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Effect of spacer grid mixing vanes on coolant outlet temperature distribution

  • T. Rämä , T. Lahtinen , T. Brandt and T. Toppila
Published/Copyright: June 11, 2013
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Abstract

In Loviisa VVER-440-type NPP the coolant outlet temperature of the hot subchannel is constantly monitored during the operation. According to the authority requirement the maximum subchannel outlet temperature must not exceed the saturation temperature. Coolant temperature distribution inside the fuel assembly is affected by the efficiency of the coolant mixing. In order to enhance the coolant mixing the fuel manufacturer is introducing the additional mixing vanes on the fuel bundle spacer grids. In the paper the effect of the different mixing vane modifications is studied with computational fluid dynamics (CFD) simulation. Goal of the modelling is to find vane modifications with which sufficient mixing is reached with acceptable increase in the spacer grid pressure loss. The results of the studies are discussed in the paper.

Kurzfassung

Im KKW Loviisa (WWER-440) wird die Austrittstemperatur des heiβesten Unterkanals des Kerns kontinuierlich während des Betriebs überwacht. Entsprechend den Vorgaben der Aufsichts- und Genehmigungsbehörde muss gewährleistet werden, dass diese Temperatur die Sättigungstemperatur nicht überschreitet. Die Temperaturverteilung des Kühlmittels innerhalb eines Brennelements wird durch die Effektivität der Vermischung des Kühlmittels beeinflusst. Um diese Durchmischung zu erhöhen haben die Brennelementhersteller zusätzliche Fahnen an den Abstandshaltern der Brennelemente angebracht. Im Beitrag wird der Einfluss verschiedener baulicher Ausführungen dieser Fahnen auf das Mischungsverhalten des Kühlmittels mit Hilfe von CFD-Berechnungen untersucht. Ziel dieser Modellierung ist es, eine Konstruktion zu finden, die zu einer besseren Vermischung mit gleichzeitig akzeptabler Erhöhung der Druckverluste an den Abstandshaltern führt. Die Ergebnisse werden im Beitrag diskutiert.


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References

1 Brandt, T; Toppila, T.: Ways to enhance mixing inside WER-440 fuel rod bundle. Workshop on Nuclear Fuel Assembly Modelling and Experiments (NuFAME). Stockholm, Sweden. July 9–10, 2009Search in Google Scholar

2 Brandt, T,; Toppila, T.: CFD Study on mixing in WER-440 Fuel Rod Bundle With Guiding Vanes in Spacer Grids. Proceedings of the 17thInternational Conference on Nuclear Engineering (ICONE). Brus-sels, Belgium, July 12–16, 200910.1115/ICONE17-75316Search in Google Scholar

3 Brandt, T; Lahtinen, T: CFD Study on Coolant Mixing Inside WER-440 Fuel Rod Bundle. 19th AER symposium on WER reac-tor physics and reactor safety. Varna, Bulgaria, 20–25 September 2009Search in Google Scholar

4 Lestinen, V:. Experimental and numerical studies of the flow field characteristics of WER-440 fuel assembly. Master's thesis, Depart-ment of Energy Technology, Lappeenranta University of Technology, 1999Search in Google Scholar

5 ANSYS FLUENT 12.0 Documentation, User's guide, ANSYS Inc., 2009Search in Google Scholar

Received: 2012-1-12
Published Online: 2013-06-11
Published in Print: 2012-08-01

© 2012, Carl Hanser Verlag, München

Downloaded on 11.12.2025 from https://www.degruyterbrill.com/document/doi/10.3139/124.110252/pdf
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