Similarity solutions, KATS-experiments and CORFLOW results

Abstract

The current concept of the EPR (European Pressurised Water Reactor) relies on a sufficiently homogeneous spreading of the melt in order to ensure its coolability after a passive initiation of flooding by water. The conditions under which a complete spreading can be expected are the subject of current theoretical and experimental results.

The CORFLOW code allows to treat three-dimensional non-isothermal free surface flow. The influence of cooling on the spreading is modelled by a temperature dependent viscosity. The increase of the viscosity in the thermal boundary layer of the melt can eventually lead to a stop of the melt front. The experimental findings from the KATS series are analysed and CORFLOW results are presented. In addition the available similarity solutions are also used to validate the CORFLOW code.

Selbstähnliche Lösungen, KATS-Experimente und CORFLOW Validierung

Zusammenfassung

Das Konzept des EPR (European Pressurized Water Reactor) basiert auf einer ausreichend homogenen Ausbreitung der Kernschmelze, um deren Kühlung durch ein passiv ausgelöstes Fluten mit Wasser zu gewährleisten. Die Bedingungen, unter denen eine vollständige Ausbreitung zu erwarten ist, sind Gegenstand theoretischer als auch experimenteller Untersuchungen.

Das CORFLOW-Rechenprogramm behandelt dreidimensionale Strömungen mit einer freien Oberfläche. Der Einfluß der Kühlung auf die Ausbreitung wird durch eine temperaturabhängige Viskosität beschrieben. Der Anstieg der Viskosität in der thermischen Grenzschicht, die sich in der Schmelze ausbildet, kann zum Anhalten der Ausbreitungsfront führen. Die experimentellen Ergebnisse der KATS-Experimente werden analysiert und die CORFLOW-Rechenergebnisse dargestellt. Zusätzlich wird CORFLOW anhand von vorhandenen selbstähnlichen Lösungen validiert.