Published May 1991 | Version v1
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THIBO experiments. Experiments on thermohydraulically induced fuel rod oscillations in a sodium flow

Description

The KNK II in Karlsruhe experienced fuel element damage which could not be traced back to hydraulically excited vibrations. Instead, some indications pointed to low-frequency fuel rod oscillations caused by temperature differences over the circumference of the fuel rod as a result of the high specific rod power and the clearance of fuel rods in their spacers. In 1988, specific experiments were started in the sodium loop of the IMF III to investigate this phenomenon (THIBO experiments). The rod movements were made visible and detected in a reproducible way. In 1989, another series of tests, THIBO II, have been run in a second test section. In this case, the cooling channel area was reduced so much that the thermohydraulic conditions very closely approximate those existing in the KNK II reactor. The experiments have shown that fuel rods may start moving already at relatively low sodium temperature increase and low partial loads, respectively, even if the rod clearance in the spacer was set to realistically low levels. (orig.)

Availability note (English)

MF available from INIS under the Report Number.

Abstract (German)

Im KNK II-Reaktor in Karlsruhe sind Brennelementschaeden aufgetreten, die nicht mit hydraulisch angeregten Vibrationen erklaerbar sind. Es gab vielmehr Hinweise dafuer, dass niederfrequente Brennstaboszillationen auftreten. Ursachen hierfuer sind Temperaturunterschiede am Brennstabumfang bedingt durch die hohe spezifische Stableistung und das Spiel der Brennstaebe in den Abstandshaltern. Zur Untersuchung dieses Phaenomens wurden im Jahr 1988 gezielte Experimente im Natrium-Loop des IMF III (THIBO-Experimente) aufgenommen. Die Stabbewegung konnte in reproduzierbarer Weise sichtbar gemacht und nachgewiesen werden. 1989 wurde mit einer zweiten Teststrecke eine weitere Testserie THIBO II durchgefuehrt. Dabei wurde die Kuehlkanalflaeche soweit verringert, dass die thermohydraulischen Verhaeltnisse denen im KNK II-Reaktor sehr nahe kommen. Die Experimente haben gezeigt, dass Brennstaebe schon bei relativ kleinen Natriumaufheizspannen bzw. bei geringer Teillast in Bewegung geraten koennen, auch wenn das Stabspiel im Abstandshalter auf realistisch kleine Werte eingestellt ist. (orig.)

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33 p.
Report number
KFK--4798