(GRS-629) Modellentwicklung zu Vorgängen im Containment für das GRS-Codesystem AC² (ATHLET / CD / COCOSYS)

C. Spengler, S. Arndt, S. Beck, D. Eschricht, D. Iliev, H. Nowack

In diesem Vorhaben sind die Entwicklungsarbeiten am GRS-Rechencode COCOSYS fortgesetzt worden. Dabei wurden in allen drei COCOSYS-Modulen (Iod- und Spaltprodukte, Thermohydraulik, Ex-Vessel-Schmelze-Verhalten) wesentliche Modellverbesserungen erzielt. Zudem wurde die Kopplung mit ATHLET/ATHLET-CD vertieft, um die Wechsel- und Rückwirkungen zwischen Kühlkreislauf und Containment bei Stör- und Unfallabläufen noch detaillierter berücksichtigen zu können. Seit kurzem werden die Einzelcodes COCOSYS und ATHLET bzw. ATHLET-CD im GRS-Programmpaket AC2 zusammengefasst.

Die Schwerpunkte der Arbeiten lagen auf den folgenden Themenkomplexen:

  • Kopplung mit ATHLET/ATHLET-CD: Bei der Konsolidierung der Kopplung wurde insbesondere eine geeignete Kopplungsmethode spezifiziert und nachfolgend umgesetzt. Weiterhin wurden technische Voraussetzungen geschaffen, um neue Programmversionen im Rahmen des Programmpaketes AC2 an andere Nutzer weitergeben zu können.
  • Aerosol- und Spaltprodukte: Mit Abschluss des Vorhabens wurden die meisten Modelle in die neue Struktur des NewAFP-Moduls überführt. Damit kann auch der Einsatz des AFP-Modells weiter minimiert werden. Der im Vorhaben erreichte Entwicklungsstand erlaubt nun eine Weitergabe von NewAFP als ß-Version an interessierte Organisationen.
  • Thermohydraulik: Aufgrund der Entwicklungsarbeiten können nun Effekte bei Gegenstrombedingungen für Gase in engen Strömungsverbindungen berücksichtigt werden. Weiterhin wurden Modellkorrekturen für das Fluten von Raumbereichen im Containment vorgenommen. Durch Anpassungen des numerischen  Lösungsverfahrens für die Simulation von Wasserfilmen auf heißen Strukturen werden bereits für viele Randbedingungen zufriedenstellende Ergebnisse erzielt.
  • Ex-Vessel-Schmelze-Verhalten: Das CCI-Modul zur Simulation der Schmelze-Beton-Wechselwirkung wurde unter Berücksichtigung neuer experimenteller Daten sowie Rückflüsse aus Anwendungsrechnungen aktualisiert. Darüber hinaus steht nun ein generisches Core-Catcher-Modell zur Verfügung, um diesbezügliche Phänomene bei Anlagen der Generation III+ zu analysieren. Mit der im Vorhaben berechneten Ergebnismatrix zu Dryout-Wärmestromdichten wurden Voraussetzungen geschaffen, um mit COCOSYS die Kühlbarkeit einer Schüttbettkonfiguration bewerten zu können. Weiterhin ist ein Diagnoseverfahren für die Fließfähigkeit einer kompakten Schmelze entwickelt worden.

Neben diesen fachlichen Schwerpunkten hat die GRS ihre internationalen Aktivitäten (Teilnahme an Konferenzen, Mitwirkung in Fachgremien) mit fachlich engem Bezug zum Vorhaben fortgesetzt und den Umstieg auf ein modernes Versionskontrollsystem (GitLab) vorgenommen. Zudem wurden kontinuierlich Qualitätssicherungsarbeiten wie z. B. die Auswertung von Informationsrückflüssen der Anwender der Rechencodes durchgeführt.