらの面での摩擦損失が大きい場合には、ジェットポンプ効率が低下する。特に、特開２００９−２６４９３１号公報に記載された噴出口がリング状になっているノズル装置では、噴出口から、内部円筒部材と外部円筒部材の間に形成された狭い噴出通路内に加工具を挿入して、噴出通路に面する、内部円筒部材の外面および外部円筒部材の内面に機械加工を施すことは困難である。
【００４０】
本実施例は、前述したように、通路形成部材３１につながる通路支持部３０Ａを有する内部構造体４１、および切欠き部４８を形成した円筒部３０Ｂを有する外部構造体４２を別々に製造し、通路支持部３０Ａを切欠き部４８に嵌め込んで通路支持部３０Ａを円筒部３０Ｂに溶接することによって、内部構造体４１および外部構造体４２を一体化してノズル装置１８を製造するので、前述したように、内部構造体４１および外部構造体４２を一体化する前に、内部構造体４１の内部円筒部材２６の外面および外部構造体４２の外部円筒部材２７の内面にそれぞれ機械加工を実施することができる。機械加工により、内部円筒部材２６の外面および外部円筒部材２７の内面のそれぞれの表面粗さを小さくすることができる。さらに、内部円筒部材２６と流路形成部材３５の溶接部の外面および外部円筒部材２７と円筒部３０Ｂの溶接部の内面にも、機械加工が実施される。このため、内部円筒部材２６の外面、外部円筒部材２７の内面および上記二箇所の溶接部におけるそれぞれの摩擦損失が低下するため、所定の駆動水４５の流量を得るための再循環ポンプ１２の動力が、特開２００９−２６４９３１号公報に記載されたノズル装置よりも速くなる。そのため、本実施例では、ジェットポンプ効率が向上する。
【００４１】
また、ノズル装置１８全体を鋳造で製造した場合には、ノズル部２５の先端部の検査・補修も難しい。鋳物は、一般的に、鋳造後に放射線等を用いて、内部欠陥がないか検査される。ノズル装置１８のノズル部２５が内部円筒部材２６および外部円筒部材２７の二重管構造となっているため、ノズル装置１８の組み立て後に、内部領域４０に挿入された放射線源から放出される放射線を用いて内部円筒部材２６および外部円筒部材２７の撮影を行うことにより、欠陥が見つかった場合、この欠陥が内部円筒部材２６および外部円筒部材２７のいずれに存在しているかの判断ができない。このため、その欠陥が見つかった場合には、噴出通路２８の狭い空間でより詳細な検査が必要となる。また、欠陥の存在箇所が特定された場合でも、噴出通路２８が狭いので、欠陥の補修が困難である。
【００４２】
本実施例では、内部構造体４１および外部構造体４２を一体化する前に、内部構造体４１の内部円筒部材２６、および外部構造体４２の外部円筒部材２７を、別々に放射線を用いて検査することができ、内部円筒部材２６および外部円筒部材２７における欠陥の有無、および欠陥が存在する場合の欠陥の位置を確実に認識することができる。また、欠陥が存在する内部円筒部材２６および外部円筒部材２７の補修も容易に行うことができる。本実施例では、内部円筒部材２６および外部円筒部材２７の検査、さらには欠陥が存在する場合の補修を行った後に、内部構造体４１および外部構造体４２を一体化してノズル装置１８を完成させることができる。
【実施例２】
【００４３】
本発明の他の実施例である実施例２のジェットポンプ用のノズル装置の製造方法を、図５を用いて説明する。本実施例におけるノズル装置の製造方法では、内部構造体４１Ａおよび外部構造体４２Ａが、鋳造でそれぞれ製造される。内部構造体４１Ａは、流路形成部材３５の下端に内部円筒部材２６の上端がつながり、さらに、複数の通路形成ブロック５１のそれぞれの通路形成部材３１の開口部３４側の端部が、流路形成部材３５につながって、流路形成部材３５、内部円筒部材２６および各通路形成ブロック５１が一体化されている。外部構造体４２Ａは、円筒部３０Ｂの下端が外部円筒部材２７の上端につながり、円筒部３０Ｂおよび外部円筒部材２７が一体化されている。円筒部３０Ｂには、複数の切欠き部４８が形成されている。形成された切欠き部４８の数は、内部構造体４１Ａに設けられた通路形成ブロック５１の個数と同じである。
【００４４】
内部構造体４１Ａの内部円筒部材２６の外面、および外部構造体４２Ａの外部円筒部材２７の内面への機械加工および検査をそれぞれ実施する。検査により欠陥が見つかった場合には、該当する円筒部材の欠陥が存在する箇所を補修する。その後、内部構造体４１Ａと外部構造体４２Ａが溶接にて接合される。
【００４５】
内部構造体４１Ａと外部構造体４２Ａの接合は、以下のように行われる。内部構造体４１Ａと外部構造体４２Ａは、実施例１における内部構造体４１と外部構造体４２と同様に、内部構造体４１Ａの各通路支持部３０Ａを、外部構造体４２Ａの円筒部３０Ｂに形成されたそれぞれの切欠き部４８内に別々に挿入する。やがて、各通路支持部３０Ａが各切欠き部４８に完全に嵌め込まれ、内部円筒部材２６も内部円筒部材２６内に完全に挿入される。内部構造体４１Ａおよび外部構造体４２Ａのそれぞれの中心軸を一致させ、各通路支持部３０Ａを円筒部３０Ｂに溶接する。
【００４６】
以上の工程によりノズル装置１８が製造される。このノズル装置１８は、実施例１で製造されたノズル装置と同様に、沸騰水型原子炉１のＲＰＶ２内のダウンカマ７に配置されるジェットポンプ１７のノズル装置として用いられ、ベルマウス１９の上方に配置されてエルボ１５に接続される。
【００４７】
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。さらに、本実施例は、流路形成部材３５、内部円筒部材２６および各通路形成ブロック５１が一体化された内部構造体４１Ａ、および円筒部３０Ｂおよび外部円筒部材２７が一体化された外部構造体４２Ａがそれぞれ鋳造で製造されるので、実施例１における流路形成部材３５と内部円筒部材２６の溶接、流路形成部材３５と各通路形成ブロック５１の溶接および円筒部３０Ｂと外部円筒部材２７の溶接が不要になる。このため、本実施例では、ノズル装置１８の製造に要する時間を実施例１におけるその時間よりも短縮することができる。
【００４８】
内部構造体４１Ａの通路支持部３０Ａと外部構造体４２Ａの円筒部３０Ｂの嵌め合い部を、図６に示すように、それぞれ段付き構造にしてもよい。すなわち、通路支持部３０Ａの、円筒部３０Ｂの切欠き部４８内に挿入される部分において、通路支持部３０Ａの周辺部に肉厚が半分程度になる段付き部５３を形成する。段付き部５３は、通路支持部３０Ａの厚み方向において、通路支持部３０Ａの、通路形成部材３１が接続されている面とは反対側の面の方に寄っている。また、円筒部３０Ｂの切欠き部４８に面する部分に、肉厚が半分程度になる段付き部５４を形成する。段付き部５４は、通路支持部３０Ａの厚み方向において、円筒部３０Ｂの内面の方に寄っている。
【００４９】
通路支持部３０Ａが円筒部３０Ｂの切欠き部４８に嵌め込まれたとき、段付き部５４は段付き部５３よりも内側、すなわち内部構造体４１Ａの中心軸側に位置している。通路支持部３０Ａおよび円筒部３０Ｂに、上記したように、段付き部５３及び５４を形成することにより、内部構造体４１Ａおよび外部構造体４２Ａのそれぞれの中心軸を簡単に一致させることができる。
【００５０】
通路支持部３０Ａへの段付き部５３の形成、および円筒部３０Ｂの切欠き部４８に面する部分での段付き部５４の形成は、実施例１および後述の実施例３に適用することができる。
【実施例３】
【００５１】
本発明の他の実施例である実施例３のジェットポンプ用のノズル装置の製造方法を、図７を用いて説明する。本実施例におけるノズル装置の製造方法では、内部構造体５６および外部構造体が、鋳造でそれぞれ製造される。この外部構造体は、外部円筒部材２７である。内部構造体５６は、流路形成部材３５の下端に内部円筒部材２６の上端がつながり、さらに、複数の通路形成ブロック５１のそれぞれの通路形成部材３１の開口部３４側の端部が、流路形成部材３５につながり、円筒部材３０が流路形成部材３５を取り囲んで通路形成部材３１につながって、円筒部材３０、流路形成部材３５、内部円筒部材２６および各通路形成ブロック５１が一体化されている。このような形状を有する内部構造体５６は、鋳造で製作される。
【００５２】
内部構造体４８の内部円筒部材２６の外面、および外部構造体である外部円筒部材２７の内面への機械加工および検査をそれぞれ実施する。検査により欠陥が見つかった場合には、該当する円筒部材の欠陥が存在する箇所を補修する。その後、内部構造体４８と外部構造体である外部円筒部材２７が溶接にて接合される。
【００５３】
内部構造体４８の内部円筒部材２６を外部円筒部材２７内に挿入し、内部構造体４８の中心軸と外部円筒部材２７の中心軸を一致させる。内部構造体４８の内部円筒部材２６と外部円筒部材２７が同心円に配置された状態で、円筒部材３０の下端と外部円筒部材２７の上端を溶接にて接合する。
【００５４】
以上の工程によりノズル装置１８が製造される。このノズル装置１８は、実施例１で製造されたノズル装置と同様に、沸騰水型原子炉１のＲＰＶ２内のダウンカマ７に配置されるジェットポンプ１７のノズル装置として用いられ、ベルマウス１９の上方に配置されてエルボ１５に接続される。
【００５５】
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。特に、効率への影響が大きい駆動水４５の流速が大きい流路２８内の表面粗さを小さくしているので、実施例１とほぼ同等の効率向上幅が得られる。本実施例は、実施例１に比べて溶接個所が少なくなる。具体的には、流路形成部材３５と内部円筒部材２６の溶接および流路形成部材３５と各通路形成ブロック５１の溶接が不要になる。このため、本実施例では、ノズル装置１８の製造に要する時間を実施例１におけるその時間よりも短縮することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１…沸騰水型原子炉、２…原子炉圧力容器、３…炉心、７…ダウンカマ、１３…ライザ管、１７…ジェットポンプ、１８…ノズル装置、１９…ベルマウス、２０…スロート、２１…ディフューザ、２５…ノズル部、２６…内部円筒部材、２７…外部円筒部材、２８…噴出通路、２９…吸引通路部、３０…円筒部材、３０Ａ…通路支持部、３０Ｂ…円筒部、３１…通路形成部材、３２…冷却水吸引通路、３５…流路形成部材、３６…第１流路形成部、３９…駆動水流路、４０…内部領域、４１…、４１Ａ，５６…内部構造体、４２，４２Ａ…外部構造体、４８…切欠き部、４９…第２流路形成部、５１…通路形成ブロック、５２…噴出口、５３，５４…段付き部。
【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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