Forschungszentrum Karlsruhe - Wissenschaftliche Berichte – FZKA 7086
Analytical Support for the Preparation of Bundle Test
QUENCH-10 on Air Ingress
Ch. Homann, W. Hering,
J. Birchley, T. Haste
Abstract
Bundle test QUENCH-10
is dedicated to study air ingress with subsequent water quench during a
supposed accident in a spent fuel storage tank. It was proposed by AEKI,
Budapest, Hungary and was performed on 21 July 2004 in the QUENCH facility at
Forschungszentrum Karlsruhe. Preparation of the test is based on common
analytical work at Forschungszentrum Karlsruhe and Paul Scherrer Institut,
Villigen, Switzerland, mainly with the severe accident codes SCDAP/RELAP5 and
MELCOR, to derive the protocol for the essential test phases, namely
pre-oxidation, air ingress and quench phase. For issues that could not be
tackled by this computational work, suggestions for the test conduct were made
and applied during the test. Improvements of the experimental set-up and the
test conduct were suggested and largely applied. In SCDAP/RELAP5, an error was
found: for thick oxide scales, the output value of the oxide scale is sensibly
underestimated. For the aims of the test preparation, its consequences could be
taken into account.
Together with the
related computational and other analytical support by the engaged institutions
the test is co-financed as test QUENCH-L1 by the European Community under the
Euratom Fifth Framework Programme on Nuclear Fission Safety 1998 – 2002 (LACOMERA
Project, contract No. FIR1-CT2002-40158).
Analytische
Unterstützung für die Vorbereitung des Bündeltests QUENCH-10 zum Lufteinbruch
Zusammenfassung
Der Bündel-Versuch
QUENCH-10 dient der Untersuchung eines Lufteinbruches mit nachfolgendem
Abschrecken des Bündels mit Wasser in einem angenommenen Unfall in einem
Lagerbecken für abgebrannte Brennelemente. Er wurde von AEKI, Budapest, Ungarn,
vorgeschlagen und am 21. Juli 2004 in der QUENCH-Anlage im Forschungszentrum Karlsruhe
durchgeführt. Analytische Arbeiten zur Festlegung der wichtigen Versuchsphasen
Voroxidation, Lufteinbruch und Abschrecken beruhen auf einer gemeinsamen Arbeit
des Forschungszentrums Karlsruhe und des Paul Scherrer Instituts, Villigen,
Schweiz, vor allem mit den Rechenprogrammen SCDAP/RELAP5 und MELCOR zur
Beschreibung von schweren Störfällen. Für Fragen, die nicht durch diese
Rechnungen lösbar waren, wurden Vorschläge zur Versuchsdurchführung gemacht und
im Versuch angewandt. Verbesserungen im experimentellen Bereich wurden
vorgeschlagen und zu einem großen Teil umgesetzt. In SCDAP/RELAP5 wurde ein
Programmfehler gefunden: bei großen Oxidschichtdicken wird der Ausgabewert der
Oxidschichtdicke deutlich unterschätzt. Für die Belange der Testvorbereitung
konnten seine Auswirkungen abgeschätzt werden.
Zusammen mit der
zugehörigen analytischen Unterstützung durch die beteiligten Einrichtungen
wurde er als Test QUENCH-L1 im 5. Rahmenprogramm der Euratom zur Sicherheit der
Kernspaltung 1998 – 2002 (Projekt LACOMERA, Vertragsnummer
FIR1-CT2002-40158) teilweise durch die Europäische Union finanziert.
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