Forschungszentrum Karlsruhe - Wissenschaftliche Berichte - FZKA 6683

Technische Beschreibung der Testanlage SUCOT zur Untersuchung einer Wasser /Wasserdampf Zweiphasenströmung

M. Daubner, G. Janssens-Maenhout, J.U. Knebel

Zusammenfassung
Im Rahmen des POOLTHY Projekts der Europäischen Union (Euratom Fourth Framework Programme Kennzeichen FJ4J-CT95-0003) wurde ein aktiv/passives Konzept (SUCO-Programm) zur Beherrschung der Nachwärmeabfuhr nach einem potentiellen Kernschmelzunfall in einem evolutionären Leichtwasserreaktor untersucht. Das Konzept sieht eine stabile Ausbreitung der Kernschmelze im Reaktorsumpf und deren Kühlung von oben mit Sumpfwasser vor. Die experimentellen Arbeiten wurden in der dafür entwickelten und am Institut für Kernund Energietechnik (IKET) gebauten Testanlage SUCOT durchgeführt.

Der Bericht gibt einen Überblick über das SUCO-Programm und die Ähnlichkeitsskalierung, die zur Auslegung der Testanlage SUCOT verwendet wurde. Es wird eine detaillierte technische Beschreibung der Testanlage SUCOT gegeben, die zur Untersuchung der durch Naturkonvektion angetriebenen Zweiphasenströmung im Reaktorsumpf und der auftretenden Phänomene des Strömungssiedens, der dispersen Blasenströmung mit und ohne Phasenübergang und des Geysering betrieben wurde. Die wesentlichen Komponenten der Testanlage, die drei Kreislaufsysteme und die Instrumentierung werden beschrieben.

Abschließend wird ein Ausblick für eine weitere Anwendung der erzielten Erkenntnisse gegeben.

Technical Description of the Test Section SUCOT to Investigate a Water / Steam Two-Phase Flow

Abstract
Within the POOLTHY Project of the European Union (Euratom Fourth Framework Programme contract FJ4J-CT95-0003) an active/passive concept (SUCOProgramme) was investigated which controls the heat removal after a potential core melt-down accident in an evolutionary light water reactor by spreading and stabilising the core melt in the reactor sump and flooding the melt with sump water from above. The experiments were performed in the test facility SUCOT which was designed and erected at the Institute for Nuclear and Energy Technologies (IKET).

The report gives an overview on the SUCO-Programme and the scaling analysis, which was applied to design the test facility SUCOT. A detailed technical description of the test facility SUCOT is given, in which the natural circulation driven two-phase flow within the reactor sump and relevant phenomena such as flow boiling, disperse bubbly flow with and without mass transfer, and geysering are investigated. The major components of the test facility, the three-loop system and the instrumentation are described.

Finally, a perspective for future application of the gained knowledge is given.

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