高速炉燃料ピン束変形解析コード"BAMBOO"の開発-ピンディスパージョンモデルの開発と検証-

Development of a FBR fuel pin bundle deformation analysis code "BAMBOO"; Development of a dispersion model and its validation

上羽 智之 ; 鵜飼 重治  ; 浅賀 健男

Uwaba, Tomoyuki; not registered; not registered

BDI(Bundle Duet Interaction)は高速炉燃料の寿命を制限する因子の一つである。BDIが進行するとワイヤの位置ずれなどによって燃料ピンの配列の乱れ(ディスパージョン)が発生すると考えられる。本研究では、 BDI解析コード"BAMBOO"を用いてディスパージョンがバンドルの変形に及ぼす影響を評価した。 得られた結果を以下に示す。1)BAMBOOコードにおいて燃料ピンを構成する梁要素の節点以外で接触条件を考慮する機能を追加することにより、ワイヤの位置ずれによって発生するピンディスパージョンを表現できるようになった。2)ディスパージョンが発生した炉外バンドル圧縮試験結果を用いてコードを検証した結果、ピンーダクト間距離とピンーピン間距離についてコードの解析結果は試験結果と概ね一致した。従って、コードはディスパージョンを考慮したバンドルの変形を適切に解析できると考えられる。3)ディスパージョンが発生したバンドルでは、ディスパージョンが発生しない場合に比較してピンーピン間距離のバラつきが大きくなった。また、ピンーダクト間の最小距離は大きくなる場合もあったが、小さくなる場合もあった。これより顕著なディスパージョンの発生はバンドルの熱的健全性に影響する可能性がある。

Bundle Duct Interaction (BDI) is one of the life limiting factors of a FBR fuel subassembly. Under the BDl condition, the fuel pin dispersion. would occur mainly by the deviation of the wire position due to the irradiation. In this study the effect of the dispersion on the bundle deformation was evaluated by using the BAMBOO code and following results were obtained. (1)A new contact analysis model was introduced in BAMBOO code. This model considers the contact condition at the axial position other than the modal point of the beam element that composes the fuel pin. This improvement made it possible in the bundle deformation analysis to cause fuel pin dispersjon due to the deviations of the wire position. (2)This model was validated with the results of the out-of-pile compression test with the wire deviation. The calculated pin-to-duct and pin-to-pin clearances with the dispersion model almost agreed with the test results. Therefore it was confirmed that the BAMBOO code reasonably predicts the bundle deformation with the dispersion. (3)In the dispersion bundle the pin-to-pin clearanees widely scattered. And the minimum pin-to-duct clearance increased or decreased depending on the dispersion condition compared to the no-dispersion bundle. This result suggests the possibility that the considerable dispersion would affect the thermal integrity of the bundle.