HPLWR-reaktorin transienttianalyysit SMABRE ja APROS systeemikoodeilla Malla Seppälä ja Joona Kurki NETNUC/GEN4FIN-tapaaminen 3.4.2009.

Esitys aiheesta: "HPLWR-reaktorin transienttianalyysit SMABRE ja APROS systeemikoodeilla Malla Seppälä ja Joona Kurki NETNUC/GEN4FIN-tapaaminen 3.4.2009."— Esityksen transkriptio:

1 HPLWR-reaktorin transienttianalyysit SMABRE ja APROS systeemikoodeilla Malla Seppälä ja Joona Kurki NETNUC/GEN4FIN-tapaaminen 3.4.2009

2 2 Esityksen sisältö HPLWR-reaktorin erityispiirteet HPLWR2-projekti Simulaatiomallit SMABRE ja APROS koodeille Transienttianalyysit: syöttövedenmenetys höyryputkenkatko Tulevaisuuden suunnitelmat

3 3 HPLWR-reaktorin erityispiirteet HPLWR = High Performance Light Water Reactor Jäähdytteenä ja moderaattorina ylikriittisessä paineessa (25 MPa) oleva vesi Syöttäveden 50%/50% jako downcomeriin ja ylätilaan ”Three pass core” Moderaattorivesi kulkee sydämen läpi moderaattorikanavissa (alaspäin) ja tämän jälkeen uudestaan polttoainenippujen välissä (ylöspäin) ja lopuksi heijastimen läpi (alaspäin) Jäähdyte syötetään suoraan turbiineille, kuten BWR:ssa

4 4 HPLWR2-projekti (09/2006-03/2010) Work packages: WP1 – Design & Integration WP2 – Core WP3 – Safety WP4 – Materials WP5 – Heat Transfer WP6 – Education & Dissemination WP7 - Management WP3 – Safety: PSI: RELAP5KFKI: ATHLET-KIKO3D CEA: CATHAREVTT: SMABRE & APROS

5 5 SMABREn simulaatiomalli Paineastian sisus mallinnettu tarkasti Syöttovesi- ja höyrylinjaa mallinnettu jonkin verran Ei neutroniikkaa Tehojakauma saatu unkarilaisten laskuista Lämmönsiirto jäähdytekanavista moderaattorikanaviin ja ”gap veteen”

6 6 APROS-simulaatiomalli Vastaa SMABRE-mallia paineastian osalta Höyrylinjat mallinnettu suojarakennuksen seinälle asti Ei neutroniikkaa Lämmönsiirto sydänkanavista gap- ja moderaattorikanaviin

7 7 Transienttianalyysit (1) SMABRElla analysoitiin HPLWR:n käyttäytymistä tilanteissa, missä syöttövesi menetetään kokonaan. Tilanne on epärealistinen, mutta sen avulla pystytään alustavasti tutkimaan mm. sitä, kuinka nopeasti varalla oleva pumppu tulee saada käyntiin, jos jokin pumpuista menetetään. Syöttöveden määrää vähennettiin lineaarisesti nollaan saakka käyttäen erilaisia vähenemisnopeuksia ja reaktoripikasulku tapahtui 1s sen jälkeen kun syöttöveden määrä lähti pienenemään. Jokaisen tapauksen kohdalla tutkittiin myös, kuinka pitkään pikasulku voi viivästyä ilman, että suojakuoren lämpötila nousee yli 620 °C, mikä on suojakuoren lämpötilan raja normaalikäytössä.

8 8

9 9 Transienttianalyysit (2) APROSilla laskettiin höyrylinjan katkeamisonnettomuus (MSLB) Tapahtumien kulku Yksi höyrylinjoista katkeaa ennen MSI-venttiiliä. Paineastian paine purkautuu reiän kautta, reaktorin säätösauvat työnnetään sisään ja MSI-venttiilit suljetaan. Paineastian sisääntulovirtaus pysy vakiona kunnes syöttövesitankki on tyhjä. Syöttöveden lämpötila putoaa alkuperäisestä 280 asteesta 150 asteeseen. Aktiivinen hätäjäähdytysjärjestelmä alkaa injektoida kylmää vettä paineastian sisääntuloon, kun paine putoaa 6,0 MPa:iin

10 10 MSLB case 2: Results

11 11 MSLB case 2: Results

12 12 Jatkosuunnitelmat Seuraavaksi mallinnukseen lisätään neutroniikka: Syöttöveden menetystapauksia aiotaan laskea SMABRElla käyttäen sen pistekinetiikkaa Yhdistetty TRAB-3D/SMABRE –koodi (3D neutroniikka, 1D termohydrauliikka) otetaan käyttöön tarkoituksena laskea reaktiivisuustransientteja Myös APROSiin lisätään 3D-neutroniikka (työn alla), ja sitä aiotaan käyttää TRAB-3D/SMABREn ohella reaktiivisuusanalyyseihin HPLWR2-projekti päättyy maaliskuussa 2010. Uusi projekti on suunnitteilla.