Review of experimental data for modelling LWR fuel cladding behaviour under loss of coolant accident conditions

DSpace Repository

Review of experimental data for modelling LWR fuel cladding behaviour under loss of coolant accident conditions

Show full item record

Files for download

SKI Research Report
Find Full text
Facebook

Simple item record

Publication Report
Title Review of experimental data for modelling LWR fuel cladding behaviour under loss of coolant accident conditions
Author(s) Massih, Ali R
Date 2007
Editor(s) In de Betou, Jan
English abstract
Extensive range of experiments has been conducted in the past to quantitatively identify and understand the behaviour of fuel rod under loss-of-coolant accident (LOCA) conditions in light water reactors (LWRs). The obtained experimental data provide the basis for the current emergency core cooling system acceptance criteria under LOCA conditions for LWRs. The results of recent experiments indicate that the cladding alloy composition and high burnup effects influence LOCA acceptance criteria margins. In this report, we review some past important and recent experimental results. We first discuss the background to acceptance criteria for LOCA, namely, clad embrittlement phenomenology, clad embrittlement criteria (limitations on maximum clad oxidation and peak clad temperature) and the experimental bases for the criteria. Two broad kinds of test have been carried out under LOCA conditions: (i) Separate effect tests to study clad oxidation, clad deformation and rupture, and zirconium alloy allotropic phase transition during LOCA. (ii) Integral LOCA tests, in which the entire LOCA sequence is simulated on a single rod or a multi-rod array in a fuel bundle, in laboratory or in a test reactor, to study the overall behaviour of fuel rod under LOCA. The separate effect tests and results are discussed and empirical correlations deduced from these tests and quantitative models are conferred. In particular, the impact of niobium in zirconium base clad and hydrogen content of the clad on allotropic phase transformation during LOCA and also the burst stress are discussed. We review some recent LOCA integral test results with emphasis on thermal shock tests. Finally, suggestions for modelling and further evaluation of certain experimental results are made.
Swedish abstract
En mängd olika experiment har utförts tidigare för att kvantifiera och förstå bränslestavars beteende under LOCA (olycka orsakad av kylmedelsförlust) förhållanden i lättvattenreaktorer (LWR). Det experimentellt framtagna underlaget utgör basen för nuvarande acceptanskriterier för härdnödkylsystemet under LOCA förhållanden i LWR. Resultat från experiment under senare tid indikerar att kapslingsrörets legeringssammansättning och förändringar till följd av hög utbränning (högutbränningseffekter) påverkar marginalerna till acceptanskriterierna för LOCA. I denna rapport granskas några äldre viktiga och nyare experimentella resultat. Först diskuteras bakgrunden till acceptanskriterierna för LOCA, nämligen, fenomen som orsakar kapslingsförsprödning, kriterier för kapslingsförsprödning (begränsningar på maximal kapslingsoxidering och maximal kapslingstemperatur) och den experimentella basen för kriterierna. Två typer av omfattande tester har utförts under LOCA förhållanden: (i) Separateffekt tester för undersökning av kapslingsoxidation, kapslingsdeformation och brott, samt zirkoniumlegeringars allotropiska fasövergång under LOCA. (ii) Integrala LOCA tester, i vilka hela LOCA förloppet simuleras (i laboratorium eller i testreaktor) med en enskild stav eller arrangemang med flera stavar i ett bränsleknippe, för att studera det övergripande bränslestavbeteendet under LOCA. Separateffekt tester och resultat diskuteras, samt empiriska korrelationer härledda från dessa tester och kvantitativa modeller visas. Speciellt diskuteras inverkan av niob i zirkonium-bas kapsling och kapslingens väteinnehåll på dess allotropiska fasomvandling under LOCA samt även kapslingens brottspänning. Vidare granskas resultat från några nyare integrala LOCA tester med betoning på termiska chocktester. Avslutningsvis ges förslag på modellering och utvärdering av vissa experimentella resultat.
Link http://www.stralsakerhetsmyndigheten.se/Publikationer/Rapport/Sakerhat-vid-karnkraftverken/2007/200714/ (external link to publication)
Publisher Statens kärnkraftsinspektion
Series/Issue Research Reports;2007-14
ISSN ISSN 1104-1374
Pages 95
Language eng (iso)
Subject(s) LOCA
Reactor fuel cladding
Technology
Research Subject Categories::TECHNOLOGY
Handle http://hdl.handle.net/2043/12432 (link to this page)

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record

Search


Browse

My Account

Statistics