Data report of ROSA/LSTF experiment SB-HL-12; 1% Hot leg break LOCA with SG depressurization and gas inflow

ROSA/LSTF実験SB-HL-12データレポート; ガスが流入する条件での1%高温側配管小破断冷却材喪失事故時蒸気発生器減圧

竹田 武司 

Takeda, Takeshi

LSTFを用いた実験(実験番号: SB-HL-12)が1998年2月24日に行われた。SB-HL-12実験では、PWRの1%高温側配管小破断冷却材喪失事故を模擬した。このとき、高圧注入系の全故障とともに、蓄圧注入系(ACC)タンクからの非凝縮性ガス(窒素ガス)の流入を仮定した。また、アクシデントマネジメント(AM)策として両ループの蒸気発生器(SG)逃し弁全開による減圧を燃料棒表面最高温度が600Kに到達直後に開始した。一回目のボイルオフによる炉心露出に起因したAM策開始後、一次系圧力は低下したため、炉心二相混合水位は上昇し、燃料棒表面温度は635Kまでの上昇にとどまった。低温側配管内でのACC水と蒸気の凝縮に誘発されたループシールクリアリング(LSC)前に、二回目のボイルオフによる炉心露出が生じた。LSC後速やかに炉心水位は回復し、燃料棒表面温度は696Kまでの上昇にとどまった。窒素ガスの流入開始後、一次系とSG二次側の圧力差が大きくなった。SG伝熱管でのリフラックス凝縮時に、三回目のボイルオフによる炉心露出が生じ、燃料棒表面最高温度が908Kを超えた。本報告書は、SB-HL-12実験の手順、条件および実験で観察された主な結果をまとめたものである。

The SB-HL-12 test simulated PWR 1% hot leg SBLOCA under assumptions of total failure of HPI system and non-condensable gas (nitrogen gas) inflow. SG depressurization by fully opening relief valves in both SGs as AM action was initiated immediately after maximum fuel rod surface temperature reached 600 K. After AM action due to first core uncovery by core boil-off, the primary pressure decreased, causing core mixture level swell. The fuel rod surface temperature then increased up to 635 K. Second core uncovery by core boil-off took place before LSC induced by steam condensation on ACC coolant injected into cold legs. The core liquid level recovered rapidly after LSC. The fuel rod surface temperature then increased up to 696 K. The pressure difference became larger between the primary and SG secondary sides after nitrogen gas inflow. Third core uncovery by core boil-off occurred during reflux condensation. The maximum fuel rod surface temperature exceeded 908 K.