Published May 1987 | Version v1
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Experiments and correlations of pressure loss coefficients for hexagonal arranged rod bundles (P/D > 1.02) with helical wire spacers in laminar and turbulent flows

Description

Advanced pressurized water reactors as well as sodium cooled fast reactors, in their breeding and absorber elements, use tightly packed rod bundles with hexagonally arranged rods. Helical wires or helical fins serve as spacers. The pressure loss coefficients of twelve bundles with helical wires were determined systematically in water experiments. High measuring accuracy was achieved by very precise fabrication of the bundles and the shroud as well as by investigations of the proper measuring techniques. The results show a dependency of the loss coefficients on the Reynolds number and on the P/D and H/D ratios of the bundles. These results together with available systematic experimental results of investigations at P/D > 1.1 were used to develop a correlation to determine the pressure loss coefficients of tightly and widely packed hexagonally arranged rod bundles with helical wire spacers. These correlations were used to recalculate and compare results of pressure loss investigations found in the literature; good agreement was demonstrated. Hence, calculation methods exist for a broad range of applications to determine the pressure loss coefficients of hexagonally arranged rod bundles with helical wires for spacers. (orig./HP)

Availability note (English)

MF available from INIS under the Report Number.

Abstract (German)

Fuer Brennelemente eines fortgeschrittenen Druckwasserreaktors sowie Brut- und Absorberelemente von schnellen natriumgekuehlten Reaktoren werden Buendel mit engen Stabpackungen benoetigt, die hexagonale Stabanordnungen aufweisen. Zur Abstandshalterung im Buendelverbund dienen vorwiegend Draehte oder Rippen. Druckverlustbeiwerte von 12 Buendeln mit Drahtabstandshalter wurden systematisch in Wasserstroemung ermittelt. Die Druckverlustbeiwerte zeigen im laminaren wie im turbulenten Stroemungsbereich eine Abhaengigkeit von den P/D- und H/D-Verhaeltnissen sowie von den Reynolds-Zahlen. Eine hohe Genauigkeit der Messergebnisse wurde durch praezise Herstellung der Buendel und des Kastens sowie durch Untersuchungen zur geeigneten Messtechnik erreicht. Unter Einbeziehung von Ergebnissen aus systematischen Druckverlust-Untersuchungen an Buendeln mit weiten Stabpackungen wurden Korrelationen zur Berechnung der Druckverlustbeiwerte erstellt. Diese Korrelationen wurden zusaetzlich an in der Literatur verfuegbaren Einzelergebnissen getestet. Die Uebereinstimmung von Mess- und Rechenwerten ist gut. Damit sind fuer einen weiten Anwendungsbereich Beziehungen verfuegbar zur Bestimmung der Druckverluste von Buendeln mit Wendeldraht-Abstandshaltern. (orig./HP)

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Imprint Pagination
63 p.
Report number
KFK--4038