EUBORA: Concerted action on boron dilution experiments

• Research unit: EU RFP
• Project number: 98.0157

Key words (English)

Pressurized water reactor; boric acid reactivity control; inadvertent boron dilution events

Alternative project number (English)

EU project number: FI4S-CT98-0056

Research programs (English)

EU-programme: 4. Frame Research Programme - 5.2 Nuclear fission safety

Short description (German)

Siehe Abstract

Further information (English)

Full name of research-institution/enterprise:
Paul Scherrer Institut PSI
Nuclear energy and safety research department

Partners and International Organizations (German)

FORTUM, STUK, (FIN); CEA, EDF, IPSN, (F); VATTENFALL, KTH, (S); SIEMENS-KWU, GRS, FZR, (D); AEAT, (UK); TRACTEBEL, (B); NRG, (NL); PAKS, (HU); NRI, (CZR); GIDROPRESS, (RU)

Abstract (German)

In Druckwasserreaktoren (DWR) wird dem Primärkreiskühlmittel Borsäure als löslicher Neutronenabsorber beigemischt. Die Hauptfunktionen der Borsäure bei der Reaktivitätskontrolle sind einerseits die Kompensation für Brennstoffabbrand und Xenonvergiftung während des Normalbetriebes und anderseits die Sicherstellung der verlangten Unterkritikalität beim abgeschalteten Reaktor. Wird unterstellt, dass ein teilweise verdünnter oder vollständig borfreier Strömungspfropfen in den Kern eines DWRs gelangt, würde dies zu einem unerwünschten Anstieg der Reaktorleistung führen und dadurch die Integrität des Kerns möglicherweise gefährden. Es ist daher notwendig zu zeigen, dass keines der denkbaren Borverdünnungs-Szenarien zu einer Beschädigung des Reaktorkerns führt. Zielsetzung von EUBORA war die Abklärung der Bedürfnisse für ein gemeinsames Europäisches Forschungsprogramm zur Validierung der Berechnungsmethoden für Transport und Vermischung von verdünnten oder borfreien Strömungspfropfen im Primärkreislauf eines DWR. Der wichtigste inhärente Sicherheitsmechanismus zur Milderung der Folgen einer Borverdünnung ist die Vermischung des Kühlmittels während des Transportes zum und im Reaktorkern. Es wurde festgestellt, dass 3-D Computerprogramme ein geeignetes und leistungsfähiges Instrument für die detaillierte Berechnung solcher Vermischungsvorgänge sind. Diese sogenannten Computational Fluid Dynamics (CFD) Codes werden daher weiter an Bedeutung gewinnen. Die Validierung der CFD Codes und insbesondere auch der verwendeten Vermischungsmodelle ist noch nicht abgeschlossen. Obwohl schon eine Reihe von Borverdünnungs-Experimenten in den bestehenden Versuchsanlagen durchgeführt wurden, besteht noch in verschiedenen Bereichen ein Defizit an Daten für die abschliessende Validierung der Codes und Modelle. Da die meisten der existierenden Versuchsanlagen im Massstab 1:5 gebaut sind, fehlen insbesondere Daten von grossmassstäblichen Experimenten. Aus diesem Grund wurde auch die Machbarkeit eines Borverdünnungsexperimentes im Masstab 1:2 in der PANDA Versuchsanlage des PSI untersucht. Die im Rahmen der EUBORA Concerted Action erarbeiteten Erkentnisse und Empfehlungen sind in einem Schlussbericht dokumentiert.

References in databases (English)

Swiss Database: Euro-DB of the
State Secretariat for Education and Research
Hallwylstrasse 4
CH-3003 Berne, Switzerland
Tel. [phone]
Swiss Project-Number: 98.0157