Investigation on applicability of subchannel analysis code ASFRE to thermal hydraulics analysis in fuel assembly with inner duct structure of sodium cooled fast reactor

ナトリウム冷却高速炉における内部ダクトを有する燃料集合体内の熱流動解析に関するサブチャンネル解析コードASFREの適用性検討

菊地 紀宏 ; 今井 康友*; 吉川 龍志 ; 堂田 哲広  ; 田中 正暁 

Kikuchi, Norihiro; Imai, Yasutomo*; Yoshikawa, Ryuji; Doda, Norihiro; Tanaka, Masaaki

原子力機構では先進ナトリウム冷却高速炉の設計研究において、安全性向上のためにFAIDUSと呼ばれる内部ダクトを有する燃料集合体の採用を検討している。内部ダクトによって燃料棒の配置が非対称となるため、FAIDUSの成立性を確認するために冷却材温度分布を推定する必要がある。モックアップ試験によるFAIDUS内の熱流動に関するリファレンスデータはまだ取得されておらず、サブチャンネル解析コードASFREによる計算結果の妥当性確認は不十分であった。そこで、CFDコードSPIRALの計算結果とコード間比較を実施した。ASFREとSPIRALによる計算結果の間に内部ダクト周辺に現れる特徴的な温度及び速度分布のメカニズムの整合性を確認することによって、ASFREの適用性が示された。

In the design study of an advanced sodium-cooled fast reactor (Advanced-SFR) investigated in JAEA, the use of a specific fuel assembly with an inner duct structure called FAIDUS has been investigated to enhance safety of Advanced-SFR. Since the fuel rods have an asymmetric layout by the inner duct, the validity confirmation of the numerical results of an in-house subchannel analysis code named ASFRE was required. In this paper, therefore, the code-to-code comparisons was applied with numerical results of ASFRE and those of an in-house CFD code named SPIRAL. The applicability of ASFRE was indicated through the confirmation of the consistency of specific temperature distributions.