Accessible Requires Authentication Published by De Gruyter December 9, 2017

New finite element-based modeling of reactor core support plate failure

Neue Finite-Elemente-basierte Modellierung der Reaktorgitterplatte
T. Hajas, P. Pandazis, L. Lovász and B. Babcsán
From the journal Kerntechnik

Abstract

ATHLET-CD is the severe accident module of the code system AC2 that is designed to simulate the core degradation phenomena including fission product release and transport in the reactor circuit, as well as the late phase processes in the lower plenum. In case of a severe accident degradation of the reactor core occurs, the fuel assemblies start to melt. The evolution of such processes is usually accompanied with the failure of the core support plate and relocation of the molten core to the lower plenum. Currently, the criterion for the failure of the support plate applied by ATHLET-CD is a user-defined signal which can be a specific time or process variable like mass, temperature, etc. A new method, based on FEM approach, was developed that could lead in the future to a more realistic criterion for the failure of the core support plate. This paper presents the basic idea and theory of this new method as well as preliminary verification calculations and an outlook on the planned future development.

Kurzfassung

ATHLET-CD ist ein Modul des Codesystems AC2, welches entwickelt wurde, um die Phänomene während eines schweren Störfalls zu simulieren: Kernzerstörung, Spaltproduktfreisetzung und Transport sowie Phänomene im unteren Plenum. Während eines schweren Störfalls können die Brennstäbe abschmelzen, so dass die dadurch entstehende große thermische und mechanische Belastung nach einer gewissen Zeit auch zum Versagen der Kerngitterplatte führen kann. Wegen dieses Versagens verlagert sich der angesammelte Schmelze in das untere Plenum. In der aktuellen Version von AC2 ist das Versagen der Kerngitterplatte durch ein benutzerabhängiges Temperatur- oder Zeitsignal gesteuert. Eine neue Methode, basierend auf dem FEM-Ansatz, wurde entwickelt, die in Zukunft das Versagen der Kerngitterplatte realistischer berechnen kann. In diesem Artikel werden die Grundidee und die ersten Testrechnungen der neuen Methode präsentiert und das weitere Vorgehen dargestellt.


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Received: 2017-09-25
Published Online: 2017-12-09
Published in Print: 2017-12-18

© 2017, Carl Hanser Verlag, München