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光学断面画像の斜め方向からの計測による複雑流路形状測定手法の開発

Development of geometry measurement technique for complicated flow channel based on optical visualization image

小林 順; 佐藤 博之; 林 謙二; 上出 英樹

Kobayashi, Jun; Sato, Hiroyuki; Hayashi, Kenji; Kamide, Hideki

ナトリウム冷却高速炉では、炉心の高燃焼度化により燃料ピンが変形し、集合体内流路断面積の変化によって集合体内の冷却性能が低下する可能性があることから、燃料ピン配置の変化が集合体内の熱流動現象に与える影響を把握することが重要な課題となっている。そこで、燃料ピンとワイヤースペーサを水と屈折率を一致させた透明部材で構成した水流動試験装置を用いて、ピン束内の流速分布の測定が試みられている。このとき境界条件として湾曲による模擬燃料ピンの変位を計測する必要がある。ここでは、模擬集合体の斜め上方向からピン束の水平断面を撮影し、試験体壁面の屈折の影響を考慮に入れて撮影画像を正対位置に変換し、その画像を解析することで燃料ピンの変位量を求める手法を開発した。

High burn-up core in a sodium cooled fast reactor may result in fuel pin deformation due to irradiation, e.g., swelling and bowing. Such deformation will influence thermal hydraulics in a core fuel subassembly, i.e., the highest temperature. Thus it is significant to estimate pin deformation effects. A water experiment was carried out to measure velocity field in a deformed pin bundle by using transparent resin and refractive index matching technique. In the experiment, the deformed pin geometry should be measured as a boundary condition. Here an optical measurement technique of pin bundle geometry was developed. An image of a horizontal cross section of the pin bundle was captured by a camera set on an inclined line to the pin bundle axis. This image was converted to a straight image to the pin bundle axis by taking accounts of refraction at the wall. The positions of deformed pins were well estimated by this method.

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