(GRS-678) Weiterführende Forschungsarbeiten zum HD-Kernschmelzablauf in einem DWR durch Kopplung eines CFD-Schleifenmodells mit ATHLET-CD

Für Druckwasserreaktoren (DWR) mit stehenden U-Rohr-Dampferzeugern kann bei Hochdruck (HD)-Kernschmelzabläufen und durch Wasser isolierten Pumpenbögen eine freie Konvektionsströmung innerhalb der Dampferzeuger-Heizrohre mit einer gleichzeitigen geschichteten Gasgegenströmung in den heißen Strängen auftreten, die in ihrer Gesamtheit zu einer höheren thermischen Belastung einzelner Heizrohre führt. Im BMUV-Vorläufervorhaben 3614R01307 wurde dieses Phänomen mit einem eigenständigen Modell des CFD-Programmes „Ansys CFX“ untersucht. Dort konnte das Phänomen für eine generische DWR-Referenzanlage anhand eines postulierten hypothetischen HD-Kernschmelzablaufes ausgehend vom einleitenden Ereignis Station-Blackout mit Ausfall der primärseitigen Druckentlastung, was für die DWR-Referenzanlage einen sehr unwahrscheinlichen Ereignisablauf darstellt, nachgewiesen werden. Ferner wurde die höhere thermische Belastung einiger Heizrohre quantifiziert.

Da das im Vorläufervorhaben entwickelte „Stand-alone“-Modell einige vereinfachende Annahmen sowohl bei der Modellierung als auch bei der Simulation aufwies, wird im Rahmen der hier dokumentierten Forschungsarbeiten, die im Rahmen des BMUV-Vorhabens 4719R01376 durchgeführt worden sind, das CFD-Modell erweitert und direkt mit dem „ATHLET-CD“-Teil des Anlagenmodells der DWR-Referenzanlage gekoppelt.