Study on velocity field in a wire wrapped fuel pin bundle of sodium cooled reactor; Detailed velocity distribution in a subchannel

ナトリウム冷却高速炉のワイヤー巻き燃料集合体内の速度場に関する研究; サブチャンネル内の詳細流速分布

佐藤 博之; 小林 順 ; 宮越 博幸; 上出 英樹 

Sato, Hiroyuki; Kobayashi, Jun; Miyakoshi, Hiroyuki; Kamide, Hideki

高燃焼度炉心を用いた高速炉の設計検討がなされている。この高燃焼度炉心の実現には、ワイヤー巻き燃料集合体内の詳細な流速分布を評価する手法の開発が必要であり、そのための検証データが求められている。ここでは、実機の2.5倍拡大7ピン集合体モデルを用いて、3本のピンに囲まれたサブチャンネル内の詳細な流速分布を粒子画像流速計測法により求めた。燃料ピン間のギャップ部垂直断面では、ワイヤー近傍の流速が低下する非対称な分布を形成すること、サブチャンネル内の水平断面では、ワイヤーを回り込む流れの計測に成功した。今後これらのデータは、評価手法検証に利用される。

A sodium cooled fast reactor is designed to attain a high burn-up core in a feasibility study on commercialized fast reactor cycle systems. It is of importance to obtain the flow velocity distribution in a wire wrapped pin bundle for the high burn-up core. A 2.5 times enlarged 7-pin bundle water model was applied to investigate the detailed velocity distribution in an inner subchannel surrounded by 3 pins with wrapping wire. The velocity distribution in an inner subchannel with the wrapping wire was measured by Particle Image Velocimetry. In the vertical velocity distribution in a narrow space between the pins, the wrapping wire decreased the velocity downstream of the wire and asymmetrical flow distribution was formed between the pin and wire. In the horizontal velocity distribution, swirl flow around the wrapping wire was obviously observed.