Passive BWR Integral LOCA Testing at the Karlstein Test Facility INKA

摘要

KERENA is an innovative AREVA GmbH boiling water reactor (BWR) with passive safety systems (Generation Ⅲ+). In order to verify the functionality of the reactor design an experimental validation program was executed. Therefore the INKA (Integral Teststand Karlstein) test facility was designed and erected. It is a mockup of the BWR containment, with integrated pressure suppression system. While the scaling of the passive components and the levels match the original values, the volume scaling of the containment compartments is approximately 1:24. The storage capacity of the test facility pressure vessel corresponds to approximately 1/6 of the KERENA RPV and is supplied by a benson boiler with a thermal power of 22 MW. In March 2013 the first integral test - Main Steam Line Break (MSLB) - was executed. The test measured the combined response of the passive safety systems to the postulated initiating event. The main goal was to demonstrate the ability of the passive systems to ensure core coverage, decay heat removal and to maintain the containment within defined limits. The results of the test showed that the passive safety systems are capable to bring the plant to stable conditions meeting all required safety targets with sufficient margins. Therefore the test verified the function of those components and the interplay between them. The test proved that INKA is an unique test facility, capable to perform integral tests of passive safety concepts under plant-like conditions.%KERENA ist ein Generation Ⅲ+Siedewasserreaktor mit passiven Sicherheitseinrichtungen der Firma AREVA GmbH. Zur Überprüfung des Störfallverhaltens des Reaktors wurde ein experimentelles Validierungsprogramm am hierfür errichteten INKA (Integral Teststand Karlstein) Teststand durchgeführt. Der Teststand ist ein Modell des Sicherheitsbehälters (SHB) mit integriertem Druckabbausystem. Die Komponenten sowie die Höhenverhältnisse sind im Orginal-maßstab vorhanden, die Volumina sind mit dem Faktor 1:24 skaliert. Als Druckgefäß der Anlage hat eine Speicherkapazität, die ca. 1/6 des KERENA Druckgefäßes entspricht und der von einem Benson Kessel mit einer therm. Leistung von 22 MW versorgt wird. Im März 2013 wurde das erste Störfallexperiment - „Frischdampfleitungsbruch" mit passiven Sicherheitseinrichtungen am INKA durchgeführt. Dabei wurde das Zusammenspiel der passiven Sicherheitssysteme des Reaktors untersucht. Ziel des Tests war es zu zeigen, dass die passiven Sicherheitseinrichtungen in ihrem Wechselspiel in der Lage sind die Anlage in einen sicheren und stabilen Zustand zu überführen und dabei die Schutzziele, wie Kernüberdeckung und Nachzerfallswärme-Abfuhr unter allen Umständen einzuhalten. Die Testergebnisse weisen die Funktionsfähigkeit der einzelnen Systeme, sowie deren Wechselwirkung nach. Der Test ist damit weltweit der erste integrale Funktionsnachweis eines passiven Sicherheitskonzeptes in anlagennaher Skalierung und realen ther-mohydraulischen Randbedingungen.