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Sepold, L.; Hofmann, P.; Homann, C.
Forschungszentrum Karlsruhe GmbH Technik und Umwelt (Germany). Inst. fuer Materialforschung; Forschungszentrum Karlsruhe GmbH Technik und Umwelt (Germany). Inst. fuer Reaktorsicherheit; Forschungszentrum Karlsruhe GmbH Technik und Umwelt (Germany). Programm Nukleare Sicherheitsforschung; Russian Academy of Sciences, Moscow (Russian Federation). Inst. of Nuclear Safety2002
Forschungszentrum Karlsruhe GmbH Technik und Umwelt (Germany). Inst. fuer Materialforschung; Forschungszentrum Karlsruhe GmbH Technik und Umwelt (Germany). Inst. fuer Reaktorsicherheit; Forschungszentrum Karlsruhe GmbH Technik und Umwelt (Germany). Programm Nukleare Sicherheitsforschung; Russian Academy of Sciences, Moscow (Russian Federation). Inst. of Nuclear Safety2002
AbstractAbstract
[en] The QUENCH experiments are to investigate the hydrogen source term that results from the water injection into an uncovered core of a light-water reactor (LWR). The test bundle is made of 21 fuel rod simulators with a length of approximately 2.5 m. 20 fuel rod simulators are heated over a length of 1024 mm, the one unheated fuel rod simulator is located in the center of the test bundle. Heating is carried out electrically using 6-mm-diameter tungsten heating elements installed in the center of the rods and surrounded by annular ZrO2 pellets. The rod cladding is identical to that used in LWRs: Zircaloy-4, 10.75 mm outside diameter, 0.725 mm wall thickness. The test bundle is instrumented with thermocouples attached to the cladding and the shroud at 17 different elevations with an axial distance between the thermocouples of 100 mm. During the entire test up to the cooldown phase, superheated steam together with the argon as carrier gas enters the test bundle at the bottom end and leaves the test section at the top together with the hydrogen that is produced in the zirconium-steam reaction. The hydrogen is analyzed by three different instruments: two mass spectrometers and a ''Caldos 7 G'' hydrogen measuring device (based on the principle of heat conductivity). Part I of this report describes the results of test QUENCH-04 performed in the QUENCH test facility at the Forschungszentrum Karlsruhe on June 30, 1999. The objective of the experiment QUENCH-04 was to investigate the reaction of the non-preoxidized rod cladding on cooldown by steam rather than quenching by water. Part II of the present report deals with the results of the SVECHA/QUENCH (S/Q) code application to the FZK QUENCH bundle tests. The adaptation of the S/Q code to such kind of calculations is described. The numerical procedure of the recalculation of the temperature test data, and the preparation for the S/Q code input is presented. In particular, the results of the QUENCH-01 and QUENCH-04 test simulations are discussed. (orig.)
[de]
In den QUENCH-Versuchen soll der Wasserstoffquellterm bei der Einspeisung von Notkuehlwasser in einen trockenen, ueberhitzten Reaktorkern eines Leichtwasserreaktors (LWR) ermittelt werden. Das QUENCH-Testbuendel ist mit 21 Brennstabsimulatoren bestueckt und hat eine Gesamtlaenge von ca. 2,50 m. 20 Brennstabsimulatoren sind auf einer Laenge von 1024 mm beheizt, der Zentralstab ist unbeheizt. Als Heizer werden Wolfram-Staebe von 6 mm Durchmesser verwendet, die im Zentrum der Brennstabsimulatoren angeordnet und von ZrO2-Ringtabletten umgeben sind. Die Stabhuellen sind identisch mit LWR-Huellrohren: Zircaloy-4, 10,75 mm Aussendurchmesser und 0,725 mm Wanddicke. Testbuendel und Shroud sind mit Thermoelementen instrumentiert. Sie sind auf 17 Messebenen im Abstand von 100 mm angeordnet. Waehrend des gesamten Tests bis zur Abkuehlphase wird ueberhitzter Dampf zusammen mit Argon als Traegergas am unteren Ende in die Teststrecke eingespeist und verlaesst diese zusammen mit dem Wasserstoff, der sich durch die Zirkonium-Dampf-Reaktion gebildet hat, am oberen Ende. Der Wasserstoff wird mit Hilfe von drei Messgeraeten analysiert: zwei Massenspektrometer und ein ''Caldos-7G''-Analysegeraet (Waermeleitfaehigkeits-Messprinzip). In Teil I dieses Berichts sind die Ergebnisse des Experiments QUENCH-04, das am 30. Juni 1999 in der QUENCH-Versuchsanlage des Forschungszentrums Karlsruhe durchgefuehrt wurde, beschrieben. Ziel des Versuchs QUENCH-04 war die Untersuchung des Verhaltens von nicht voroxidierten LWR-Brennstaeben waehrend der Kuehlung eines Brennstabbuendels mit Dampf anstelle von Wasser. Teil II dieses Berichts behandelt die Ergebnisse der Anwendung des SVECHA/QUENCH (S/Q)-Rechenprogramms auf die Ergebnisse der FZK-QUENCH-Experimente. Die Angleichung des S/Q-Rechenprogramms an diese Art von Rechnungen wird beschrieben. Die numerische Behandlung der Nachrechnung der Temperatur-Versuchsdaten und die Anfertigung der S/Q-Programm-Eingabe werden praesentiert. Insbesondere werden die Ergebnisse bezueblich der Versuche QUENCH-01 and QUENCH-04 diskutiert. (orig.)Primary Subject
Source
Apr 2002; 227 p; ISSN 0947-8620; ; Available from TIB Hannover: ZA 5141(6412)
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