Experimentelle Untersuchungen zum thermohydraulischen Verhalten der Heizrohre liegender Dampferzeuger von Kernkraftwerken mit WWER unter Stoerfallbedingungen Abschlussbericht

The final report documents the results of experiments performed at the HORUS I and II test facilities within the scope of the BMFT-project no. 1500857/9 'Experimental Investigations of the Thermohydraulic Behaviour of Tubes in Horizontal Steam Generators under accident conditions for NPP with VVER-Reactors'. The experiments aimed to investigate the integral condensate mass flow and it's flow direction in a heater tube of VVER-steam generators under decay heat conditions (two phase flow during SBLOCA). The scientific tasks, the construction of the HORUS test facilities, the instrumentation and the data acquisition system are described first followed by a general representation of the experimental conditions and the experimental run. The results of measured parameters are represented and discussed. The realized experiments turned out to be able to verify the condensation models in the ATHLET-computer code. The experiments were also able to prove the accident behaviour during the two phase flow natural circulation under SBLOCA conditions in the horizontal tubes. The results of the experiments demonstrated that no return flow of condensate occured into the inlet collector as soon as the heater tubes were totally filled with steam. In this case it can be assumed that the natural circulation continues in the primary system. Slightly raised U-tubes accelerated and slightly lowered U-tubes delayed the condensation process. When the U-tube was nearly completely filled with water a return flow into the hot collector was determined because of the small condensation length in the entry section of the U-tube. A refill of the hot loop seal may occur under these conditions. The dosage of nitrogen with small quantities (1... 5%) deteriorated the heat transfer from the primary to the secondary side in the entry section of the heater tube. There wasn't noticed an influence of the heat transfer in the other tube sections. (orig.)Dieser Bericht dokumentiert die Ergebnisse, die an den Versuchsanlagen HORUS I und HORUS II der Hochschule fuer Technik, Wirtschaft und Sozialwesen Zittau/Goerlitz (FH) im Rahmen des BMFT-Projektes Nr. 150 0857/9 'Experimentelle Untersuchungen zum thermohydraulischen Verhalten der Heizrohre liegender Dampferzeuger von Kernkraftwerken mit WWER unter Stoerfallbedingungen' durchgefuehrt wurden. Die Experimente hatten das Ziel, den integralen Kondensatanfall und die Richtung des ablaufenden Kondensats im Regime Dampfkondensation im Bereich der Nachzerfallswaerme in den Heizrohren liegender Dampferzeuger des Reaktortyps WWER zu untersuchen. Nach einer einfuehrenden Erlaeuterung der Aufgabenstellung, werden die eingesetzten Versuchsstaende HORUS I und HORUS II und die dazugehoerenden Neben- und Hilfsanlagen beschrieben. Ausfuehrlich wird auf die verwendete Messtechnik und die zum Einsatz gekommenen Datenerfassungsanlagen eingegangen. Es folgt eine allgemeine Darstellung der Versuchsbedingungen und des Versuchsablaufs. Die Ergebnisse von Messdaten und abgeleiteten Parametern werden dargestellt und diskutiert. Es hat sich gezeigt, dass die durchgefuehrten Einzeleffektexperimente hinsichtlich der Verifikation von Teilmodellen in ATHLET sehr gut geeignet sind und Aussagen zum Stoerfallverhalten waehrend des zweiphasigen Naturumlaufes bei kleinen Leckstoerfaellen liefern koennen. Fuer alle Versuchgruppen hat sich herausgestellt, dass auf Grund des Kondensationsverhaltens bei quasistationaeren Naturumlaufbedingungen im primaerseitig vollstaendig mit Dampf bespeisten Heizrohr auch bei geringsten Stroemungsgeschwindigkeiten kein Kondensat in den Eintrittssammler zurueckstroemt. Damit kann von einer Aufrechterhaltung des zweiphasigen Naturumlaufes ausgegangen werden. (orig.)SIGLEAvailable from TIB Hannover: RR 6720(61202-10)+a / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekBundesministerium fuer Forschung und Technologie (BMFT), Bonn (Germany)DEGerman