高速炉燃料集合体内ワイヤラッパピン周りのPIV詳細速度場計測

PIV measurements of velocity distribution around wire wrapped fuel pins in a fuel subassembly for fast reactor

檜山 智之 ; 西村 正弘 ; 上出 英樹 ; 大島 宏之; 長澤 一嘉*; 今井 康友*

Hiyama, Tomoyuki; Nishimura, Masahiro; Kamide, Hideki; Ohshima, Hiroyuki; Nagasawa, Kazuyoshi*; Imai, Yasutomo*

高速炉の燃料集合体内の燃料ピン周りの熱流動現象の把握および解析コードの検証用データの取得を目的として、ワイヤースペーサ型燃料集合体内から一つのサブチャンネルを取り囲む3本の燃料ピンを模擬したピンバンドル体系での水試験を実施した。試験体のワイヤとピンの材質には作動流体の水と屈折率が近く光透過率が高いフッ素加工樹脂を使用し、粒子画像計測法(PIV)を用いてワイヤラッパピン周りの詳細な速度場のデータを計測した。PIV計測結果について数値解析コード(SPIRAL)による解析結果との比較により、物理的に適切に説明できることを確認し、計測結果の妥当性を確認した。今後、本試験は、燃料集合体内熱流動評価データベースのベンチマーク問題として解析コードの検証に提供される。

In high burn-up fuel subassemblies of sodium cooled fast reactor, deformation of fuel pin due to the swelling and thermal bowing may decrease local flow velocity via change of flow area in the subassembly. Therefore, it is important to developed detailed evaluation method of flow field in a wire wrapped pin bundle. In this study, water experiments were carried out to investigate the detailed velocity distribution in the wire wrapped pin bundle. The test section consists of an acrylic duct tube and fluorinated resin 3 pins which have nearly the same refractive index with that of water. The velocity distribution in the inner subchannel with the wrapping wire was measured by PIV. Furthermore, a detailed simulation code was applied to the experimental analysis and the calculated results were consistent with the experimental data. These data can contribute to construct the database to validate simulation codes.