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Effect of rod bowing on critical power based on tight-lattice 37-rod bundle experiments

稠密37本バンドル試験に基づく限界出力に及ぼす燃料棒曲がり効果

玉井 秀定; 呉田 昌俊; Liu, W.; 佐藤 隆; 中塚 亨; 大貫 晃; 秋本 肇

Tamai, Hidesada; Kureta, Masatoshi; Liu, W.; Sato, Takashi; Nakatsuka, Toru; Onuki, Akira; Akimoto, Hajime

原子力機構では、高増殖比及び超高燃焼度の達成を目指す超高燃焼水冷却増殖炉の技術的及び工学的成立性の確立を目指した要素技術開発として、これまでに、水冷却増殖炉の稠密格子炉心燃料集合体を模擬した37本バンドル試験体を用いて、除熱限界に対する基本的課題及び除熱限界に及ぼす燃料棒間隙幅の効果を明らかにしてきた。本研究では、燃料棒曲がり効果試験体を用いた試験を水冷却増殖炉の定格運転条件を内包する広い圧力範囲(2-9MPa),流量範囲(200-1000kg/(m$$^{2}$$s))で実施し、除熱限界に及ぼす燃料棒曲がりの効果を検討した。その結果、沸騰遷移は燃料棒の最大曲がり高さより下流の位置で発生し、その時の壁温特性及び除熱限界特性はBWRや曲がりのない稠密炉心と同様であることがわかった。また、燃料棒曲がりを有する試験体での除熱限界は燃料棒がない試験体に比べて約10パーセント低下することがわかった。

The confirmation of thermal-hydraulic performance is one of the most important requirements for the design of the FLWR. A large-scale thermal-hydraulic experiment using a tight-lattice 37-rod bundle test section with a bowed rod was carried out with pressure ranging from 2-9 MPa and mass velocity at 200-1000 kg/(m$$^{2}$$s). It was confirmed that boiling transition (BT) occurs downstream of the rod contact point, and that the wall temperature trace during the BT follows the typical BT pattern of BWR. Critical power with a bowed rod is about 10 percent lower than that without rod bowing. The critical power increases monotonically with increase in mass velocity, with decrease in inlet water temperature, and with decrease in exit pressure, and these trends are similar to those of the basic bundle without rod bowing. Thus, there is negligible effect of rod bowing on the dependence of critical power on the mass velocity, the inlet temperature and the exit pressure.

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分野:Nuclear Science & Technology

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