The effect of spacer grid critical component on pressure drop under both single and two phase flow conditions Translated title: Einfluss geometrischer Eigenschaften von Abstandshaltern auf die Berechnung von Druckverlusten bei unterschiedlichen Strömungsbedingungen

Abstract

As pressure drop is one of the most critical thermal hydraulic parameters for spacer grids the accurate estimation of it is the key to the design and development of spacer grids. Most of the available correlations for pressure drop do not contain any real geometrical parameters that characterize the grid effect. The main functions for spacer grid are structural support and flow mixing. Once the boundary sublayer near the rod bundle is disturbed, the liquid forms swirls or flow separation that affect pressure drop. However, under two phase flow conditions, due to the existence of steam bubble, the complexity for spacer grid are multiplied and pressure drop calculation becomes much more challenging. The influence of the dimple location, distance of mixing vane to the nearest strip, and the effect of inter-subchannel mixing among neighboring subchannels on pressure drop and downstream flow fields are analyzed in this paper. Based on this study, more detailed space grid geometry parameters are recommended for adding into the correlation when predicting pressure drop.

Kurzfassung

Da der Druckverlust einer der wichtigsten thermohydraulischen Parameter bei der Berechnung des Einflusses von Abstandshaltern auf die Strömung ist, ist seine korrekte Berechnung eine wesentliche Aufgabe beim Design und bei der Auslegung von Abstandshaltern. Viele der bestehenden Korrelationen berücksichtigen nicht die Detailgeometrie der Abstandshalter wie Form und Lage der Auflagenoppen, Abstände zwischen Mischungsfahnen. In diesem Beitrag wird der Einfluss dieser beiden geometrischen Daten, die das Stützverhalten und die Strömungsmischung entscheidend beeinflussen, detaillierter untersucht. Es wird eine Korrelation abgeleitet, die für Einphasen- und für Zweiphasenströmungen eine genauere Berechnung des Druckverlustes unter Berücksichtigung dieser geometrischen Eigenschaften ermöglicht.