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高速炉燃料集合体内熱流動解析コードASFREの開発; 分布抵抗モデル改良と検証解析

Development of thermal hydraulics analysis code ASFRE for fuel assembly of sodium-cooled fast reactor; Modification of distributed resistance model and validation analysis

菊地 紀宏 ; 大島 宏之; 田中 正暁 ; 橋本 昭彦*

Kikuchi, Norihiro; Ohshima, Hiroyuki; Tanaka, Masaaki; Hashimoto, Akihiko*

高速炉燃料集合体の熱流力設計や安全性評価への適用を目的として、サブチャンネル解析コードASFREを整備し、複数の試験解析を通して燃料集合体内熱流動評価への適用性を確認してきたが、試験結果と比べやや急峻な温度分布となる傾向があった。本研究では、燃料集合体内温度分布の予測精度向上を目的として、流量配分に影響を及ぼす局所的な流動抵抗をより適切に評価するため、サブチャンネル解析の各コントロールボリュームにおいて冷却材が燃料ピンやワイヤスペーサから受ける局所的な流動抵抗を計算する分布抵抗モデル(DRM: Distributed Resistance Model)の精緻化を試みた。具体的には、DRMに組み込まれる燃料ピン配置等の幾何形状を考慮するモデルパラメータを修正した。改良されたDRMの適用性を確認するため、37本ピンバンドル体系ナトリウム試験を対象とした解析を実施し、その適用性を確認した。

For the thermal-hydraulic design and safety assessment regarding a fuel assembly of sodium-cooled fast reactors, a subchannel analysis code ASFRE has been and is continuously developed in JAEA. In the numerical simulation of ASFRE confirmed that the tendency to overestimate the maximum coolant temperature in a fuel assembly still remains. In this study, Distributed Resistance Model (DRM), which deals with wire-spacer wrap volumetric effect in subchannels on peripheral and axial directions, was modified and its calibration factor was optimized in order to improve the prediction accuracy of the maximum coolant temperature. A numerical simulation of a 37-pin bundle sodium experiment was also carried out and the result showed the validity of the modified DRM.

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