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[en] During the course of steady state NEPTUN investigations, the effects of different design and operating parameters were studied; in particular: The shell design of the above core sturcture, the core power, the number of decay heat exchangers put in operation, the complete flow path blockage at the primary side of the intermediate heat exchangers, and the fluid level in the primary vessel. The findings of the NEPTUN experiments indicate that the decay heat can be safely removed by natural convection. The interwrapper flow makes an essential contribution to that behavior. The decay heat exchangers installed in the upper plenum cause a thermal stratification associated with a pronounced gradient. The vertical extent of the stratification and the quantity of the gradient are depending on the fact whether a permeable or an impermeable shell covers the above core structure. An increase of the core power or a reduction of the number of decay heat exchangers being in operation leads to a higher temperature level in the primary system but does not alter the global temperature distribution. In the case that no coolant enters the inlet windows at the primary side of the intermediate and decay heat exchangers, the core remains coolable as far as the primary vessel is filled with fluid up to a minimum level. Cold water penetrates from the upper plenum into the core and removes the decay heat. The thermal hydraulic computer code FLUTAN was applied for the three-dimensional numerical simulation of the majority of NEPTUN tests reported here. The comparison of computed against experimental data indicates a qualitatively and quantitatively satisfying agreement of the findings with respect to the field of isotherms as well as the temperature profiles in the upper plenum and within the core region of very complex geometry. (orig./HP)
[de]
Die Hauptparameter der stationaeren NEPTUN Untersuchungen sind die Geometrie des Instrumentierungsstopfens, die Kernleistung, die Anzahl der in Betrieb genommenen NWA-Waermetauscher, die vollstaendige Blockade der Stroemungspfade auf der Primaerseite der Zwischenwaeretauscher sowie die Hoehe des Fluidspiegels im Primaersystem. Die Ergebnisse der NEPTUN Experimente zeigen, dass die Nachwaerme sicher durch Naturumlauf abgefuehrt werden kann, wozu das in den Zwischenkastenraeumen zirkulierende Fluid erheblich beitraegt. Die im Oberplenum angeordneten Tauchkuehlter verursachen im Gebiet zwischen ihren Austrittsfenstern und der Oberkante des Kerns eine horizontale thermische Stratifizierung mit einem ausgepraegten Temperaturgradienten. Die vertikale Ausdehnung der Schichtung sowie die Groesse des Temperaturgradienten werden beinflusst durch die Gestaltung des Instrumentierungsstopfens mit durchstroembarer bzw. nicht durchstroembarer Ummantelung. Eine Erhoehung der Kernleistung oder eine Reduzierung der Anzahl der verfuegbaren Tauchkuehler fuehrt zwar zu einer Anhebung des Temperaturniveaus im Primaersystem, nicht aber zu einer Aenderung der globalen Temperaturfelder. Versuche mit versperrten Stroemungspfaden auf der Primaerseite der Zwischenwaereauscher bzw. abgesenktem Fluidspiegel im Primaersystem zeigen, dass die Kuehlbarkeit des Kerns auch dann noch sichergestellt ist, wenn der Fluessigkeitsstand im Tank soweit absinkt, dass zwar kein Kuehlmittel in die Eintrittsoeffnungen der Zwischenwaermetauscher und der Tauchkuehler gelangen kann, der Kern aber mit Fluid bedeckt bleibt. Kaltes Wasser, das vom Oberplenum in den Kern eintritt, bewirkt dessen Kuehlung. Das thermohydraulische Rechenprogramm FLUTAN wird zur drei-dimensionalen Simulation der Mehrzahl der Versuche angewendet. Der Vergleich von numerisch bestimmten Daten mit Messergebnisen fuehrt zu qualitativ und quantitativ zufriedenstellenden Uebereinstimmungen. (orig./HP)Source
Dec 1995; 196 p; ISSN 0947-8620; 