Abstract
The safety analysis of medium-sized High-Temperature Reactors (HTR) has to make a statement on the technical basis for the risk during a hypothetical core heat-up accident. The failure of the core heat removal system determines the risk of the HTR. During this accident the liner cooling system is the only active heat sink. There are conceivable accidents during which the core cooling system and the liner cooling system are not available for a considerable time. This paper investigates experimentally and theoretically the possibility of refeeding the liner cooling system and the heat transfer processes of a two-phase flow during a refeeding of the liner cooling system above the saturation temperature. The experiments have shown that even at an initial temperature of 700deg C it is still possible to refeed the liner cooling system without difficulty. Depending on the initial temperature and flow, a steam blockage of the cooling tubes may temporarily occur but this does not interrupt the cooling process. At initial temperatures far above the saturation temperature it is advisable to carry out reflooding with a flow below that of normal operation in order to avoid excessive pressure in the hot tubes and to keep the thermal stress low.
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Kim, D I.
Refeeding of the liner cooling of a medium-size HTR prestressed concrete pressure vessel during a core heat-up accident with failure of the liner cooling; Wiederinbetriebnahme der Linerkuehlung eines mittelgrossen HTR Spannbetondruckbehaelters bei einem Kernaufheizstoerfall mit Ausfall der Linerkuehlung.
Germany: N. p.,
1991.
Web.
Kim, D I.
Refeeding of the liner cooling of a medium-size HTR prestressed concrete pressure vessel during a core heat-up accident with failure of the liner cooling; Wiederinbetriebnahme der Linerkuehlung eines mittelgrossen HTR Spannbetondruckbehaelters bei einem Kernaufheizstoerfall mit Ausfall der Linerkuehlung.
Germany.
Kim, D I.
1991.
"Refeeding of the liner cooling of a medium-size HTR prestressed concrete pressure vessel during a core heat-up accident with failure of the liner cooling; Wiederinbetriebnahme der Linerkuehlung eines mittelgrossen HTR Spannbetondruckbehaelters bei einem Kernaufheizstoerfall mit Ausfall der Linerkuehlung."
Germany.
@misc{etde_10130894,
title = {Refeeding of the liner cooling of a medium-size HTR prestressed concrete pressure vessel during a core heat-up accident with failure of the liner cooling; Wiederinbetriebnahme der Linerkuehlung eines mittelgrossen HTR Spannbetondruckbehaelters bei einem Kernaufheizstoerfall mit Ausfall der Linerkuehlung}
author = {Kim, D I}
abstractNote = {The safety analysis of medium-sized High-Temperature Reactors (HTR) has to make a statement on the technical basis for the risk during a hypothetical core heat-up accident. The failure of the core heat removal system determines the risk of the HTR. During this accident the liner cooling system is the only active heat sink. There are conceivable accidents during which the core cooling system and the liner cooling system are not available for a considerable time. This paper investigates experimentally and theoretically the possibility of refeeding the liner cooling system and the heat transfer processes of a two-phase flow during a refeeding of the liner cooling system above the saturation temperature. The experiments have shown that even at an initial temperature of 700deg C it is still possible to refeed the liner cooling system without difficulty. Depending on the initial temperature and flow, a steam blockage of the cooling tubes may temporarily occur but this does not interrupt the cooling process. At initial temperatures far above the saturation temperature it is advisable to carry out reflooding with a flow below that of normal operation in order to avoid excessive pressure in the hot tubes and to keep the thermal stress low. The SIKADE-2 simulation gave good agreement with the experimental data. The application of the reflooding process to the liner cooling system in the THTR-300 during a core heat-up accident enables one to state that reflooding of the liner cooling system in the cylindrical wall would take about 10 or 20 minutes if refeeding is assumed to start at an initial temperature of 300deg C or 450deg C. (orig.). [Deutsch] Die Sicherheitsforschung fuer Hochtemperaturreaktoren (HTR) mittlerer Leistungsgroesse hat die Aufgabe, eine technisch begruendete Aussage ueber das durch hypothetische Kernaufheizstoerfaelle verursachte Risiko zu machen. Bei diesem HTR bestimmt der Ausfall der Kernkuehlung das Risiko. Bei Ausfall der Reaktorkuehlung stellt das Linerkuehlsystem die einzige aktive Waermesenke dar. Es sind Ereignisablaeufe denkbar, bei denen die Linerkuehlung ueber einen laengeren Zeitraum nicht verfuegbar ist. In Rahmen dieser Arbeit wurden die Wiederbespeisbarkeit und die Waermetransportvorgaenge der Zweiphasenstroemung waehrend der Wiederbespeisung des Linerkuehlsystems bei Ausgangstemperaturen oberhalb der Siedetemperatur experimentell und theoretisch untersucht. Die Experimente haben gezeigt, dass die Wiederbespeisung auch bei einer Ausgangstemperatur von 700deg C noch problemlos moeglich ist. Es koennen, je nach Ausgangstemperatur und Durchfluss, voruebergehende Dampfblockage der Kuehlrohre auftreten, der Abkuehlvorgang wird dadurch aber nicht unterbrochen. Bei Ausgangstemperaturen weit oberhalb der Siedetemperatur ist eine Wiederbespeisung mit gegenueber dem Normalbetrieb reduziertem Durchfluss ratsam, um zu hohe Druecke in den heissen Rohren zu vermeiden und die Waermespannung niedrig zu halten. Die Nachrechnung der Versuche mit SIKADE-2 ergab eine gute Uebereinstimmung mit den Experimentdaten. Die Anwendung auf den Auffuellvorgang des Linerkuehlsystems in THTR-300 bei einem Kernaufheizstoerfall erlaubt die Aussage, dass das Auffuellen des Linerkuehlsystems im zylindrischen Wandbereich etwa 10 min bzw. 20 min dauern wuerde, wenn man von einer Ausgangstemperatur von 300deg C bzw. 450deg C bei der Wiederbespeisung ausgeht. (orig.).}
place = {Germany}
year = {1991}
month = {Nov}
}
title = {Refeeding of the liner cooling of a medium-size HTR prestressed concrete pressure vessel during a core heat-up accident with failure of the liner cooling; Wiederinbetriebnahme der Linerkuehlung eines mittelgrossen HTR Spannbetondruckbehaelters bei einem Kernaufheizstoerfall mit Ausfall der Linerkuehlung}
author = {Kim, D I}
abstractNote = {The safety analysis of medium-sized High-Temperature Reactors (HTR) has to make a statement on the technical basis for the risk during a hypothetical core heat-up accident. The failure of the core heat removal system determines the risk of the HTR. During this accident the liner cooling system is the only active heat sink. There are conceivable accidents during which the core cooling system and the liner cooling system are not available for a considerable time. This paper investigates experimentally and theoretically the possibility of refeeding the liner cooling system and the heat transfer processes of a two-phase flow during a refeeding of the liner cooling system above the saturation temperature. The experiments have shown that even at an initial temperature of 700deg C it is still possible to refeed the liner cooling system without difficulty. Depending on the initial temperature and flow, a steam blockage of the cooling tubes may temporarily occur but this does not interrupt the cooling process. At initial temperatures far above the saturation temperature it is advisable to carry out reflooding with a flow below that of normal operation in order to avoid excessive pressure in the hot tubes and to keep the thermal stress low. The SIKADE-2 simulation gave good agreement with the experimental data. The application of the reflooding process to the liner cooling system in the THTR-300 during a core heat-up accident enables one to state that reflooding of the liner cooling system in the cylindrical wall would take about 10 or 20 minutes if refeeding is assumed to start at an initial temperature of 300deg C or 450deg C. (orig.). [Deutsch] Die Sicherheitsforschung fuer Hochtemperaturreaktoren (HTR) mittlerer Leistungsgroesse hat die Aufgabe, eine technisch begruendete Aussage ueber das durch hypothetische Kernaufheizstoerfaelle verursachte Risiko zu machen. Bei diesem HTR bestimmt der Ausfall der Kernkuehlung das Risiko. Bei Ausfall der Reaktorkuehlung stellt das Linerkuehlsystem die einzige aktive Waermesenke dar. Es sind Ereignisablaeufe denkbar, bei denen die Linerkuehlung ueber einen laengeren Zeitraum nicht verfuegbar ist. In Rahmen dieser Arbeit wurden die Wiederbespeisbarkeit und die Waermetransportvorgaenge der Zweiphasenstroemung waehrend der Wiederbespeisung des Linerkuehlsystems bei Ausgangstemperaturen oberhalb der Siedetemperatur experimentell und theoretisch untersucht. Die Experimente haben gezeigt, dass die Wiederbespeisung auch bei einer Ausgangstemperatur von 700deg C noch problemlos moeglich ist. Es koennen, je nach Ausgangstemperatur und Durchfluss, voruebergehende Dampfblockage der Kuehlrohre auftreten, der Abkuehlvorgang wird dadurch aber nicht unterbrochen. Bei Ausgangstemperaturen weit oberhalb der Siedetemperatur ist eine Wiederbespeisung mit gegenueber dem Normalbetrieb reduziertem Durchfluss ratsam, um zu hohe Druecke in den heissen Rohren zu vermeiden und die Waermespannung niedrig zu halten. Die Nachrechnung der Versuche mit SIKADE-2 ergab eine gute Uebereinstimmung mit den Experimentdaten. Die Anwendung auf den Auffuellvorgang des Linerkuehlsystems in THTR-300 bei einem Kernaufheizstoerfall erlaubt die Aussage, dass das Auffuellen des Linerkuehlsystems im zylindrischen Wandbereich etwa 10 min bzw. 20 min dauern wuerde, wenn man von einer Ausgangstemperatur von 300deg C bzw. 450deg C bei der Wiederbespeisung ausgeht. (orig.).}
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