Sensitivity analysis of core slumping and alternative water injection in Fukushima Nuclear Power Plant Unit 3 accident

Li, X. ; 佐藤 一憲 ; 山路 哲史*

Li, X.; Sato, Ikken; Yamaji, Akifumi*

本研究は、MELCOR 2.2コードを用いて福島第一原子力発電所事故(1F)3号機のモデリングの不確かさおよび感度パラメータの把握を目的とする。3号機の圧力逃し弁(SRV)機能および代替注水(AWI)に関する感度調査を行った。現在のMELCORのモデル化の仮定では、1F 3号機のRPV圧力履歴を最もよく再現する条件は6つのSRVが開いていることを示唆した。ADSの運用中はこの弁は開になっており、主要な炉心燃料の下部プレナム落下が起きた3月13日12:00(SCRAMから約45:20時間後)の時点で弁は開のままであった。下部ヘッド破損に関しては、現在のMELCORモデリングにおけるLarson-Millerクリープ破断モデルによる下部ヘッド破損時間の予測には依然として大きな不確かさがある。下部ヘッド破損のタイミングは、下部プレナム内の水の量およびデブリの全体的なドライアウト状態と必ずしも直接的な相関が見られない。

This study aims at identifying the modeling uncertainties and addressing the sensitivity parameters in Fukushima Daiichi Nuclear Power Station Accident (1F) Unit 3 with MELCOR 2.2 code. Sensitivity studies have been performed on the safety relief valve (SRV) functioning and alternative water injection (AWI) in Unit 3. With the current modelling assumptions in MELCOR, the best-reproduced RPV pressure history of 1F Unit 3 suggested that 6 SRVs should have been open during ADS operation and they remained open when the major core slumping took place at ca. 12:00 on March 13th (ca. 45:20 h after SCRAM). As for lower head failure, there is still large uncertainty in predicting lower head failure time with Larson-Miller creep rupture model in the current MELCOR modeling. The lower head failure timing is not necessarily positively correlated with the amount of water and overall dryout condition of the debris in the lower plenum.