Accessible Requires Authentication Published by De Gruyter October 4, 2019

Thermal-hydraulic insights during a main steam line break in a generic PWR KONVOI reactor with ATHLET 3.1A

ATHLET 3.1A Berechnungen zum Frischdampfleitungsbruch in einem generischen PWR KONVOI-Reaktor
E. Diaz Pescador, F. Schäfer and S. Kliem
From the journal Kerntechnik

Abstract

The present paper gathers the main insights obtained during the numerical simulation of a 10 % main steam line break (MSLB) in a generic German PWR KONVOI reactor with the thermal-hydraulic system code ATHLET 3.1A. The contents of this paper are focused first on the transient thermal-hydraulic calculation during affected steam generator (SG) 1 boil-off and subsequently on the multidimensional fluid mixing study of the overcooled water stream and the coolant in the reactor pressure vessel. With this aim, the boundary conditions from the test PKL G3.1, carried out at the PKL test facility in the framework of the OECD/PKL-II project, are implemented in the simulation over the plant nominal parameters from the KONVOI reactor. The thermal-hydraulic and fluid mixing results obtained in the simulations are qualitatively assessed against suitable experimental data from the PKL and ROCOM test facilities, showing a good agreement between simulation and test behaviour.

Kurzfassung

Im Beitrag werden die wesentlichen Ergebnisse einer numerischen Simulation eines 10 %igen Hauptdampfleitungsbruchs (MSLB) in einem generischen deutschen PWR KONVOI-Reaktor mit dem thermohydraulischen Systemcode ATHLET 3.1A zusammengefasst. Dieser Beitrag befasst sich zunächst mit der transienten thermohydraulischen Berechnung während des Abdampfens des betroffenen Dampferzeugers (SG) 1. Daran anschließend werden Untersuchungen zur mehrdimensionalen Mischung verschiedener Fluide, d.h. der Mischung des unterkühlten Wasserstroms und des Kühlmittels im Reaktordruckbehälter, betrachtet. Zu diesem Zweck werden die Randbedingungen aus dem Test PKL G3.1, der auf der PKL-Prüfanlage im Rahmen des OECD/PKL-II-Projekts durchgeführt wurde, in die Simulation als Anfangs- und Randbedingungen über die Nennwerte eines KONVOI-Reaktors übertragen. Die in den Simulationen erzielten Ergebnisse werden qualitativ mit geeigneten experimentellen Daten aus den PKL- und ROCOM-Testanlagen verglichen. Sie zeigen eine gute Übereinstimmung zwischen Simulation und Experiment.


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References

1 Lerchl, G.; Austregesilo, H.; Schöffel, P.; von der Cron, D.; Weyermann, F.: ATHLET 3.1 User's Manual. Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS), GRS-P-1/Vol. 1 Rev. 7, March 2016 Search in Google Scholar

2 Austregesilo, H.; Bals, C.; Hora, A.; Lerchl, G.; Romstedt, P.; Schöffel, P.; von der Cron, D.; Weyermann, F.: ATHLET 3.1A Models and Methods. Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS), GRS-P-1/Vol. 3 Rev. 4, March 2016 Search in Google Scholar

3 Dennhardt, L.: Test Report PKL III G3.1. AREVA NP GmbH, Erlangen, October 2011 Search in Google Scholar

4 Kliem, S.; Franz, R.: OECD PKL2 Project-Final Report on the ROCOM tests. Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) Institute Report HZDR\FWO\2012\03, July 2012 Search in Google Scholar

5 EU Stress test National Report of Germany. Implementation of the EU Stress Tests in Germany. Federal Ministry for the Environment, Nature Conservation and Nuclear Safety, 2011 Search in Google Scholar

6 Hertlein, R.; Umminger, K.; Kliem, S.; Prasser, H.-M.; Höhne, T.; Weiss, F.-P.: Experimental and Numerical Investigation of Boron Dilution Transients in Pressurized Water Reactors. Nuclear Technology141 (2003) 8810710.13182/NT03-A3353 Search in Google Scholar

7 Kliem, S.; Prasser, H.-M.; Sühnel, T.; Weiss, F.-P.; Hansen, A.: Experimental determination of the boron concentration distribution in the primary circuit of a PWR after a postulated cold leg small break loss-of-coolant-accident with cold leg safety injection. Nucl. Eng. Design238 (2008) 1788180110.1016/j.nucengdes.2007.10.016 Search in Google Scholar

Received: 2019-01-25
Published Online: 2019-10-04
Published in Print: 2019-10-14

© 2019, Carl Hanser Verlag, München