Assessment of RELAP5MOD2 Cycle 36.04 using LOFT Intermediate Break Experiment L5-1

LOFT중형 냉각재 상실 사고 모사 실험 자료 L5-1을 이용한 RELAP5/MOD2 Cycle 36.04 코드 평가

The LOFT intermediate break experiment L5-1, which simulates 12 inch diameter ECC line break in a typical PWR, has been analyzed using the reactor thermal/hydraulic analysis code RELAP5/MOD2, Cycle 36.04. The base calculation, which modeled the core with single flow channel and two heat structures without using the options of reflood and gap conductance model, has been successfully completed and compared with experimental data. Sensitivity studies were carried out to investigate the effects of nodalization at reactor vessel and core modeling on major thermal hydraulic parameters, especially on peak cladding temperature(PCT). These sensitivity items are : single flow channel and single heat structure (Case A), two flow channel and two heat structures (Case B), reflood option added (Case C) and both reflood and gap conductance options added (Case D). The code, RELAP5/MOD2 Cycle 36.04 with the base modeling, predicted the key parameters of LOFT IBLOCA Test L5-1 better than Cases A,B,C and D. Thus, it is concluded that the single flow channel modeling for core is better than the two flow channel modeling and two heat structure is also better than single heat structure modeling to predict PCT at the central fuel rods. It is, therefore, recommended to use the reflood option and not to use gap conductance option for this L5-1 type IBLOCA.

전형적 PWR 비상노심냉각계통에서의 12 inch 파단사고에 대응하는 LOFT 중형냉각재 상실사고 모사 실험 자료 L5-1을 이용하여 RELAP5/MOD2 Cycle 36.04 전산코드의 평가가 수행되었다. 평가 근거는 기준 코드와 nodalization에 의한 계산 결과가 L5-1 실험 결과와 잘 일치하는지, 추가적인 민감도 분석 연구로는 이중 노심 유로 및 열적 모델을 고려하고 model 민감도 분석으로는 reflood, gap conductance option 사용 여부에 따른 피복재 온도에 미치는 영향을 관찰하였다. 기준 계산 결과 기준 모델이 L5-1 현상을 대체로 잘 모사하였으나, 피복재가 천천히 가열되고 주변 부위의 피복재 온도가 과대하게 예견되었다. 민감도 분석 결과 단일 열적 모델이 피복재 가열 시작을 10초개선 하였고, 이중 유로 모델이 주변 온도를 20K 개선하였으나 최대 피복재 온도는 기준 계산시 보다 정확치 못하였으므로, 기준 모델인 단일 유로, 이중 열적 구조 그리고 reflood option은 사용하고 gap conductance option은 사용치 않는 것이 코드의 중형 냉각재 상실사고 해석시 피복재 온도 관찰의 관점에서 바람직하다.