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Hagen, S.; Hofmann, P.; Schanz, G.; Sepold, L.
Kernforschungszentrum Karlsruhe GmbH (Germany, F.R.). Hauptabteilung Ingenieurtechnik; Kernforschungszentrum Karlsruhe GmbH (Germany, F.R.). Inst. fuer Material- und Festkoerperforschung; Kernforschungszentrum Karlsruhe GmbH (Germany, F.R.). Projekt Nukleare Sicherheitsforschung1990
Kernforschungszentrum Karlsruhe GmbH (Germany, F.R.). Hauptabteilung Ingenieurtechnik; Kernforschungszentrum Karlsruhe GmbH (Germany, F.R.). Inst. fuer Material- und Festkoerperforschung; Kernforschungszentrum Karlsruhe GmbH (Germany, F.R.). Projekt Nukleare Sicherheitsforschung1990
AbstractAbstract
[en] In the CORA experiments test bundles of usually 16 electrically heated fuel rod simulators and nine unheated rods are subjected to temperature transients of a slow heatup rate in a steam environment. Thus, an accident sequence is simulated, which may develop from a small-break loss-of-coolant accident of an LWR. An aim of CORA-2, as a first test of its kind, was also to gain experience in the test conduct and posttest handling of UO2 specimens. CORA-3 was performed as a high-temperature test. The transient phases of CORA-2 and CORA-3 were initiated with a temperature ramp rate of 1 K/s. The temperature escalation due to the exothermal zircaloy(Zry)-steam reaction started at about 1000deg C, leading the bundles to maximum temperatures of 2000deg C and 2400deg C for tests CORA-2 and CORA-3, respectively. The test bundles resulted in severe oxidation and partial melting of the cladding, fuel dissolution by Zry/UO2 interaction, complete Inconel spacer destruction, and relocation of melts and fragments to lower elevations in the bundle, where extended blockages have formed. In both tests the fuel rod destruction set in together with the formation of initial melts from the Inconel/Zry interaction. The lower Zry spacer acted as a catcher for relocated material. In test CORA-2 the UO2 pellets partially disintegrated into fine particles. This powdering occurred during cooldown. There was no physical disintegration of fuel in test CORA-3. (orig./MM)
[de]
Mit Hilfe der CORA-Versuche sollen die Versagensmechanismen von LWR-Brennelementen im Temperaturbereich bis 2000deg C und in einigen Faellen bis 2400deg C ermittelt werden. Ein Ziel von CORA-2 als erstem UO2-Experiment war es, Erfahrungen bei der Versuchsdurchfuehrung und bei der Abwicklung der Nachuntersuchung zu gewinnen. CORA-3 wurde als Hochtemperaturexperiment durchgefuehrt. Die anfaenglichen Aufheizraten fuer beide Versuche betrugen wie geplant 1 K/s, bis die Temperatureskalation aufgrund der exothermen Zircaloy(Zry)-Wasserdampfreaktion ab ca. 1000deg C einsetzte. Die Hoechsttemperaturen in den Versuchen CORA-2 und CORA-3 betrugen 2000deg C bzw. 2400deg C. Nach den Versuchen zeigten die beiden Versuchsbuendel starke Oxidation und teilweises Schmelzen des Huellmaterials, chemische Aufloesung von Brennstoff durch die Wechselwirkung Zry/UO2, vollstaendige Zerstoerung des Inconel Abstandshalters sowie Umverlagerung von Schmelzmassen und Bruchstuecken in den unteren Teil des Buendels unter Bildung ausgedehnter Blockaden. In beiden Versuchen begann die Stabzerstoerung mit dem Auftreten erster Schmelzen aus der Wechselwirkung Inconel/Zircaloy. Der untere Zry-Abstandshalter fungierte als Auffaenger fuer heruntergefallenes Material. Im Versuch CORA-2 ist waehrend der Abkuehlphase das UO2 teilweise in feines Pulver zerfallen. In CORA-3 hingegen wurde keine Pulverisierung festgestellt. (orig./MM)Primary Subject
Secondary Subject
Source
Sep 1990; 201 p
Record Type
Report
Report Number
Country of publication
ACCIDENTS, ACTINIDE COMPOUNDS, ALLOYS, ALUMINIUM ADDITIONS, CHALCOGENIDES, CHROMIUM ALLOYS, CORROSION RESISTANT ALLOYS, CRYSTAL STRUCTURE, ENRICHED URANIUM REACTORS, FUEL ASSEMBLIES, HEAT RESISTING ALLOYS, INCONEL ALLOYS, IRON ALLOYS, MOLYBDENUM ALLOYS, NICKEL ALLOYS, NICKEL BASE ALLOYS, NIOBIUM ALLOYS, OXIDES, OXYGEN COMPOUNDS, POWER REACTORS, REACTOR ACCIDENTS, REACTORS, THERMAL REACTORS, TITANIUM ADDITIONS, URANIUM COMPOUNDS, URANIUM OXIDES, WATER COOLED REACTORS, WATER MODERATED REACTORS, ZIRCONIUM ALLOYS, ZIRCONIUM BASE ALLOYS
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