Data report of ROSA/LSTF experiment SB-PV-07; 1% Pressure vessel top break LOCA with accident management actions and gas inflow

ROSA/LSTF実験SB-PV-07データレポート; ガスが流入する条件での1%圧力容器頂部小破断冷却材喪失事故時アクシデントマネジメント策

竹田 武司 

Takeda, Takeshi

LSTFを用いた実験(実験番号:SB-PV-07)が2005年6月9日に行われた。SB-PV-07実験では、PWRの1%圧力容器頂部小破断冷却材喪失事故を模擬した。このとき、高圧注入(HPI)系の全故障と蓄圧注入(ACC)タンクから一次系への非凝縮性ガス(窒素ガス)の流入を仮定した。実験では、上部ヘッドに形成される水位が破断流量に影響を与えることを見出した。一番目のアクシデントマネジメント(AM)策として、手動による両ループのHPI系から低温側配管への冷却材の注入を炉心出口最高温度が623Kに到達した時点で開始した。炉心出口温度の応答が遅くかつ緩慢であるため、燃料棒表面温度は大きく上昇した。AM策に従い、炉心水位が回復して炉心はクエンチした。また、二番目のAM策として、両ループの蒸気発生器(SG)逃し弁開放によるSG二次側減圧を一次系圧力が4MPaに低下した時点で開始したが、SG二次側圧力が一次系圧力に低下するまで一次系減圧に対して有効とならなかった。ACCタンクから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。本報告書は、SB-PV-07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。

Experiment SB-PV-07 was conducted on June 9, 2005 using LSTF. Experiment simulated 1% pressure vessel top small-break LOCA in PWR under total failure of HPI system and nitrogen gas inflow to primary system from ACC tanks. Liquid level in upper-head was found to control break flow rate. Coolant was started to manually inject from HPI system into cold legs as first accident management (AM) action when maximum core exit temperature reached 623 K. Fuel rod surface temperature largely increased because of late and slow response of core exit temperature. SG secondary-side depressurization was initiated by fully opening relief valves as second AM action when primary pressure decreased to 4 MPa. However, second AM action was not effective on primary depressurization until SG secondary-side pressure decreased to primary pressure. Pressure difference became larger between primary and SG secondary sides after ACC tanks started to discharge nitrogen gas.