Numerical Investigation on Vortex Behavior in Wire-wrapped Fuel Assembly for Sodium Fast Reactor

송민섭; 정재호; 김응수

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자료유형: 학술저널

저자정보: 송민섭 정재호 김응수

저널정보: 한국원자력학회 Nuclear Engineering and Technology Nuclear Engineering and Technology 제51권 제3호

발행연도: 2019.1

수록면: 665 - 675 (11page)

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The wire-wrapped fuel bundle is an assembly design in a sodium-cooled fast reactor. A wire spacer isused to maintain a constant gap between rods and to enhance the mixing of coolants. The wire makesthe flow complicated by creating a sweeping flow and vortex flow. The vortex affects the flow field andheat transfer inside the subchannels. However, studies on vortices in this geometry are limited. Thepurpose of this research is to investigate the vortex flow created in the wire-wrapped fuel bundle. Foranalysis, a RANS-based numerical analysis was conducted for a 37-pin geometry. The sensitivity studyshows that simulation with the shear stress transport model is appropriate. For the case of Re of 37,100,the mechanisms of onset, periodicity, and rotational direction were analyzed. The vortex structures werereconstructed in a three-dimensional space. Vortices were periodically created in the interior subchannelthree times for one wire rotation. In the edge subchannel, the largest vortex occurred. This large vortexstructure blocked the swirl flow in the peripheral region. The small vortex formed in the corner subchannelwas negligible. The results can help in understanding the flow field inside subchannels withsweeping flow and vortex structures

참고문헌 (16)

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N. E. Todreas / 1968 / Coolant Mixing in Sodium Cooled Fast Reactor Fuel Bundles

R. Ranjan / 2011 / Direct simulation of turbulent heat transfer in swept flow over a wire in a channel / Int. J. Heat Mass Tran 54(21-22):4636~4654

J. H. Jeong / 2017 / Thermal-hydraulic effect of wire spacer in a wire-wrapped fuel bundles for SFR / Nucl. Eng. Des 320:28~43

J. H. Jeong / 2017 / RANS based CFD methodology for a real scale 217-pin wire-wrapped fuel assembly of KAERI PGSFR / Nucl. Eng. Des 313:470~485

R. Gajapathy / 2009 / A comparative CFD investigation of helical wire-wrapped 7, 19 and 37 fuel pin bundles and its extendibility to 217 pin bundle / Nucl. Eng. Des 239(11):2279~2292

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