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バンドル変形解析コード"BAMBOO"と熱流力解析コード"ASFRE-IV"の連成解析のためのコード整備

Improvement of computer programs "BAMBOO" and "ASFRE-IV" for coupling analysis of deformation and thermal-hydraulics in a high burn-up fuel subassembly of fast reactor

上羽 智之; 伊藤 昌弘*; 大島 宏之; 今井 康友*

Uwaba, Tomoyuki; Ito, Masahiro*; Ohshima, Hiroyuki; Imai, Yasutomo*

高燃焼度化によって変形が生じたナトリウム冷却高速炉のワイヤースペーサ型燃料集合体の健全性評価を目的として、変形・熱流動シミュレーションシステムの開発を行っている。本件は、このシステム開発の一環として、燃料集合体変形解析コードBAMBOOと集合体内熱流動解析コードASFRE-IVの連成解析を可能とするためのコード整備を実施したものである。 BAMBOOについては、ASFRE-IV側から提供される冷却材温度分布データを読み込み、BAMBOO内での温度定義点に展開する機能を追加するとともに、変形の解析結果からASFRE-IVで使用する形状パラメータ群を算出する機能を加えた。一方、ASFRE-IVに関しては、サブチャンネルの変形形状模擬機能を組み込むとともに、解析結果である冷却材温度データをBAMBOO用に出力する機能、BAMBOOから提供される形状パラメータ読み込み機能を新たに追加した。機能追加・改良した2つのコードの機能検証として、169本燃料ピンバンドル体系を対象として連成解析を実施した。解析の結果、燃料ピンの変形および流路変形に伴う熱流動挙動変化に関して、物理的に妥当な解が得られることを確認した。

A simulation system of a deformed fuel subassembly is being developed for the structure integrity of high burn-up wire-spacer-type fuel subassemblies of sodium-cooled fast breeder reactors. This report describes a computer program improvement work for coupling analyses of deformation and thermal-hydraulics in a fuel subassembly as part of the simulation system development. In this work, a function of data conversion as an interface between a bundle deformation analysis program BAMBOO and a thermal hydraulic analysis program ASFRE-IV was incorporated to each program. BAMBOO was improved to accept the coolant temperature data from ASFRE-IV and to offer bundle deformation data to ASFRE-IV. ASFRE-IV was also improved to offer the coolant temperature data to BAMBOO and to obtain the bundle deformation data from BAMBO0. Improved BAMBOO and ASFRE-IV were applied to an analysis of 169-pin bundle for the program verification. It was confirmed that the coupling analysis gave the physically reasonable results on both deformation and thermal hydraulic behaviors in the fuel subassembly.

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