Forschungszentrum Karlsruhe - Wissenschaftliche Berichte - FZKA 6426
Validation
of the Reflood Model of the RELAP5/MOD3.2.2Gamma using Experimental Data from
the Integral Facility LOFT LP-LB-1
Víctor
Hugo Sánchez-Espinoza
Abstract
In
the framework of the Code Assessment and Maintenance Program (CAMP) of the US
Nuclear Regulatory Commission (NRC) the RELAP5 code system is being validated
at Forschungszentrum Karlsruhe (FZK). The validation work is focused on the
assessment of the RELAP5-reflood model.
The data
obtained from the integral test LOFT-LP-LB-1 is used to validate the
RELAP5-reflood model implemented in the version RELAP5/MOD3.2.2Gamma
(322Gamma). The test LP-LB-1 simulates a double-ended, off-set shear of the
cold leg of a Pressurized Water Reactor (PWR) coincident with the loss of
off-site power.
A post-test
calculation of the LOFT-test was performed using a model developed at Paul
Scherrer Institut (PSI) for RELAP5. Results of these investigations are
presented and discussed in this report.
Based on the
predictions with the original version 322Gamma it can be stated that the
overall system behaviour and the core thermal response are reasonable predicted
by RELAP5. The reflooding process is qualitatively well predicted by this code
version. The cladding temperature in several bundle elevation are closer to
measured data compared to the ones of earlier versions. But PSI-model tends to
under-predict the rewetting temperature due to the use of the empirical Weisman
correlation to determine the transition boiling heat transfer.
Therefore
the FZK-transition boiling correlation was implemented in the original version
instead of the Weisman model (code version 322Gamma+FZK). Recalculations of the
LP-LB-1 test with the version 322Gamma+FZK showed that the rewetting
temperature in all axial elevations better fits with experimental data now.
Qualifizierung des Flutmodells im RELAP5/MOD3.2.2Gamma
unter Verwendung experimenteller Daten aus der Integralanlage LOFT LP-LB-1
Zusammenfassung
Im Rahmen des internationalen Code Assessment and
Maintenance (CAMP) Programms der US Nuclear Regulatory Commission (NRC) wird
das Thermohydraulik-Programm RELAP5 am Forschungszentrum Karlsruhe (FZK)
umfassend qualifiziert. Diese Arbeiten konzentrieren sich auf die
Qualifizierung des RELAP5-Flutmodells.
Die an der integralen LOFT-Versuchsanlage, Test
LP-LB-1 gewonnenen Daten werden zur Validierung des in RELAP5/MOD3.2.2Gamma
(322Gamma) implementierten Flutmodells herangezogen. Dieser LP-LB-1-Versuch
simuliert einen 2F-Bruch im kalten Strang der Hauptkühlmittelleitung eines
Druckwasserreaktors (DWR) bei gleichzeitigem Ausfall der
Eigenenergieversorgung.
Zur Nachrechnung des LOFT-Versuches wurde ein am Paul
Scherrer Institut (PSI) für RELAP5 entwickeltes Modell verwendet. Ergebnisse
dieser Untersuchungen werden in diesem Bericht vorgestellt und diskutiert.
Aufgrund der mit der ursprünglichen Version 322Gamma
durchgeführten Nachrechnung kann festgestellt werden, dass das System- und
Kernverhalten in angemessener Weise simuliert wurde. Der Flutprozess wird
qualitativ gut gegenüber früheren Codeversionen beschrieben. Die berechnete
Hüllrohrtemperatur stimmt in mehreren Bündelhöhen gut mit den Messdaten überein.
Dennoch tendiert das PSI-Flutmodell, bedingt durch die Verwendung der
empirischen Weisman-Korrelation für die Bestimmung des Wärmeübergangs im
Übergangssiedensbereich, zur Unterschätzung der Wiederbenetzungstemperatur.
Daher wurde das FZK-Übergangssiedemodell anstelle der
Weisman-Korrelation in die ursprüngliche RELAP5-Version implementiert (neue
Version 322Gamma+FZK). Die erneute Nachrechung des LP-LB-1-Versuches mit der
322Gamma+FZK-Version zeigte, dass die berechnete Wiederbenetzungstemperatur in allen
axialen Maschen besser mit den experimentellen Daten übereinstimmt.
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