Effect of spacer grid mixing vanes on coolant outlet temperature distribution Translated title: Einfluss von Mischungsfahnen an Abstandshaltern auf die Temperaturverteilung des Kühlmittels am Austritt

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.