Accessible Requires Authentication Published by De Gruyter October 4, 2019

Analysis of the melt spreading and MCCI during the ex-vessel phase of a severe accident in WWER-1000

Analyse der Schmelzeausbreitung und der Schmelze-Beton-Wechselwirkung (MCCI) während der Ex-Vessel-Phase eines Kernschmelzunfalls in einem WWER-1000
N. Rijova, V. Saraeva, K. Gantchev, I. Bakalov, H. Wolff and S. Arndt
From the journal Kerntechnik

Abstract

The paper presents analysis results of melt spreading and core-concrete interactions in the containment of a WWER-1000 plant during the ex-vessel phase of a severe accident. The failure of the vessel takes place 8 h 35 min after the initiation of the accident. It has been assumed that the whole area of the containment floor is available for spreading, i.e. the door between the reactor cavity and the main part of the containment is not locked. The melt flow rate from the reactor pressure vessel was used as a boundary condition. The simulation of the melt spreading was performed with the LAVA code. The calculated spreading area varies from 60 to 100 m2 depending on the assumed values of the melt properties. The results from the LAVA calculations were used in parallel for COCOSYS and MELCOR calculations to study the core-concrete interactions. From the analyses it turned out: a larger spreading area leads to a faster cooling of the melt in the initial period of the accident, but in the long term the temperatures are the same. 60 h after start of the ex-vessel phase, the melt is not stabilised.

Kurzfassung

Dieser Beitrag stellt Ergebnisse von Rechnungen zur Schmelzeausbreitung und zur Schmelze-Beton-Wechselwirkung im Containment einer WWER-1000-Anlage während der Ex-Vesselphase eines schweren Unfalls vor. Dabei versagt der Reaktordruckbehälter 8 Stunden 35 Minuten nach dem Beginn des Unfalls. Es wurde angenommen, dass der gesamte Bereich des Containment-Bodens für die Ausbreitung der Schmelze zur Verfügung steht, d.h. die Tür zwischen der Reaktorgrube und dem Hauptteil des Containments ist nicht verriegelt. Als Randbedingung wurde der Massenstrom der Schmelze aus dem Reaktordruckbehälter heraus verwendet. Die Berechnung der Schmelzeausbreitung erfolgte mit dem Programm LAVA. Die berechnete Ausbreitungsfläche variiert zwischen 60 und 100 m2 in Abhängigkeit von den angenommenen Schmelzeeigenschaften. Die Ergebnisse der LAVA-Berechnungen gingen als Anfangs- und Randbedingungen in die anschließenden Berechnungen mit den Programmen COCOSYS und MELCOR ein. Mit diesen wurden die Schmelze-Beton-Wechselwirkungen berechnet. Diese Rechnungen zeigten, dass ein größerer Ausbreitungsbereich zu einer schnelleren Abkühlung der Schmelze in der Anfangsphase des Unfalls führt. Langfristig verschwindet der Einfluss der Ausbreitungsfläche, d.h. die berechneten Temperaturen sind gleich. Es zeigt sich, dass 60 Stunden nach Beginn der Ex-Vesselphase die Schmelze noch nicht stabilisiert ist.


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Received: 2019-01-28
Published Online: 2019-10-04
Published in Print: 2019-10-14

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