燃料ピンバンドル変形解析コードBAMBOOへの被覆管局所変形モデルの導入

Introduce of pin-indentation deformation model into fuel pin bundle deformation analysis code "BAMBOO"

上羽 智之 ; 伊藤 昌弘*; 石谷 行生*

Uwaba, Tomoyuki; Ito, Masahiro*; Ishitani, Ikuo*

ワイヤスペーサ型の高速炉燃料集合体では、バンドル-ダクト相互作用(Bundle-DuctInteraction; BDI)が厳しくなると、ワイヤを介して被覆管に加わる接触荷重によって被覆管断面の扁平化が生じるようになる。特に、バンドル最外周のピンは、ワイヤを介してダクトから被覆管に加わる荷重が大きくなって、この扁平化が顕著になることがある。この場合、扁平化はワイヤが被覆管にめり込んで被覆管が局所的に窪む状態となる。このような被覆管の局所変形をモデル化し、BDI解析コード"BAMBOO"のピンバンドル変形解析において被覆管の局所変形を考慮できるようにした。炉外バンドル圧縮試験では、バンドル最外周ピンとダクトの間にワイヤが存在するにもかかわらずピンとダクトの隙間がワイヤ径を下回ることが確認されているが、被覆管の局所変形モデルを組込んだBAMBOOコードによるバンドル圧縮試験の解析においても、バンドル最外周ピンの被覆管の局所変形によってバンドル圧縮試験結果と同様の傾向を再現できた。

In spacer wire-type fast reactor fuel assemblies, when the bundle-duct interaction (BDI) becomes severe, contact loads applied to claddings via wires cause oval-deformation of the cladding cross-sections. The cladding oval-deformation may become significant especially in the pins at the outermost periphery of the bundle because they are subjected to a large load from the duct via their wires. In this case the cladding oval-deformation occurs in such a manner that the wire is partially sinking into the cladding, and as a result the cladding is locally dented. We developed a model to simulate such cladding local deformation and integrated the model into the BDI analysis code "BAMBOO". In the out-of-pile bundle compression tests, the gaps between pins and the duct became smaller than the wire diameter when the bundle was compressed despite the existence of a wires between the bundle outermost pins and the duct. The bundle compression test analyses by BAMBOO equipped with the model showed that the local deformation of claddings of outermost pins reproduced the similar trend to the compression test results.