ML20116K213: Difference between revisions

From kanterella
Jump to navigation Jump to search
(StriderTol Bot insert)
 
(StriderTol Bot change)
 
Line 17: Line 17:


=Text=
=Text=
{{#Wiki_filter:}}
{{#Wiki_filter:-
XN -NF-84-21 REVISION 2 SUPPLEMENT 2 DONALD C. COOK UNIT 2 CYCLE 5 57 STEAM GENERATOR TUBE PLUGGING LIMITING BREAK LOCA-ECCS ANALYSIS:
K LZ) CURVE APRIL 1985 RICHLAND,WA 99352 ERON NUCLEAR COMPANY,INC.
lBR'R88aR8i88ll46
 
v    -
9%  c' >
XN-NF-84-21                  -
Revision 2                  -
Supplement 2                        .
Issue Date: 4/18/85 s
DONALD C. COOK UNIT 2 CYCLE 5 5% STEAM GENERATOR TUBE PLUGGING LIMITING BREAK LOCA-ECCS ANALYSIS: K(Z) CURVE
                                                                                                            'l Contributor:      M. J. Ades                                  -
Prepared by:                              7%
                                                                          // //4, //f              -
T. Tahvili                                                    _
PWR Safety Analysis Reviewed by:                            $3((~        '//l'l//(
6    S.' Holm, Manag i-PWR Safety Anal      is e      Approve:                                f$              inn /
: 7. B. StouK Managsr
                                                                            -fb 7// J '
Licensinge& Safety Engineering Approve:                              ./        ,_ n k 4                                              13.F.'Ossley/ Manager Reload Licensing Approve:                                        d        2      MoIr
                                              . J. V. Morgan, Manager C.as'tomer Services Engineering Approve:
G'.'
                                                          -[        2, L. Ritter, Manager Y[/7/f(
Fuel Engineering & Technical Services naa ERON        \ UC _EA 1 CO V 3AN Y, \ C.
 
di    <g 4
NUCLEAR REGULATORY COMMISSION DISCLAIMER IMPORTANT NOTICE REGARDING CONTENTS AND USE OF THIS DOCUMENT PLEASE READ CAREFULLY This technica: repcrt was derived through research and development programs sponsored by Exxon Nuclear Company, Inc. It is being sub-mitted by Exxon Nuclear to the USNRC as part of a technical contri-                                                                                      ,
bution to facilitate safety analyses by licensees of the USNRC which utilize Exxon Nuclear-fabricated reload fuel or other technical services provided by Exxon Nuclear for licht water power reactors and it is true and correct to the best of Exxon Nuclear's knowledge, information, and belief. The information contained herein may be used by the USNRC                                                                              -
in its review of this report, and by licensees or applicants before the                                                                              -
USNRC which are customers of Exxon Nuclear in their demonstration of comoliance with the USNRC's regulations.
                                                                                                                                                          \
Without de ogating from the foregoing, neither Exxon Nuclear ror any person acting on its behalf:
A. Makes any warranty, express or implied, with respect to the accuracy, completeness, or usefulness of the infor-mation contained in this document, or that the use of any information, apparatus, method, or process disclosed in this docurnent will not infringe privately owned rights; or B.      Asiumes any liabilities with respect to the use of, or for darrages resulting from the use of, any information, ap-paratus, method, or process disclosed in this document.
J XN- NF. F00, 766
 
i        XN-NF-84-21 Revision 2 Supplement 2 TABLE OF CONTENTS Section                                                                                                                                    Page
 
==1.0                          INTRODUCTION==
..........................................                                                        1 2.0                         
 
==SUMMARY==
...............................................                                                        2 3.0 .                      ANALYSIS RESULTS ......................................                                                          5 3.1 LOCA ANALYSIS MODEL ..............................                                                        5 3.2 K(Z) DETERMINATION ...............................                                                        6
 
==4.0                          CONCLUSION==
S ...........................................                                                      33
 
==5.0                          REFERENCES==
............................................                                                      34 I
(.
[      - -
 
ii            XN-NF-84-21 Revision 2 Supplement 2 LIST OF TABLES Table                                                              Page 2.1    D.C. Cook Unit 2 K(Z) Determination Results .............. 3 3.1    Donald C. Cook Unit 2 System Input Parameters ............ 9 3.2    1.0 DECLG Break Analysis Parameters ...................... 10 o
l -
_____.m_____.__.--__.m
 
iii                XN-NF-84-21
                            .                            Revision 2 Supplement 2 LIST OF FIGURES Figure                                                                Page 2.1    0.C. Cook Unit 2; K(Z) - Normalized F0(Z) as a Function of Core Height for ENC Fuel.................      4 3.1 D.C.CookUnit2Fh(Z)Distributionsusedin LOCA-ECCS Analysis ....................................... 11 3.2    D.C.CookUnit2Fh(Z)-LOCA-ECCSAnalysisLimit........            12 3.3    Heat Transfer Coefficient During Blowdown Period at PCT Node,1.0 DECLG Break, BOC, Axial Offset of +9.0% ................................................. 13 3.4    Clad Surface Temperature during Blowdown Period at PCT Node, 1.0 DECLG Break, B0C, Axial Offset of +9.0% ................................................. 14 3.5    Depth of Metal-Water Reaction during Blowdown Period at PCT Node, 1.0 DECLG Break, B0C, Axial Offset of +9.0% .......................................... 15 3.6    Average Fuel Temperature during Blowdown Period at PCT Node, 1.0 DECLG Break, 80C,' Axial Offset of +9.0% ................................................. 16 3.7    Hot Channel Average Quality, Center Volume, 1.0 DECLG Break, 80C, Axial Offset of +9.0% .............. 17 3.8    Reflood Core Mixture Level, 1.0 DECLG Break, B0C, Axial Offset of +9.0% .............. 18 i 3.9    Reflood Downcomer Mixture Level, l        1.0 DECLG Break, B0C, Axial Offset of +9.0% .............. 19 3.10  Reflood Upper Plenum Pressure, 1.0 DECLG Break, BOC, Axial Offset of +9.0% .............. 20 3.11  Core Reflooding Rate, 1.0 ":CLG Break, BOC, Axial Offset of +9.0% ............................... 21 1
3.12  T00DEE2 Cladding Temperature versus Time, 1.0 DECLG Break, B0C, Axial Offset of +9.0% .............. 22 l 3.13  Heat Transfer Coefficient 0; ring Blowdown Period at PCT Node, 1.0 DECLG Break, E0C, Axial Offset of +3.2% ................................................. 23 1
 
iv                                            XN-NF-84-21            l Revision 2 Supplement 2 LIST OF FIGURES (Cont.)
l i
Figure                                                                                                    Page  ,
3.14    Clad Surface Temperature during Blowdown Period at PCT Node, 1.0 DECLG Break, E0C, Axial Offset of +3.2% .................................................                                      24 3.15    Depth of Metal-Water Reaction during Blowdown Period at PCT Node, 1.0 DECLG Break, E0C, Axial Offset of +3.2% ..........................................                                      25 3.16    Average Fuel Temperature during Blowdown Period at PCT Node,1.0 DECLG Break, E0C, Axial Offset of +3.2% .................................................                                      26 3.17    Hot Channel Average Quality, Center Volume, 1.0 DECLG Break, E0C, Axial Offset of +3.2% ..............                                      27 3.18    Reflood Core Mixture Level, 1.0 DECLG Break, EOC, Axial Offset of +3.2% ..............                                      28 3.19    Reflood Downcomer Mixture Level, 1.0 DECLG Break, EOC, Axial Offset of +3.2% ..............                                      29 3.20    Reflood Upper Plenum Pressure, 1.0 DECLG Break, E0C, Axial Offset of +3.2% ..............                                      30 3.21    Core Reflooding Rate, 1.0 DECLG Break, E0C , Ax i al Of f set of + 3. 2% . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 3.22  . T000EE2 Cladding Temperature versus Time, 1.0 DECLG Break, E0C, Axial Offset of +3.2% ..............                                      32 l
l l
l l
E
 
XN-NF-84-21 Revision 2 Supplement 2
 
==1.0 INTRODUCTION==
 
This report documents the results of a large break LOCA-ECCS analysis performed to determine the axial dependence of permissible limits on power 7
peaking, i.e., the K(Z) curve.
i A large break LOCA-ECCS analysis for the Cycle 5 operation of the D.C.
Cook Unit 2 reactor at 3425 MWt with ENC fuel was performed and reported in July 1984.(1) This previous analysis addressed only cosine axial power dis-tributions. The results presented in Reference 1 were performed for the previously identified limiting break using the EXEM/PWR(2) ECCS models. An earlier report (3) presented analytical results for a spectrum of postulated large break LOCAs. The limiting break was identified as the 1.0 Double Ended Cold Leg Guillotine (DECLG) break.
The calculations presented in this report are updates to the earlier report (14) with upskew axial power distributions for determiniation of K(Z) curve. The analysis made use of ENC's EXEM/PWR(2) ECCS models as discussed in Reference 1 with one exception: the revised FLECHT.-based heat transfer l correlations were used as reported in Reference 4. The difference between the
! analysis herein and that of Reference 14 is that the upskew power distri-I butions are for higher peak kw/ft values. TheK(Z)curvewhichissupported by this analysis has greater values in the upper core elevations than that supported by the prev _ious analysis.
 
2                  XN-NF-84                                                              Revision 2 Supplement 2 2.0
 
==SUMMARY==
 
A large break LOCA-ECCS analysis has been performed to determine the axial dependence of permissible limits on power peaking, K(Z).        The axial dependence of the power peaking limit is denoted K(Z) and is- defined as K(Z) =
FQ(Z)/ max Fn(Z), where Fg(Z) is the maximum peaking allowed at any elevation Z. The upper portion of K(Z) curve represents the small break LOCAs which is based upon the current Linear Heat Generation Rate (LHGR) limits presented in, the D.C. Cook Unit 2 Technical Specification.
The determin: tion of the limits on power peaking versus axial location from the large break LOCA-ECCS analysis is based on three power distributions:
a center peaked chopped cosine power distribution; a power distribution representative of the largest axial offset- (+9%) anticipated at BOC con-ditions; and finally a power distribution representative of the largest axial offset anticipaced (+3.2%) at EOC conditions. Axial offset is defined as the power in the-top of the core minus the power in the bottom of the core divided by the total core power. The power distributions are analyzed at the exposure at which they are expected to occur. A summary of these results is presented l
in Table 2.1.
                                                                  ~
Lines are constructed tangent to these power distributions.. These lines l
as well as the LHGR limits on the small break LOCAs define the K(Z) limit shown l
l in Figure 2.1 on core power peaking for ENC fuel in D.C. Cook Unit 2. The K(Z)
! curve presented in the report is identical to the current K(Z) that exists in l
the D.C. Cook Unit 2 Technical Specifications without any modifications.
 
Table 2.1  D. C. Cook Unit 2 K(Z) Determination Results Calculational Basis License Core Power, MWt*                3411 Break Size, DECLG                        1.0 Steam Generator Tube Plugging, %        5.
Peaked **            Peaked        Peaked X/L = 0.50            X/L = 0.63    X/L = 0.79 Peak Rod Average Exposure, MWD /kg            10.0 (BOC)            2.0 (B0C)    20.0 (E0C)
Axial Offset                                  0%                    +9.0%        +3.2%
Peak Linear Heat Generation Rate              11.61                11.38        11.10 (LHGR)*                                                                                            "
T Total Peaking Factor, Fg                      2.04                  2.0          1.95 Peak Cladding Temperature, OF                  2014                  1857          2008 Peak Temperature Location, ft                  9.63                  10.88        11.13 Local Zr/H 2O Location, ft                    9.63                  10.63        11.13 Local Zr/H 2O Reaction (Max.), %              4.7                  2.62          4.44 Time for Max. LOCA Zr/H2 O Reaction, sec      400                  450          450          ,x Total Zr/H 2O                                  <1%                  <1%          <l%        j((
Hot Rod Burst Time, sec                        70.51                88.91        83.91      { ,7 Hot Rod Burst Location, ft                    7.0                  7.75          10.63      =,
* 2% power uncertainty is added to this value in the LOCA analysis.
** This case was analyzed in Reference 1.
 
                                'N I                                                      I              I          I          I                            I i                                k                                                                        (6.0,1.0)                                                          -
11.25,0.936) i
                              ^
N8      _
Small Break Portion  q                          _
a                                                                                                                    (_.- +
t.L i
O                                                                                                                          (12.0,0.731) w N
                              -8
                              <a
__s I
8 O                                                                                                                                                      ,
Z
                              ^@
Ud      -                                                                                                                                      -
M
;                                O d    -                                                                                                                                      -
rF=
MS$
a~L
                                    ,          i                                                      e              i          i                                        i      N O      2                                                      4              6          8            10                          12    14 CORE AXIAL HEIGHT, FEET Figure 2.1                                              D.C. Cook Unit 2; K(Z) - Normalized Fg(Z) as a Function of Core Height for ENC Fuel
 
5                      XN-NF-84-21 Revision 2 Supplement 2 3.0 ANALYSIS RESULTS The K(Z) curve is the variation of the limit on power peaking with axial elevation in the core. The allowed power peaking is reduced at the top of the core to offset the effect on peak cladding temperature (PCT) of reduced coolant heat transfer from (1) the short uncovery periods at the top of the core during small break LOCAs, and (2) reduced coolant heat capacity at the top of the core during the reflood period of the large break LOCAs.                                                The analysis model and the results of the analysis are described below.
3.1 LOCA ANALYSIS MODEL The Exxon Nuclear Company EXEM/PWR-ECCS evaluation model was used to perf orm the analysis required.                                            This model(2) consists of the following computer codes: RODEX2(6) code for initial stored energy; RELAP4-EM(7) for the system blowdown and hot channel blowdown calculations; ICECON(8) for the computation of the ice condenser containment backpressure; REFLEX (2,9) for computation of system reflood; and T000EE2(2,10,11) for the calculation of final fuel rod heatup. T00DEE2 calculations performed for this analysis are similar to those reported in Reference 1 in that the heat transfer coefficient multiplier for the presence of mixing vanes was set to 1.0, and the heat transfer coefficient multiplier for local peaking was adjusted as per Reference 5. The T00DEE2 and REFLEX calculations are also similar to those in Reference 1 in that the FLECHT-based heat transfer correlations have been modified to account for the difference in axial power distribution between those used in the D.C. Cook Unit 2 analysis and that used in tne FLECHT tests upon which the correlations were developed. The FLECHT-based heat transfer
 
6                        XN-NF-84-21 Revision 2 Supplement 2 correlations that were used in the analysis presented in this report are discussed in Reference 4.
3.2 K(Z) DETERMINATION The limits on axial power peaking are defined by drawing tangent lines to power distributions for which the acceptance criteria in 10 CFR 50.46 for LOCA-ECCS analysis are met. For the purpose of this analysis, three power distributions have been considered. These are a center peaked chopped cosine axial power distribution and two top skewed power distributions peaked at 7.5 ft (X/L = .63) and peaked at 9.5 ft (X/L = .79).
The cosine axial power distribution has been analyzed previously in Reference 1.                    The analysis in Reference 1.did not use the heat transfer correlation presented in Reference 4 but used a more conservative heat transfer correlation. The analysis for the cosine axial power distribution considered three exposures: 2.0,10.0 and 47.0 MWD /kg. For the Cycle 5 core, the resulting peak clad temperatures from this previous analysis were 20070F, 20140F, and 19930F, respectively. The analysis thus indicated no significant exposure dependency for the peak clad temperatures.                        The analysis also indicated no significant exposure dependency for the maximum local Zr-H O                  2 reaction and the total Zr-H 2O reaction.
Previous calculations have indicated that the higher in the core at which a particular value of power peaking occurs, the larger the calculated peak clad temperature will be.                    For this reason, two power shapes repre-sentative of the maximum power peaking in the core top have been chosen to be analyzed for the determination of the limit on power peaking versus core height. These power distributions were calculated for D.C. Cook Unit 2 at
 
                                                      ~
7                  XN-NF-84-21 Revision 2 Supplement 2 BOCS and E0C5 conditions. The two power distributions represent the most top skewed shapes anticipated to occur at the cycle conditions and with the power distribution control procedures (PDC-II)(13) in effect at the plant. Because there is no significant exposure dependence in the calculated peak clad temperatures, each power shape is analyzed at the exposure conditions at which it is anticipated to occur.
The axial power distributions used in the analysis are normalized to 1.0. They thus represent a relative axial power distribution FZ(Z). The total power distribution Fg(Z) is determined by multiplying the relative axial power distribution by a constant value for FAH, Fg(Z) = FAH*F  Z (Z). The method for determining the limiting Fg(Z) entails increasing FAH until the peak clad temperature for the resulting F (Z)
Q approaches 22000F.
The power distributions utilized in the analysis are plotted in Figure 3.1. As shown in Table 2.1, these axial power distributions result in conformance to the criteria of 10 CFR 50.46 with significant margin remaining to the criteria. The power distributions plus the tangent lines constructed L
to define the Fg(Z) limits are shown in Figure 3.2. The lines tangent to the power distributions represent the limit resulting from the large break LOCA-ECCS analysis.
The operating conditions on fuel parameters for the current analysis are given in Tables 3.1 and 3.2. The operating conditions and fuel parameters are identical to those used in the XN-NF-84-21(P), Rev. 2 analysis.
Boundary condition input from the XN-NF-84-21(P), Rev. 1(13) blowdown was used to drive the RELAP4/ hot channel analysis.      Use of the results for previous containment pressures, safety injection system transients, and
 
8                XN-NF-84-21 Revision 2 Supplement 2 refill reported in XN-NF-84-21(P), Rev. 1 analysis was made to calculate REFLEX /reflood and T00DEE2/ hot rod heatup.
As indicated previously, the results of the K(Z) determination are sumarized in Table 2.1.                                    For the limiting break, the 1.0 DECLG break, RELAP4/ hot channel, REFLEX /reflood, and T00DEE2/ hot rod heatup calculations were performed. The results for the center peaked axial power distribution are reported in Reference 1.                                The results for the skewed power distributions are presented in Figures 3.3 through 3.12 for BOC, and in Figures 3.13 through 3.22 for E0C, respectively. Time zero on all plots corresponds to the time of break initiation.
i
 
9                XN-NF-84-21 Revision 2 Supplement 2 Table 3.1            Donald C. Cook Unit 2 System Input Parameters Thermal Power, MWt*                                                  3425 Core, MWt                                                      3411 Pump, MWt                                                      14 Primary Coolant Flow, Mlbm/hr                                        143.1 Primary Coolant Volume, ft 3                                          11,768 Operating Pressure, psia                                              2250 Inlet Coolant Temperature, OF                                          542 Reactor Vessel Volume, ft3                                            4945 Pressurizer Volume, Total, ft3                                        1800 Pressurizer Volume, Liquid, ft3                                        1080 Accumulator Volume, Total, ft3 (each of four)                          1350 Accumulator Volume, Liquid, ft3 (each of four)                        950 Accumulator Pressure, psia                                            636 Steam Generator Heat Transfer Area, ft2-SG1, SG2, SG3, SG4                                              11,588,3(12,446) 6 Steam Generator Secondary Flow, Ibm /hr -
SG1, SG2, SG3, SG4                                              3.505 3(3.764x x10 10,6)
Steam Generator Secondary Pressure, psia                              799 Reactor Coolant Pump Head, ft                                        277 Reactor Coolant Pump Speed, rpm                                        1189 Moment of Inertia, Ibm-ft2                                            82,000 Cold Leg Pipe, l.D. in.                                                27.5 Hot Leg Pipe, I.D. in.                                                29.0 Pump Suction Pipe, I.D. in.                                            31.0 Fuel Assembly Rod Diameter, in.                                        0.360 Fuel Assembly Rod Pitch, in.                                          0.496 Fuel Assembly Pitch, in.                                              8.466 Fueled (Core) Height, in.                                              144.0 Fuel Heat Transfer Area, ft2 **                                        57,327 Fuel Total Flow Area, Bare Rod, ft2 **                                53.703 Refueling Water Storage Tank Temperature, OF                          80 Accumulator Water Temperature, OF                                      120
* Primary Heat Output used in RELAP4-EM Model = 1.02 x 3425 = 3493.5 MWt
** ENC Fuel Parametecs.
 
l'0                XN-NF-84-21 Revision 2 Supplement 2
                                        ~
Table 3.2  1.0 DECLG Break Analysis Parameters Peak Rod Average Burnup (MWD /kg)          10.0          2.0                  20.0 l
(80C)        (B0C)                (E0C) l Axial Offset (%)                            0.          +9.0                +3.2              !
,          Total Core Power (MWt)*                    3411        3411                  3411 Total Peaking (F )                          2.04        2.00                1.95 Fraction Energy Deposited in Fuel
                . Fully Moderated Core                0.974        0.974                '0.974
                . Voided Core                        0.954        0.954                0.954 Cycle 5 (85% ENC Fuel)
  '~
Peaking
                . Axial                              1.316        1.229                  1.129
                . Enthalpy Rise (FT)H                1.55        1.63                  1.73
          *2% power uncertainty is added to this value in the LOCA analysis.
l l
_-                                                      __________________d
 
11                              XN-NF-84-21 Revision 2 Supplement 2 3
I                            I                        I                            I      l I
                                                                                                      $      -  5 8ya
                      '/,/
                                    /-                                                        -      o I
m
                                                                                                                          ~
                                                              /./                              !,l,  !
                            /                /                                                    I          -
                                                                                                                  !cn      8
                    /
l
                                          /                                                        l
                                                                                                                    $5 U  4
                /
1
                                /                                                                                  55  .
            /
I    -
Eg=a z I                                                                                                        m    um
            ,-            s                                                                                        w        -
I    u-1
            \                  .
1 a-      se
          \.1\                    ,                                                                                  4    a8 t.d  N
                    .g
                      \                                                                                              m    ca
  -                                                                                                            -  %      ~
s                                                                                      s s\\g
                                '                                                                                          e s
s                                                                              .5" i
s                                                                                          u.
N,                                                                              a g%
                                          \,
N                                      N I                            l                        l                            l      g vo a                        ai                        a1                            ao    1, o        oo o (Z) Od
 
12          XN-NF-84-21 Revision 2 Supplement 2 E
i                      i              i        i      i
(
                          -                                                                          Wst    -  -
y-          ,/              $$$$                      .5
                                                      /                            ./
III eI l./ y m
                                                              /
                                                                                                                ! u)    3
                          ~
                                                      /                                          I Y
O 'h . /
                                                \;                  .
NN
                            -                II /
t
(
8 n.I U
9 a
m i
                                                        '                                                            Q  3 x to N
dm8
                                                          '                                                      u
                            -                \                                                              -
i                                                        x  v
                                          \. \\.            I
                                                              '                                                      <  d
                                            \\    \
N w
m EONg d
                                                  \\f    .
E
                                                            '\\
1,
                                                                ''s                                                      .@
u.
N g
                                                                      \,          %s N          's                                    {
l              I        l      l C
OI              M *I      29*0  { p *Q        g *0 (Z)0d
 
1                      l
                                          .lIl]        ,1                                  ,l' J'
1                    ,'  ]
s E':e7, T L ~
E5ggm TE gg=              ~
Cg        : . -        :.- - - -            ::- -                      - - -        ::-          -          1 3
O                                                                                                                          ,
B                                                                                                                        e d
o N
0 3                                                                                                                        T 8        C 6    i 2        P 1                                                                                                                        t a
                =
H                                                                                                                        d D                                                                                                                        i o
F                                                                                                                          r i
5                                  . 4 2
e P%
0 D                                                                                                                  1 n
W                                                                                                                  C      w9 G                                                                                                                  E    o+
d S      wf              -
(  .o o i                                                                                                    .
o        l Bt 2                                                                                                              t K      gs e
A      nf E
C                                                                                                                  R if rO H                                                                                                                  B      u Dl a
G i                                                                                                  .
sR      ti 1
E      nx L                                                                                                                  T      eA C                                                                                                                  F i
c ,
E                                                                                                                    A  iC D                                                                                                                        f0 f8 O
E    e o    ,
i                                                                                                  .
2M 1        Ck 1                                                                                                                  I          a T    re er fB 2                                                                                                                          s nG aL K      i                                                                                                  .              rC O                                                                                                              s        TE D
O                                                                                                                        t C                                                                                                                          a0 le I1 C
D                                                                                                                      3 i                                                                                                  .                .
O                                                                                                              4        3 1                                                                                                                        e r
u g
i l
F
                      -  -              .-  : . . -        .: :          . .      : . .          E: .. $
a 3                  S                  d a                    ,s amo    - uIN . mis 3lm
                                    -      S_      -JwzzGIO Igzw.u -
0 dzcme-                  .
0I l,l        !i                        ;    ,,!j              II Ill
                                                      ,ll1
                                                                  , . . . . I                                                                      l1J
 
l    1l i                                                      1                              l l)!!t                                    l1:                  l!ll    i.        l(ll        l 0Jaa m2m      uW rWrOwmc0&w"A$^*k-mec, o
2                ~8            a8        go            %8          M8    38 F
i g
u r                                                                                              1 e
4 3              i                                                                          i  0 4
D 1C C
          .        l 0a                                                                                                      C d
s O
D                                                                                                    . O ES                        I Cu                                                                                              .      K Lr Gf                                                                                                      2 a
Bc re                T e                                                                                                      1 aT ke I  l Ma    I                                                                          .
0 p
m E                                -
Be                                                                                                      D Or                A Ca F                                                                                    E
          ,        t u        T                                                                                    C Ar                                                                                                      L xe                E i                                                                                  G i                Rs      I                                                                          .
aD l u              B                                                                                    H r        R Oi                                                                                                      C fn                E fg s                A eB                K  t                                                                                2 tl                    o    I                                                                        i o      (
ow                S fd o        E                                                                                    G
            +w              C                                                                                    W 9n 0P 1
D
            %e                    2 r
i 4  I N                                                i F
o                                                                                            D d
H a                                                                                              =
t                                                                                            1 P            2 C            8  I                                                                          i 6 T                                                                                            3 N                                                                                              0 o
d
                    ,e                                                                                            B 3
O 2                  -            -            -          -          -
C
                          " -2@ aE
                            ~ "& * <N
                            ~P&            5                        **
l61                !;i!
* i                              i                              1
                                '        !    lll
 
j'            l            l                                                  l
    .                  ,            -                    ! te'          iq{'
I !            ,!      t*              i.                                        .I 5                      -    o N2go[
50      c[~
SEgES, l
m e
d o
N C                  -        -                  ~        -
2 3      T 0                                                                              C 8                                                                              P
          .                                                                            t a
0 3                                                                              d 6  ,                                                              . 8      i o
2
          .                                                                              r 1                                                                                e
        =                                                                              P H                                                                                n D                                                                              o w
F                                                                              d
            ,                                                              . 4 2        w%
o0 D                                                                        )
l B9 W                                                                        C          +
G                                                                        E g
nf S    io
(      r
            ,                                                              . o        ut 2                                                                      t      De K          s A      nf of C                                                                        E    iO H                                                                        R    t B      cl aa
            ,                                                                          ei G
sR 1      R x L                                                                        E      r A
C                                                                        T      e ,
E                                                                        F    tC D                                                                        A    WB aO 0                                                                        E      - ,
2M 1      l a k
1                                                                        I      ae T    t r eB M
2                                                                                  G fL oC K  ,                                                                              E O                                                                    .
8      hD O                                                                            t p0 C                                                                              e D1 C
D                                                                            5 0
              ,                                                              .        3            _
4 e
1                                                                              r u
g i
F
                            -        -        -        ~        -
g.o                    d    kd      akd    8
                                                      *
* 4    *gcB                      -
MrU            - M1    w zO UGWQ OgI A N 21O IHQWQ                                          -
l      l
 
VOLUME AVG. FUEL TEMPERATURE ( HOT CHANNEL ) ( F )                                                    STU po        2200                          1400                            asco  asco      2000    2200 e                                              i              i      i          i e
9 O                                                                                                                W
_                                                                                                  _  o x
        ->                                                                                                                          b o s                                                                                                                        n RS                =
no                    -                                                                                                  ~
Em                                                                                                                          N
        ,m -8
        ?+
4                                                                                                          w
        .@                $N  _                                                                                                  -
mi              m S'm            V                                                                                                          U m                                                                                                          m
        *E                                                                                                                          n F2              m                                                                                                          G
: g. ,            Du  _                                                                                                  _
          ~5              m                                                                                                          z RE'            $                                                                                                          0
          ?*              D
          @h                E
                                ,f                                                                                                _
N S, E.          G el o,
R                                                                                                          2 o
am,              ,
i.
5-                                                                                                              m a                                                                                                              o m
I 0
Q      R  _                                                                                                  . m w
z                                                                                                              o a                                                                                                              -
                    ?                                                                                                              m g              i                                                i          i      i          i        8 2 auamatddns 2 uotspag I2-#8-dN-NX                                                              91 1
b
 
ll          lll1lll'              lIl!l          il.                l1 l
                                                                        ~N              E4im E$g=4 8'
g 1
C                        -        ~                  -          -      -                3 O
B 0
3                                                                              ,
                .                                                                                8 6                                                                                      1      e0
              .                                                                                          m u9 1                                                                                          l +
            =                                                                                            o H                                                                                            Vf o
D                                                                                            r F                                                                                            et 4    t e 2      ns ef D                                                                                        1  Cf W                                                                                        C      ,O G                                                                                        E    yl S  t a i i
(  l      x 0      aA 2
2                                                                                        K    u ,
A  Q C
E    eO C                                                                                        R    gB H                          r B    a r ,
ek AR    v a G                                                                                      1 E  A e r
L                                                                                        T  l B C                                                                                        F    e E                                                                                        A    nG D                                                                                            nL aC E  l CD i
E 0    ,                                                                          .
1M
              .                                                                                    1 1
I  t    0 T  o Il 1 2
7 K    ,                                                                          .
3 O                                                                                      8 O                                                                                            e C                                                                                            r u
g C                                                                                          i D                                                                                          F 0                                                                                      4 1
                                      -          ~              -          -      .
                                                                                    .        l 3                      o1        no            .d                  o          ,a J.aZZGI" woI LIH ZH EHHJE3e .O>G J
nX" n                        .L L                  -
  ,l!                l                llll            ,llj        :ll
 
S        .
* ded                                                                                        e    t                      4=      4 % Sg e 9 e
18                      XN-NF-84-21 Revision 2 Supplement 2 i                r          i i                                                  .        .                . i              I r                            I                                                                                              I K
w N
E m
4 M                                                                                                                          O                1P4 ~
N                                                                                                                          t                9 d                                                                                                                                -          T a
o y
O                                                                                                                                            e m
k                                                                                                                          e-              To 3
O
                                                                                                                                  %o  y w
J                                                                                                                              g          C k                                                                                                                                Q        .-
W o    - e C) *=
U                                                                                                                                      te U
5"g        a U                                                                                                                                C      cs O g      no
      .J                                                                                                                              g      =w
      .J a                                                                                                                                ...  .5 J k    .                                                                                                                . g E zg M      ca u D                                                                                                                                P-    um d                                                                                                                                      ae W
Q ed cw
* OC C                                                                                                                            N e                                                                                                                                    %,
c c.
e4                                                                                                                                    Cf.:M e
O C
            "                                                                                                                ~              *
      .,J k
W E
                                                                                                          \                                m c;
u j
                                                                                                                                              =
N o
m          ,
y    -                                                                                                                -
g                    1 O                                                                                                                                      o E        1                                                    1-      f                1    i et      at        si                                                    e        s                    2            1 3H      t14) 73A31 3Mn1XIW 3E03
 
19                                                                  XN-NF-84-21 Revision 2 Supplement 2 i                                                    e      i                                                            e            i            I n    -
5 I
to rd v                                                                                                                                                                                        -
g    =
M o
5"4 M
s~    -                                                                                                                                                                                  -
5          4
                                                                                                                                                                                                      -        e o        y G
a                                                                                                                                                                                              w m
            ,                                                                                                                                                                                  -  3*
* Y z
C "o  w  ci -
f g                                                                                                                                                                                                g  >C k                                                                                                                                                                                                U  3-
      .                                                                                                                                                                                                o  .2 O
o g"z    -
55 W                                                                                                                                                                                                O  .5 u*
a: zoec J                                                                                                                                                                                            g k      -                                                                                                                                                                                  -
{W  z  a .:I vg u
J U  sh C
U                                                                                                                                                                                                  CC W                                                                                                                                                                                                  tC Q                                                                                                                                                                                                    cu
              -                                                                                                                                                                                  - y      **
C
        .                                                                                                                                                                                                %c c.
it                                                                                                                                                                                                cc -
e  ,
O    '
C C *                                                                                                                                                                                      -
a                                                                                                                                                                                            3      m ws Y                                                                                                                                                                                                    p.
E                                                                                                                                                                                                    5 cv                                                                                                                                                                                                  .T 8      -                                                                                        \                                                                                        -
O w
i                                              i      i                                                              i  i      __
a                                            et                                      a      st                                                              a  e      e        1 dH                                                t13J 73A37 3Hf1LXIW H3WOONm00
 
l1ll' mo                    E  .
                                                                                %a W Nb8 h^    Po = m e
e
_                            _                                  s
            .                                                                        R s
e T                                                                                        s W
N S
E 4                                                                                        e 3        .                                                                        R e
s 3
6 1
R o
o              %
: 4)        .
t              0 1
2                                                                                            )          9
        -                                                                                                8 1
C          f
    =                                                                                          E            o Q                                                                                            S F                                                                                        e(            t
            .                                                                          A  4              e W                                                                                          1            s C      ,f O                                                                                            E          f L                                                                                            R    eO F                                                                                                r C    ul O    sa S                                                                                        eB si ex C        .                                                                          t e      rA C                                                                                          t M  P E                                                                                            O    mC R    uO L                                                                                            F    n!    !
L                                                                                                l e          ,
U                                                                                          e E  Pk F        .                                                                          t sM                a 1
I    re er C                                                                                            T    p!    !
L                                                                                                  p C                                                                                                iG t
E                                                                                                dC l
D                                                                                                  of i e      ol
            .                                                                          t 1    l O                                                                                          1 f0
          .                                                                                          e 1                                                                    ~                          R1 D
O                                                                    ,%                        0 O        .                                                                              o    1 L                                                                  _                  e s          .
F                                                                  _
3 E                                                                                                  e R                                                                                                  r T                                  u g
2                                                                                                i C                                                                                                F C        .                                                                          i e
4 D
M        W      B                                2
            , .A              3
                                - GHmA    wwb mwaA EOzW_A wWAED
_"                        1 I                llll1lll                                                                l    l          lll
 
DCC2 REFLOOD.1.0 DECLC yFULL ECCS      y FLOWy FQ=l.u.9X1.63 y
3425 MWTy es          y          g      g                                            I
      .1 H.
4 u*
ta m4 s
z H
  ~
no -
b                                                                              .
t4                                                                                                m w
LL w
Q o                                                                                          _
ou      l l                                                                                                              1
  . .9 Is    ai  ,            %'                                                                                  l to        i E                            N o
                                                                            .s            %
EEE Po
                                                                                                = 8 5,2        :
a          a    a    a        NN a          a      a        a        a a          =          ..      u.        m        m.        u.        m    x. m    =
TIME FROM BOCREC ( SEC 1 Figure 3.11  Core'Reflooding Rate, 1.0 DECI.G Break, BOC, Axial Offset of +9.0%
i
 
22      XN-NF-84-21 Revision 2 Supplement 2 o
I                          I                  I                                I    I g
as
                                                                                                                                                                                      .!! +
w W        .                                          .                                                                                                .      M                W
                                                                                                                                                                        "            E$
u                                                                                                                                                                          gt o                                                                                                                                                                          e W                                                                                                                                                            e.            h
                                                                                                                                                                                      - "m X
M        -                                                                                                                                            .      =m          % ;;
z                                                                                                                                                            ma          ue Z      $..
i                                                                                                                                                                  O      eo m                                                                                                                                                                  U      GO LLI  Hm m                                                                                                                                                            3m e                                                                                                                                                                        m .
                    ~                                                                                                                                            ~
l 8                                                                                                                                                                        E2 w                                                                                                                                                                  y      ==
1
* F-H Nv 3
            ,a I          $E 2                                                                                                                                                                        8 o.
g                      .
e
            }                      C                                                                                                                                                  2 i                                                                                                              3 4        -
: u.                      .
u          A o                      S 4                                                                                                                          2 E                      a                                                                                                                          .&
3 9- n-                                                                                                                                                            ;
                      . d                          N                                                                                                            =
i                            i                  i                                i    e                i                  e oct2                  con                        0003                oost                              oost octT          ota              00 4 3 S33HS30 - 3Hnid83dH31 SNIO0073
  -:-a-, -,    ,m.    -
                            --,w..    . - - - - . , . ,    ,,--e_ - . . - - - , - _ . m._,,,,--,,-,.,..-..------.,--,-.c                --e.., --- -. .. , , ,w    ,,._.y.-n,    ,
 
f r                                                                              23                              XN-NF-84-21 Revision 2 Supplement 2 o........                  . . . . . . . . .  . . . . . . . . .  . . . . . . . . .  ..... . . . .                                                          g O                                                                                                                                                                                                              C W
5
              =                                                                                                                                                                                                          2:
O                                                                                                                                                                                                            H M                                                                                                                                                                                                            U s      -                                                                                                                                      -
n                                            c S                                                                                                                                                                                                            %
ll Z                                                                                                                                                                                                            'O Q                                                                                                                                                                                                            .3 u                                                                                                                                                                                                              L
                                                                                          /                                                              -                  ,
w o
: c. a Q
m
                                                                                                                                                                                                -                        c9 3m y
O                                                                                                                                                                                    W w
5+x-w                        -
oo O&
N                                                                                                                                                                                    y                              a C
w                        Ed O                                                                                                                                                                                    g                        to 1                                                                                                                                                                                    m                      5-m
                    .                                                                                                                                      =
g                        a e O                                                                                                                                                                                    d                        cx
            -I                                                                                                                                                                                    F                        .3 <
U                                                                                                                                                                                    LL                        u .
W                                                                                                                                                                                      g                        -u a                                                                                                                                                                                                            wo ww d                        o dr                H a;
e d                                                                                                                                                                                    F                        L o 55 N                                                                                                                                                                                                              se ma M                                                                                                                                              ~
LU HE O                                                                                                                                                                  w O                                                                                                                                                                                                            a o                                                                                                                                                                                                              no S
* O                                                                                                                                                                                                            -
O                                                                                                                                                                                                            m
                                                                                                                                                              -                                                            M C                                                                                                                                                                    .                                            .
                .                                                                                                                                                                                                          m o
m 5
1EEE h              EE E I E  f  f  IIifE I E  E    E  EII E E I I  E  I  EEEI E E E I                  I
                      $@                                      E@                  2U                  T@                                                                  0 (M3  ( d-213-MH/018 $@( 13NNdH3 10H )'33300 *SNUM1 103H
 
l l1ll1              1 1
u.GQ U&LGUw & win.W&GQ&w 'aU L
J  $                            .            "L L
                                                                              , _        U&Nc
                                                                                          )  o b          8o        h            %8              m8            ,8 gi f
                    /I                ~    ~      -              -
u r
e 1
3 4
1
                  .                                                              ,  0 4
D 1 C                                                                                  C
.      l 0a d
C D            8 O
ES                .                                                              . O Cu                                                                                  K Lr Gf                                                                                  2 a
Bc re          T e                                                                                    1 aT          I 1 ke
,      m    M2    .                                                              .
0 p      E Ee Or          A                                                                        D
,C a  t    F                                                                        E u    T                                                                        C Ar          E                                                                        L x e          1 G
i          R8    .                                                              .
ad l u        B r
R                                                                        H Oi                                                                                  C fn fg E
s          A eB        K                                                                        2 tl o    (
M  .                                                              .
0 ow fd        S
  +w o    E                                                                        G 3n        C                                                                        W 2P
            )
D
  %e r
i 2
4  .
N                                              .
F o                                                                            D d
a H
t
                                                                                      =
1 P
C T
3  .                                                              , 7 3
N                                                                            0 o                                                                            ,
d
      ,e                                                                            E 3                                                                    O 2            -        ~    -          -          -
C m ,EOMEm E @x
                /r gi *x                uN l              ,                                    l 1lIl1        llll
 
I            ll      j1      Iil                    1
:. ,              ; ' ,'                .  : i N*                5hga-Nhgm Ehgg e
d o
N C                  _        ~            _                -        _
1 3
-            O                                                                                      T C
E                                                                                      P
              ,                                                                                    t 0                                                                                        a 3                                                                                      d 7    ,                                                                      .
8 2      i o
r 1                                                                                        e
              =                                                                                    P H                                                                                        n D                                                                                        w F                                                                                      d2 o%
                  .                                                                      . 4 2        w o3 D                                                                                )    l +
W                                                                                      B G                                                                                C      go f
E      n S    i t 0
(      re o        us 2                                                                              t K    df f
A      nO C                                                                                E      o H                                                                                R    il t a B      ci ax sR        eA G                                                                              i E    R L                                                                                T      rC C                                                                                F      eO E                                                                                A    tE a
D                                                                                      W      ,
O E    l a k
2M 1        ae 1                                                                                I      t r T      eB M
G fL 2                                                                                        oC E
K                                                                                      hD
                  .                                                                      .          t O                                                                              s        p0 O                                                                                        e C                                                                                      D1 C                                                                                      5 D                                                                                      1
                  .                                                                      i 3
O                                                                              4
                .                                                                                    e 1                                                                                        r u
g i
F
_        ~            _                -        _
g .*            >
                              =    &    .    .
                                                    "          o    '89*
* Nd    jc m oJr co                nJ-(  $    2oHHUgWE oJI    n      h N ko IHOWO      .
1lf
 
26        XN-NF-84-21 Revision 2 Supplement 2 o          i                                  i    .      . i          g C
c'
            -                                                                                                is a                                                                                                  =
O                                                                                                  F-s -                                                                    -
g                      a c_
ll                                                                                                en I                                                                                                  t Q
LL                                                                                                3
                -                                                              f -
g                      g, O                                                                              -                        N.
3                                                                              y                  em U                                                                              W                  !*
* 3%
o    -                                                                  -
g                    3, N                                                                              x                  me G                    end g                                                                              W                  cw E                  -o g                                                                              M                    =-
e                                                                  -
g                        .l 0
J w                    ax h<
H W                                                                              g                        u o                                                                                                    te W                    o.
dZ                      bl
* U                  "2
                                                                                                              -u C CC C
M                                                                                                    od o      -                                                                  -
                                                                                        .                      gg o                                                                                                    u o                                                                                                  oc o                                                                                                  $~*
Q                                                                                                  e C                                                                          ,                        .
e                                                                                              m C
5
                                                                                                                =n I                                  t    I      t  i                                La.
oon    ooot                              oost oost    con oon        00 8 821S ( 3 ) ( 73NNOH3 10H ) 3801683dH31 73n3
* sad 3HnlOA I
 
l  l            lI1        Jl!'                                        )f
                                                        ;;l,'                , ,'            l          i.
                                                    ~"                UhgA                ,
Nhgm
                                                                        ?hga t
C                    -          _      ~          _      _                  a O
E 0
3 7      i
                                                                              .      s a
1                                                                                        e2
        =                                                                                      m u3 H                                                                                        l +
D                                                                                        o Vf F                                                                      .      4              o i
1          r et D                                                                                  )    t e ns W                                                                                  C      ef G                                                                                  E    Cf S        ,O
(      yl 0      i
                                                                                . o        t a t
2                                                                                  K    i i l x A      aA E      u C                                                                                  R    Q ,
C H
r B      eO gE i
sR        a r ,
G                                                                            1 E      ek L                                                                                  T      va C                                                                                F      Ae r
E                                                                                  A      l B D                                                                                        e E      nG O                                                                                        nL i
2M 1
aC I      hE 1                                                                                T    CD t0 o
2                                                                                      l I 1 K                                                                        .              7 O
i s        1 O                                                                                      3 C
e C                                                                                        r D                                                                                        u g
i I                                                .
O i
4        f 1
                              -          -      ~            -    - i        i 3              o3        .d    To              o  g                , Bc a"                J_w2 aIU -ioI wit zH >tHI - $ e ,U>G
      '              llll        ilI
 
l  il
                                                  ~=                  u      e.N,
                                                                      ?bsN
                                                                      ?      am" N 6
                                                        -                            6
                      .      -              -                        -            4 A
e i
T                                                                                w W
M 5
2 4                                                                            A o
i                                                                        t 3                                                                                  S S
L l
i K                                                                                0                %
i                                                                  A    8                2 1
3                                                                                                  3 1        +
1'.
1 C        f
        =                                                                                    E        o Q                                                                                          S      t F                                                                                  4f              e i                                                                  A    4 1
s W                                                                                        C      f f
O                                                                                        E      O L                                                                                        R F                                                                                        C l a
                                                                                                    ,l O  ei S                                                                                0 B vx C    i                                                                  R    0 1        L eA C                                                                                      M          ,
E                                                                                        O  eC R  rO uL L                                                                                      F t L                                                                                        x ,
U                                                                              6 E ik Ma F      i                                                                  R 8M              e 1
I  er G                                                                                      T  rB o
L                                                                                        CG C                                                                                              L E                                                                                        dC oE D                                                                              0          oD R            l i                                                                        1 0                                                                              1        f0 e
R1 1
D O                                                                                        l f
O      .                                            /                      R 0
l L                                                                              8        3 F
E R
                                                              /    /
e r
u g
.      2                                                                                        i F
C                                                                          R C      .                                                                      0 4
D 8
                  .        i t          s            -                .                      c OT-    - E        J w > W J W a e X H z. h 8 l              1l      ,l                              l 1,I(
 
f l
29                                              XN-NF-84-21 Revision 2 Supplement 2
                              .            .          .      .          .                                .              I t
                                                                                                                        ~
w      -
3 z
m N
e    -                                                                                                      -
y e                                                                                                                                        '.
ed                                                                                                                                      i J
x    .                                                                                                      . 3              M.
P                                                                                                                                  T o          y
        - "a                                                                                                                    y m
O                                                                                                                                  u ta.                                                                                                            . 3-              a 2                                                                                                                  "o
* d C                                                                                                                      w      a-
                                                                                                                                        >O J
ta.                                                                                                                    6 o
3 m                                                                                                                              c .2 o    .
g*z        g; o                                                                                                                            -
W                                                                                                                      o      .5 J z      zou J                                                                                                                    k      L-J U                                                                                                                    W      $$
Er        82 H      eu e                                                                                                                    "      !"
a                                                                                                                            ce o                                                                                                                            zd w                                                                                                                            cu Q                                                                                                                            c=
                                                                                                                          . 3-c                                                                                                                            m
              .                                                                                                                          c e.
e=4 CC "
O O                                                                                                                            C O                                                                                                              -            ~
a      -
                                                                                                                              =        m ta.
W                                                                                                                            .e a:                                                                                                                            =
m a                                                                                                                            E o                                                                                                              -  .
o      -
o 1            1          i        1          a sa            ta            rz        st      at        i                                ,            1 t:!H        ( 1.3 ) 13A37 3Hn1.XIW H3WOOrl600
 
:ll
                                                ,                  , '    {-      ,i' mo                      eat 2eNg
                                                            ?iE8N
                                                            ?g !o" "
e
              -        -      -      -      -            -                e s
        .                                                                a e
A
. T                                                                          w
_  W M
5
. 2                                                                                                    .
4                                                                          s 3                                                                    a    a s                        *
: s.                                                                                            _
2
_  1 l
E                                                                          e
.                                                                        1    s              %
3                                                                          a              2 1                                                                            1          3 k                                                                                          +
C Q
    =
E S
f o
m F                                                                                                  '
        .                                                                    s(              t a    o                e W                                                                          a                s O                                                                            C            f L                                                                            E          ,f F                                                                            R      eO r
C      ul S                                                                            O      sa C    .
a eS s
si ex C
E                                                                          eH      P rA O              .
L                                                                            R      mC F      u0 L                                                                                    n0 U                                                                                    e F    .                                                                    s E      l Pk
_                e uM        re a
C                                                                            T I
er L                                                                                    pB C                                                                                    p E                                                                                  UG D                                                                                  dC l
s          oE 0
                                                          '              a u-      l f0 oD 1                                                                                    e
      .                                                                                R1 D                                                                                                k O
O L
        .                                            A                  a    e s
0 2
F                                                                                                  l E                                                                                  3 R
E C
x-e r
u g
i C    .
a    4        F D                                                                          4
          ,    3          5    f 8      A        s          a            a s
_        g.a. aHm6 mmwaA IDZWaA awn.$
1
 
DCC2 REFLOOD.1.0 DECLC FULL ECCS FLOW FQ= l 73 X I 11-9                                                                        ,425 MWT
        -                    i          i          .                    .                                              .      .          .    .        .
H                                                                                                                                                          _
    #3                                                                                                                              l da ma E
H          :
w
: w.                                                                                                                                                        -          .
I                                                                                                                                                              N w
Q a
ou        f
        .3 w                                    \
m                                      .
                                                                                                                            ~                                              l u kh
      =
                                                                                                                                                                "A %    il B a a, 'l 8"?
o
                            .          .        .                      .                                              .      .          .    .        .      ""5
                                                                                                                                                                ~      ..
a              40              so      ato                    ice                                        too        tio      too  sto      no  400        :
TIME FROM BOCREC ( SEC )
Figure 3.21    Core Reflooding Rate, 1.0 DECLG Break, E0C, Axial Offset of +3.2%
 
2 l
32            XN-NF-84-21 Revision 2 Supplement 2    o A                ass i        i      i          i    i        i            0 9
E 8
o La
* x                                                                        o. E k      ~                                                            ~
o
:=
Eu E                                                                              UN Z'                                                                        9    S$
R    E-
* B3 ex n                                                                            a. -
w'                                                        o. EU 5
u.
Sg #8 z  w.
o .5%
            .i                                                                          u um m                                                                        9
* 4fl  -                                                              -
Si  OS NU d    O z O OO H
9 P-
                                                                                      =
S*
: d.                                                                      "
F3
      -      '?                                                                            a n      a          t        t                                                9      m d    -
g        g                                            -
5      {
d      g$                                                        C E      RE                ''
_  8A        8d                                                _  3 28        58                                                  -
E      -E 2-        'I -
                    . A        N                                                =
1        I      i          e    i        e            o 00 2      0072    0002    cost      oost oott      007T        codt 3 S338030 - 3801083dW31 SNIO0010
 
33                XN-NF-84-21 Revision 2 Supplement 2
 
==4.0 CONCLUSION==
S For breaks up to and including the double-ended severance of a reactor coolant pipe with axial power distributions representative of the largest axial offsets anticipated during the Cycle 5 operation, the D.C. Cook Unit 2 Emergency Core Cooling System will meet the Acceptance Criteria as presented in 10 CFR 50.46 for operation with ENC 17x17 fuel operating in accordance with the LHGR limits noted in Table 2.1 and shown in Figure 2.1. That is:
: 1. The calculated peak fuel element clad temperature does not exceed the 22000F limit.
: 2. The amount of fuel element cladding that reacts chemically with water or steam does not exceed 1 percent of the total amount of zircaloy in the reactor.
: 3. The cladding temperature transient is terminated at a time when the core geometry is still amenable to cooling.      The hot fuel rod cladding oxidation limits of 17% are not exceeded during or after quenching.
: 4. The core temperat,ure is reduced and decay heat is removed for an extended period of time, as required by the long-lived radio-activity remaining in the core.
l
 
34                XN-NF-84-21 Revision 2 Supplement 2
 
==5.0 REFERENCES==
 
y (1) XN-NF-84-21(P), Rev. 2, " Donald C. Cook Unit 2 Cycle 5 5% Steam t              Generator Tube Plugging Limiting Break LOCA/ECCS Analysis," Exxon Nuclear Company, Inc., Richland, WA 99352, July 1984.
(2) XN-NF-82-20(P), Rev. 1, August 1982; and Supplement 4, July 1984,
              " Exxon Nuclear Company Evaluation Model EXEM/PWR ECCS Model Up-dates," Exxon Nuclear Company, Inc., Richland, WA 99352.
(3) XN-NF-82-35, Supplement 1, " Donald C. Cook Unit 2 Cycle 4 Limiting Break LOCA-ECCS Analysis Using EXEM/PWR," Exv.on Nuclear Company, Inc., Richland, WA 99352, November 1982.
(4) XN-NF-85-20(P), "A Modification of the FLECHT Based Reflood Quench and Heat Transfer Correlations," Exxon Nuclear Company, Inc.,
Richland, WA 99352.
(5) Letter, H.R. Denton (NRC) from J.C. Chandler (ENC), " Supporting Documentation for Unit 2 Technical Specification Changes for Cycle 5 Reflood," dated May 7, 1984 (JCC:076:84).
(6) XN-NF-81-58(A), Rev. 2, "RODEX2: Fuel Rod Thermal-Mechanical Re-sponse Evaluation Model," Exxon Nuclear Company, Inc., Richland, WA 99352, February 1983.
(7)  U.S. Nuclear Regulatory Commission letter, T.A. Ippolito (NRC) to W.S. Nechodom (ENC), "SER for ENC RELAP4-EM Update," March 1979.
(8)  XN-CC-39, Rev. 1, "ICECON: A Computer Pro Containment Backpressure for LOCA Analysis              Including(gram Ice CondenserUsed to Calculate Plants)," Exxon Nuclear Company, Inc., Richland, WA 99352, November 1977.
(9) XN-NF-78-30( A), " Exxon Nuclear Company WREM-Based Generic PWR ECCS l              Evaluation Model Update ENC WREM-IIA," Exxon Nuclear Company, Inc.,
l Richland, WA 99352, May 1979.
i      (10) XN-NF-82-07(A), Rev.                    1, " Exxon Nuclear Company ECCS Cladding Swelling and Rupture Model," Exxon Nuclear Company, Inc., Richland, l              WA 99352, March 1982.
(11)    G.N. Lauben, NRC Report NUREG-75/057, "T00DEE2: A Two-Dimensional Time Dependent Fuel Element Thermal Analysis Program," May 1975.
(12) XN-NF-77-57(P)(A) and its Supplements 1, 2, 2 Addendum 1, " Exxon Nuclear Power Distribution Control for Pressurized Water Reactors, Phase II," Exxon Nuclear Company, Inc., Richland, WA 99352.
 
35 Xfi-NF-84-21 Revision 2 Supplement 2 (13) XN-NF-84-21(P), Rev. 1, " Donald C. Cook Unit 2 Cycle 5 5% Steam Generator Tube Plugging Limiting Break LOCA-ECCS Analysis," Exxon Nuclear Company, Inc., Richland, WA 99352, May 1984.
(14) XN-NF-84-21, Revision 2, Supplement 1, " Donald C. Cook Unit 2 Cycle 5 5% Steam Generator Tube Plugging Limiting Break LOCA-ECCS Analysis: K(z) Curve," Exxon Nuclear Company, Inc., Richland, WA 99352, April 1985.
 
XN-NF-84-21 Revision 2 Supplement 2 1ssue Date:                    4/18/85 DONALD C. COOK UNIT 2 CYCLE 5 5% STEAM GENERATOR TUBE PLUGGING f
LIMITING BREAK LOCA-ECCS ANALYSIS: K(Z) CURVE Distribution M.J. Ades F.T. Adams J.C. Chandler R.A. Copeland N.F. Fausz J.S. Holm S.E. Jensen W.V. Kayser G.F. Owsley G.L. Ritter H.G. Shaw R.B. Stout T. Tahvili AEP/H.G. Shaw (10)
Document Control (5) l l
                                                            . _ . _ _ _ _ _ _}}

Latest revision as of 12:42, 13 July 2020

Suppl 2 to Rev 2 to DC Cook,Unit 2 Cycle 5 5% Steam Generator Tube Plugging Limiting Break LOCA-ECCS Analysis: K(Z) Curve
ML20116K213
Person / Time
Site: Cook American Electric Power icon.png
Issue date: 04/30/1985
From: Tahvili T
SIEMENS POWER CORP. (FORMERLY SIEMENS NUCLEAR POWER
To:
Shared Package
ML17321A589 List:
References
XN-NF-84-21-S02, XN-NF-84-21-S02-R02, XN-NF-84-21-S2, XN-NF-84-21-S2-R2, NUDOCS 8505030213
Download: ML20116K213 (43)


Text

-

XN -NF-84-21 REVISION 2 SUPPLEMENT 2 DONALD C. COOK UNIT 2 CYCLE 5 57 STEAM GENERATOR TUBE PLUGGING LIMITING BREAK LOCA-ECCS ANALYSIS:

K LZ) CURVE APRIL 1985 RICHLAND,WA 99352 ERON NUCLEAR COMPANY,INC.

lBR'R88aR8i88ll46

v -

9% c' >

XN-NF-84-21 -

Revision 2 -

Supplement 2 .

Issue Date: 4/18/85 s

DONALD C. COOK UNIT 2 CYCLE 5 5% STEAM GENERATOR TUBE PLUGGING LIMITING BREAK LOCA-ECCS ANALYSIS: K(Z) CURVE

'l Contributor: M. J. Ades -

Prepared by: 7%

// //4, //f -

T. Tahvili _

PWR Safety Analysis Reviewed by: $3((~ '//l'l//(

6 S.' Holm, Manag i-PWR Safety Anal is e Approve: f$ inn /

7. B. StouK Managsr

-fb 7// J '

Licensinge& Safety Engineering Approve: ./ ,_ n k 4 13.F.'Ossley/ Manager Reload Licensing Approve: d 2 MoIr

. J. V. Morgan, Manager C.as'tomer Services Engineering Approve:

G'.'

-[ 2, L. Ritter, Manager Y[/7/f(

Fuel Engineering & Technical Services naa ERON \ UC _EA 1 CO V 3AN Y, \ C.

di <g 4

NUCLEAR REGULATORY COMMISSION DISCLAIMER IMPORTANT NOTICE REGARDING CONTENTS AND USE OF THIS DOCUMENT PLEASE READ CAREFULLY This technica: repcrt was derived through research and development programs sponsored by Exxon Nuclear Company, Inc. It is being sub-mitted by Exxon Nuclear to the USNRC as part of a technical contri- ,

bution to facilitate safety analyses by licensees of the USNRC which utilize Exxon Nuclear-fabricated reload fuel or other technical services provided by Exxon Nuclear for licht water power reactors and it is true and correct to the best of Exxon Nuclear's knowledge, information, and belief. The information contained herein may be used by the USNRC -

in its review of this report, and by licensees or applicants before the -

USNRC which are customers of Exxon Nuclear in their demonstration of comoliance with the USNRC's regulations.

\

Without de ogating from the foregoing, neither Exxon Nuclear ror any person acting on its behalf:

A. Makes any warranty, express or implied, with respect to the accuracy, completeness, or usefulness of the infor-mation contained in this document, or that the use of any information, apparatus, method, or process disclosed in this docurnent will not infringe privately owned rights; or B. Asiumes any liabilities with respect to the use of, or for darrages resulting from the use of, any information, ap-paratus, method, or process disclosed in this document.

J XN- NF. F00, 766

i XN-NF-84-21 Revision 2 Supplement 2 TABLE OF CONTENTS Section Page

1.0 INTRODUCTION

.......................................... 1 2.0

SUMMARY

............................................... 2 3.0 . ANALYSIS RESULTS ...................................... 5 3.1 LOCA ANALYSIS MODEL .............................. 5 3.2 K(Z) DETERMINATION ............................... 6

4.0 CONCLUSION

S ........................................... 33

5.0 REFERENCES

............................................ 34 I

(.

[ - -

ii XN-NF-84-21 Revision 2 Supplement 2 LIST OF TABLES Table Page 2.1 D.C. Cook Unit 2 K(Z) Determination Results .............. 3 3.1 Donald C. Cook Unit 2 System Input Parameters ............ 9 3.2 1.0 DECLG Break Analysis Parameters ...................... 10 o

l -

_____.m_____.__.--__.m

iii XN-NF-84-21

. Revision 2 Supplement 2 LIST OF FIGURES Figure Page 2.1 0.C. Cook Unit 2; K(Z) - Normalized F0(Z) as a Function of Core Height for ENC Fuel................. 4 3.1 D.C.CookUnit2Fh(Z)Distributionsusedin LOCA-ECCS Analysis ....................................... 11 3.2 D.C.CookUnit2Fh(Z)-LOCA-ECCSAnalysisLimit........ 12 3.3 Heat Transfer Coefficient During Blowdown Period at PCT Node,1.0 DECLG Break, BOC, Axial Offset of +9.0% ................................................. 13 3.4 Clad Surface Temperature during Blowdown Period at PCT Node, 1.0 DECLG Break, B0C, Axial Offset of +9.0% ................................................. 14 3.5 Depth of Metal-Water Reaction during Blowdown Period at PCT Node, 1.0 DECLG Break, B0C, Axial Offset of +9.0% .......................................... 15 3.6 Average Fuel Temperature during Blowdown Period at PCT Node, 1.0 DECLG Break, 80C,' Axial Offset of +9.0% ................................................. 16 3.7 Hot Channel Average Quality, Center Volume, 1.0 DECLG Break, 80C, Axial Offset of +9.0% .............. 17 3.8 Reflood Core Mixture Level, 1.0 DECLG Break, B0C, Axial Offset of +9.0% .............. 18 i 3.9 Reflood Downcomer Mixture Level, l 1.0 DECLG Break, B0C, Axial Offset of +9.0% .............. 19 3.10 Reflood Upper Plenum Pressure, 1.0 DECLG Break, BOC, Axial Offset of +9.0% .............. 20 3.11 Core Reflooding Rate, 1.0 ":CLG Break, BOC, Axial Offset of +9.0% ............................... 21 1

3.12 T00DEE2 Cladding Temperature versus Time, 1.0 DECLG Break, B0C, Axial Offset of +9.0% .............. 22 l 3.13 Heat Transfer Coefficient 0; ring Blowdown Period at PCT Node, 1.0 DECLG Break, E0C, Axial Offset of +3.2% ................................................. 23 1

iv XN-NF-84-21 l Revision 2 Supplement 2 LIST OF FIGURES (Cont.)

l i

Figure Page ,

3.14 Clad Surface Temperature during Blowdown Period at PCT Node, 1.0 DECLG Break, E0C, Axial Offset of +3.2% ................................................. 24 3.15 Depth of Metal-Water Reaction during Blowdown Period at PCT Node, 1.0 DECLG Break, E0C, Axial Offset of +3.2% .......................................... 25 3.16 Average Fuel Temperature during Blowdown Period at PCT Node,1.0 DECLG Break, E0C, Axial Offset of +3.2% ................................................. 26 3.17 Hot Channel Average Quality, Center Volume, 1.0 DECLG Break, E0C, Axial Offset of +3.2% .............. 27 3.18 Reflood Core Mixture Level, 1.0 DECLG Break, EOC, Axial Offset of +3.2% .............. 28 3.19 Reflood Downcomer Mixture Level, 1.0 DECLG Break, EOC, Axial Offset of +3.2% .............. 29 3.20 Reflood Upper Plenum Pressure, 1.0 DECLG Break, E0C, Axial Offset of +3.2% .............. 30 3.21 Core Reflooding Rate, 1.0 DECLG Break, E0C , Ax i al Of f set of + 3. 2% . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 3.22 . T000EE2 Cladding Temperature versus Time, 1.0 DECLG Break, E0C, Axial Offset of +3.2% .............. 32 l

l l

l l

E

XN-NF-84-21 Revision 2 Supplement 2

1.0 INTRODUCTION

This report documents the results of a large break LOCA-ECCS analysis performed to determine the axial dependence of permissible limits on power 7

peaking, i.e., the K(Z) curve.

i A large break LOCA-ECCS analysis for the Cycle 5 operation of the D.C.

Cook Unit 2 reactor at 3425 MWt with ENC fuel was performed and reported in July 1984.(1) This previous analysis addressed only cosine axial power dis-tributions. The results presented in Reference 1 were performed for the previously identified limiting break using the EXEM/PWR(2) ECCS models. An earlier report (3) presented analytical results for a spectrum of postulated large break LOCAs. The limiting break was identified as the 1.0 Double Ended Cold Leg Guillotine (DECLG) break.

The calculations presented in this report are updates to the earlier report (14) with upskew axial power distributions for determiniation of K(Z) curve. The analysis made use of ENC's EXEM/PWR(2) ECCS models as discussed in Reference 1 with one exception: the revised FLECHT.-based heat transfer l correlations were used as reported in Reference 4. The difference between the

! analysis herein and that of Reference 14 is that the upskew power distri-I butions are for higher peak kw/ft values. TheK(Z)curvewhichissupported by this analysis has greater values in the upper core elevations than that supported by the prev _ious analysis.

2 XN-NF-84 Revision 2 Supplement 2 2.0

SUMMARY

A large break LOCA-ECCS analysis has been performed to determine the axial dependence of permissible limits on power peaking, K(Z). The axial dependence of the power peaking limit is denoted K(Z) and is- defined as K(Z) =

FQ(Z)/ max Fn(Z), where Fg(Z) is the maximum peaking allowed at any elevation Z. The upper portion of K(Z) curve represents the small break LOCAs which is based upon the current Linear Heat Generation Rate (LHGR) limits presented in, the D.C. Cook Unit 2 Technical Specification.

The determin: tion of the limits on power peaking versus axial location from the large break LOCA-ECCS analysis is based on three power distributions:

a center peaked chopped cosine power distribution; a power distribution representative of the largest axial offset- (+9%) anticipated at BOC con-ditions; and finally a power distribution representative of the largest axial offset anticipaced (+3.2%) at EOC conditions. Axial offset is defined as the power in the-top of the core minus the power in the bottom of the core divided by the total core power. The power distributions are analyzed at the exposure at which they are expected to occur. A summary of these results is presented l

in Table 2.1.

~

Lines are constructed tangent to these power distributions.. These lines l

as well as the LHGR limits on the small break LOCAs define the K(Z) limit shown l

l in Figure 2.1 on core power peaking for ENC fuel in D.C. Cook Unit 2. The K(Z)

! curve presented in the report is identical to the current K(Z) that exists in l

the D.C. Cook Unit 2 Technical Specifications without any modifications.

Table 2.1 D. C. Cook Unit 2 K(Z) Determination Results Calculational Basis License Core Power, MWt* 3411 Break Size, DECLG 1.0 Steam Generator Tube Plugging, % 5.

Peaked ** Peaked Peaked X/L = 0.50 X/L = 0.63 X/L = 0.79 Peak Rod Average Exposure, MWD /kg 10.0 (BOC) 2.0 (B0C) 20.0 (E0C)

Axial Offset 0% +9.0% +3.2%

Peak Linear Heat Generation Rate 11.61 11.38 11.10 (LHGR)* "

T Total Peaking Factor, Fg 2.04 2.0 1.95 Peak Cladding Temperature, OF 2014 1857 2008 Peak Temperature Location, ft 9.63 10.88 11.13 Local Zr/H 2O Location, ft 9.63 10.63 11.13 Local Zr/H 2O Reaction (Max.), % 4.7 2.62 4.44 Time for Max. LOCA Zr/H2 O Reaction, sec 400 450 450 ,x Total Zr/H 2O <1% <1% <l% j((

Hot Rod Burst Time, sec 70.51 88.91 83.91 { ,7 Hot Rod Burst Location, ft 7.0 7.75 10.63 =,

  • 2% power uncertainty is added to this value in the LOCA analysis.
    • This case was analyzed in Reference 1.

'N I I I I I I i k (6.0,1.0) -

11.25,0.936) i

^

N8 _

Small Break Portion q _

a (_.- +

t.L i

O (12.0,0.731) w N

-8

<a

__s I

8 O ,

Z

^@

Ud - -

M

O d - -

rF=

MS$

a~L

, i e i i i N O 2 4 6 8 10 12 14 CORE AXIAL HEIGHT, FEET Figure 2.1 D.C. Cook Unit 2; K(Z) - Normalized Fg(Z) as a Function of Core Height for ENC Fuel

5 XN-NF-84-21 Revision 2 Supplement 2 3.0 ANALYSIS RESULTS The K(Z) curve is the variation of the limit on power peaking with axial elevation in the core. The allowed power peaking is reduced at the top of the core to offset the effect on peak cladding temperature (PCT) of reduced coolant heat transfer from (1) the short uncovery periods at the top of the core during small break LOCAs, and (2) reduced coolant heat capacity at the top of the core during the reflood period of the large break LOCAs. The analysis model and the results of the analysis are described below.

3.1 LOCA ANALYSIS MODEL The Exxon Nuclear Company EXEM/PWR-ECCS evaluation model was used to perf orm the analysis required. This model(2) consists of the following computer codes: RODEX2(6) code for initial stored energy; RELAP4-EM(7) for the system blowdown and hot channel blowdown calculations; ICECON(8) for the computation of the ice condenser containment backpressure; REFLEX (2,9) for computation of system reflood; and T000EE2(2,10,11) for the calculation of final fuel rod heatup. T00DEE2 calculations performed for this analysis are similar to those reported in Reference 1 in that the heat transfer coefficient multiplier for the presence of mixing vanes was set to 1.0, and the heat transfer coefficient multiplier for local peaking was adjusted as per Reference 5. The T00DEE2 and REFLEX calculations are also similar to those in Reference 1 in that the FLECHT-based heat transfer correlations have been modified to account for the difference in axial power distribution between those used in the D.C. Cook Unit 2 analysis and that used in tne FLECHT tests upon which the correlations were developed. The FLECHT-based heat transfer

6 XN-NF-84-21 Revision 2 Supplement 2 correlations that were used in the analysis presented in this report are discussed in Reference 4.

3.2 K(Z) DETERMINATION The limits on axial power peaking are defined by drawing tangent lines to power distributions for which the acceptance criteria in 10 CFR 50.46 for LOCA-ECCS analysis are met. For the purpose of this analysis, three power distributions have been considered. These are a center peaked chopped cosine axial power distribution and two top skewed power distributions peaked at 7.5 ft (X/L = .63) and peaked at 9.5 ft (X/L = .79).

The cosine axial power distribution has been analyzed previously in Reference 1. The analysis in Reference 1.did not use the heat transfer correlation presented in Reference 4 but used a more conservative heat transfer correlation. The analysis for the cosine axial power distribution considered three exposures: 2.0,10.0 and 47.0 MWD /kg. For the Cycle 5 core, the resulting peak clad temperatures from this previous analysis were 20070F, 20140F, and 19930F, respectively. The analysis thus indicated no significant exposure dependency for the peak clad temperatures. The analysis also indicated no significant exposure dependency for the maximum local Zr-H O 2 reaction and the total Zr-H 2O reaction.

Previous calculations have indicated that the higher in the core at which a particular value of power peaking occurs, the larger the calculated peak clad temperature will be. For this reason, two power shapes repre-sentative of the maximum power peaking in the core top have been chosen to be analyzed for the determination of the limit on power peaking versus core height. These power distributions were calculated for D.C. Cook Unit 2 at

~

7 XN-NF-84-21 Revision 2 Supplement 2 BOCS and E0C5 conditions. The two power distributions represent the most top skewed shapes anticipated to occur at the cycle conditions and with the power distribution control procedures (PDC-II)(13) in effect at the plant. Because there is no significant exposure dependence in the calculated peak clad temperatures, each power shape is analyzed at the exposure conditions at which it is anticipated to occur.

The axial power distributions used in the analysis are normalized to 1.0. They thus represent a relative axial power distribution FZ(Z). The total power distribution Fg(Z) is determined by multiplying the relative axial power distribution by a constant value for FAH, Fg(Z) = FAH*F Z (Z). The method for determining the limiting Fg(Z) entails increasing FAH until the peak clad temperature for the resulting F (Z)

Q approaches 22000F.

The power distributions utilized in the analysis are plotted in Figure 3.1. As shown in Table 2.1, these axial power distributions result in conformance to the criteria of 10 CFR 50.46 with significant margin remaining to the criteria. The power distributions plus the tangent lines constructed L

to define the Fg(Z) limits are shown in Figure 3.2. The lines tangent to the power distributions represent the limit resulting from the large break LOCA-ECCS analysis.

The operating conditions on fuel parameters for the current analysis are given in Tables 3.1 and 3.2. The operating conditions and fuel parameters are identical to those used in the XN-NF-84-21(P), Rev. 2 analysis.

Boundary condition input from the XN-NF-84-21(P), Rev. 1(13) blowdown was used to drive the RELAP4/ hot channel analysis. Use of the results for previous containment pressures, safety injection system transients, and

8 XN-NF-84-21 Revision 2 Supplement 2 refill reported in XN-NF-84-21(P), Rev. 1 analysis was made to calculate REFLEX /reflood and T00DEE2/ hot rod heatup.

As indicated previously, the results of the K(Z) determination are sumarized in Table 2.1. For the limiting break, the 1.0 DECLG break, RELAP4/ hot channel, REFLEX /reflood, and T00DEE2/ hot rod heatup calculations were performed. The results for the center peaked axial power distribution are reported in Reference 1. The results for the skewed power distributions are presented in Figures 3.3 through 3.12 for BOC, and in Figures 3.13 through 3.22 for E0C, respectively. Time zero on all plots corresponds to the time of break initiation.

i

9 XN-NF-84-21 Revision 2 Supplement 2 Table 3.1 Donald C. Cook Unit 2 System Input Parameters Thermal Power, MWt* 3425 Core, MWt 3411 Pump, MWt 14 Primary Coolant Flow, Mlbm/hr 143.1 Primary Coolant Volume, ft 3 11,768 Operating Pressure, psia 2250 Inlet Coolant Temperature, OF 542 Reactor Vessel Volume, ft3 4945 Pressurizer Volume, Total, ft3 1800 Pressurizer Volume, Liquid, ft3 1080 Accumulator Volume, Total, ft3 (each of four) 1350 Accumulator Volume, Liquid, ft3 (each of four) 950 Accumulator Pressure, psia 636 Steam Generator Heat Transfer Area, ft2-SG1, SG2, SG3, SG4 11,588,3(12,446) 6 Steam Generator Secondary Flow, Ibm /hr -

SG1, SG2, SG3, SG4 3.505 3(3.764x x10 10,6)

Steam Generator Secondary Pressure, psia 799 Reactor Coolant Pump Head, ft 277 Reactor Coolant Pump Speed, rpm 1189 Moment of Inertia, Ibm-ft2 82,000 Cold Leg Pipe, l.D. in. 27.5 Hot Leg Pipe, I.D. in. 29.0 Pump Suction Pipe, I.D. in. 31.0 Fuel Assembly Rod Diameter, in. 0.360 Fuel Assembly Rod Pitch, in. 0.496 Fuel Assembly Pitch, in. 8.466 Fueled (Core) Height, in. 144.0 Fuel Heat Transfer Area, ft2 ** 57,327 Fuel Total Flow Area, Bare Rod, ft2 ** 53.703 Refueling Water Storage Tank Temperature, OF 80 Accumulator Water Temperature, OF 120

  • Primary Heat Output used in RELAP4-EM Model = 1.02 x 3425 = 3493.5 MWt
    • ENC Fuel Parametecs.

l'0 XN-NF-84-21 Revision 2 Supplement 2

~

Table 3.2 1.0 DECLG Break Analysis Parameters Peak Rod Average Burnup (MWD /kg) 10.0 2.0 20.0 l

(80C) (B0C) (E0C) l Axial Offset (%) 0. +9.0 +3.2  !

, Total Core Power (MWt)* 3411 3411 3411 Total Peaking (F ) 2.04 2.00 1.95 Fraction Energy Deposited in Fuel

. Fully Moderated Core 0.974 0.974 '0.974

. Voided Core 0.954 0.954 0.954 Cycle 5 (85% ENC Fuel)

'~

Peaking

. Axial 1.316 1.229 1.129

. Enthalpy Rise (FT)H 1.55 1.63 1.73

  • 2% power uncertainty is added to this value in the LOCA analysis.

l l

_- __________________d

11 XN-NF-84-21 Revision 2 Supplement 2 3

I I I I l I

$ - 5 8ya

'/,/

/- - o I

m

~

/./  !,l,  !

/ / I -

!cn 8

/

l

/ l

$5 U 4

/

1

/ 55 .

/

I -

Eg=a z I m um

,- s w -

I u-1

\ .

1 a- se

\.1\ , 4 a8 t.d N

.g

\ m ca

- -  % ~

s s s\\g

' e s

s .5" i

s u.

N, a g%

\,

N N I l l l g vo a ai a1 ao 1, o oo o (Z) Od

12 XN-NF-84-21 Revision 2 Supplement 2 E

i i i i i

(

- Wst - -

y- ,/ $$$$ .5

/ ./

III eI l./ y m

/

! u) 3

~

/ I Y

O 'h . /

\; .

NN

- II /

t

(

8 n.I U

9 a

m i

' Q 3 x to N

dm8

' u

- \ -

i x v

\. \\. I

' < d

\\ \

N w

m EONg d

\\f .

E

'\\

1,

s .@

u.

N g

\, %s N 's {

l I l l C

OI M *I 29*0 { p *Q g *0 (Z)0d

1 l

.lIl] ,1 ,l' J'

1 ,' ]

s E':e7, T L ~

E5ggm TE gg= ~

Cg  : . -  :.- - - -  ::- - - - -  ::- - 1 3

O ,

B e d

o N

0 3 T 8 C 6 i 2 P 1 t a

=

H d D i o

F r i

5 . 4 2

e P%

0 D 1 n

W C w9 G E o+

d S wf -

( .o o i .

o l Bt 2 t K gs e

A nf E

C R if rO H B u Dl a

G i .

sR ti 1

E nx L T eA C F i

c ,

E A iC D f0 f8 O

E e o ,

i .

2M 1 Ck 1 I a T re er fB 2 s nG aL K i . rC O s TE D

O t C a0 le I1 C

D 3 i . .

O 4 3 1 e r

u g

i l

F

- - .-  : . . - .: : . .  : . . E: .. $

a 3 S d a ,s amo - uIN . mis 3lm

- S_ -JwzzGIO Igzw.u -

0 dzcme- .

0I l,l !i  ; ,,!j II Ill

,ll1

, . . . . I l1J

l 1l i 1 l l)!!t l1: l!ll i. l(ll l 0Jaa m2m uW rWrOwmc0&w"A$^*k-mec, o

2 ~8 a8 go %8 M8 38 F

i g

u r 1 e

4 3 i i 0 4

D 1C C

. l 0a C d

s O

D . O ES I Cu . K Lr Gf 2 a

Bc re T e 1 aT ke I l Ma I .

0 p

m E -

Be D Or A Ca F E

, t u T C Ar L xe E i G i Rs I .

aD l u B H r R Oi C fn E fg s A eB K t 2 tl o I i o (

ow S fd o E G

+w C W 9n 0P 1

D

%e 2 r

i 4 I N i F

o D d

H a =

t 1 P 2 C 8 I i 6 T 3 N 0 o

d

,e B 3

O 2 - - - - -

C

" -2@ aE

~ "& * <N

~P& 5 **

l61  !;i!

  • i i 1

'  ! lll

j' l l l

. , -  ! te' iq{'

I ! ,! t* i. .I 5 - o N2go[

50 c[~

SEgES, l

m e

d o

N C - - ~ -

2 3 T 0 C 8 P

. t a

0 3 d 6 , . 8 i o

2

. r 1 e

= P H n D o w

F d

, . 4 2 w%

o0 D )

l B9 W C +

G E g

nf S io

( r

, . o ut 2 t De K s A nf of C E iO H R t B cl aa

, ei G

sR 1 R x L E r A

C T e ,

E F tC D A WB aO 0 E - ,

2M 1 l a k

1 I ae T t r eB M

2 G fL oC K , E O .

8 hD O t p0 C e D1 C

D 5 0

, . 3 _

4 e

1 r u

g i

F

- - - ~ -

g.o d kd akd 8

  • 4 *gcB -

MrU - M1 w zO UGWQ OgI A N 21O IHQWQ -

l l

VOLUME AVG. FUEL TEMPERATURE ( HOT CHANNEL ) ( F ) STU po 2200 1400 asco asco 2000 2200 e i i i i e

9 O W

_ _ o x

-> b o s n RS =

no - ~

Em N

,m -8

?+

4 w

.@ $N _ -

mi m S'm V U m m

  • E n F2 m G
g. , Du _ _

~5 m z RE' $ 0

?* D

@h E

,f _

N S, E. G el o,

R 2 o

am, ,

i.

5- m a o m

I 0

Q R _ . m w

z o a -

? m g i i i i i 8 2 auamatddns 2 uotspag I2-#8-dN-NX 91 1

b

ll lll1lll' lIl!l il. l1 l

~N E4im E$g=4 8'

g 1

C - ~ - - - 3 O

B 0

3 ,

. 8 6 1 e0

. m u9 1 l +

= o H Vf o

D r F et 4 t e 2 ns ef D 1 Cf W C ,O G E yl S t a i i

( l x 0 aA 2

2 K u ,

A Q C

E eO C R gB H r B a r ,

ek AR v a G 1 E A e r

L T l B C F e E A nG D nL aC E l CD i

E 0 , .

1M

. 1 1

I t 0 T o Il 1 2

7 K , .

3 O 8 O e C r u

g C i D F 0 4 1

- ~ - - .

. l 3 o1 no .d o ,a J.aZZGI" woI LIH ZH EHHJE3e .O>G J

nX" n .L L -

,l! l llll ,llj :ll

S .

  • ded e t 4= 4 % Sg e 9 e

18 XN-NF-84-21 Revision 2 Supplement 2 i r i i . . . i I r I I K

w N

E m

4 M O 1P4 ~

N t 9 d - T a

o y

O e m

k e- To 3

O

%o y w

J g C k Q .-

W o - e C) *=

U te U

5"g a U C cs O g no

.J g =w

.J a ... .5 J k . . g E zg M ca u D P- um d ae W

Q ed cw

  • OC C N e  %,

c c.

e4 Cf.:M e

O C

" ~ *

.,J k

W E

\ m c;

u j

=

N o

m ,

y - -

g 1 O o E 1 1- f 1 i et at si e s 2 1 3H t14) 73A31 3Mn1XIW 3E03

19 XN-NF-84-21 Revision 2 Supplement 2 i e i e i I n -

5 I

to rd v -

g =

M o

5"4 M

s~ - -

5 4

- e o y G

a w m

, - 3*

  • Y z

C "o w ci -

f g g >C k U 3-

. o .2 O

o g"z -

55 W O .5 u*

a: zoec J g k - -

{W z a .:I vg u

J U sh C

U CC W tC Q cu

- - y **

C

. %c c.

it cc -

e ,

O '

C C * -

a 3 m ws Y p.

E 5 cv .T 8 - \ -

O w

i i i i i __

a et a st a e e 1 dH t13J 73A37 3Hf1LXIW H3WOONm00

l1ll' mo E .

%a W Nb8 h^ Po = m e

e

_ _ s

. R s

e T s W

N S

E 4 e 3 . R e

s 3

6 1

R o

o  %

4) .

t 0 1

2 ) 9

- 8 1

C f

= E o Q S F e( t

. A 4 e W 1 s C ,f O E f L R eO F r C ul O sa S eB si ex C . t e rA C t M P E O mC R uO L F n!  !

L l e ,

U e E Pk F . t sM a 1

I re er C T p!  !

L p C iG t

E dC l

D of i e ol

. t 1 l O 1 f0

. e 1 ~ R1 D

O ,% 0 O . o 1 L _ e s .

F _

3 E e R r T u g

2 i C F C . i e

4 D

M W B 2

, .A 3

- GHmA wwb mwaA EOzW_A wWAED

_" 1 I llll1lll l l lll

DCC2 REFLOOD.1.0 DECLC yFULL ECCS y FLOWy FQ=l.u.9X1.63 y

3425 MWTy es y g g I

.1 H.

4 u*

ta m4 s

z H

~

no -

b .

t4 m w

LL w

Q o _

ou l l 1

. .9 Is ai ,  %' l to i E N o

.s  %

EEE Po

= 8 5,2  :

a a a a NN a a a a a a = .. u. m m. u. m x. m =

TIME FROM BOCREC ( SEC 1 Figure 3.11 Core'Reflooding Rate, 1.0 DECI.G Break, BOC, Axial Offset of +9.0%

i

22 XN-NF-84-21 Revision 2 Supplement 2 o

I I I I I g

as

.!! +

w W . . . M W

" E$

u gt o e W e. h

- "m X

M - . =m  % ;;

z ma ue Z $..

i O eo m U GO LLI Hm m 3m e m .

~ ~

l 8 E2 w y ==

1

  • F-H Nv 3

,a I $E 2 8 o.

g .

e

} C 2 i 3 4 -

u. .

u A o S 4 2 E a .&

3 9- n-  ;

. d N =

i i i i e i e oct2 con 0003 oost oost octT ota 00 4 3 S33HS30 - 3Hnid83dH31 SNIO0073

-:-a-, -, ,m. -

--,w.. . - - - - . , . , ,,--e_ - . . - - - , - _ . m._,,,,--,,-,.,..-..------.,--,-.c --e.., --- -. .. , , ,w ,,._.y.-n, ,

f r 23 XN-NF-84-21 Revision 2 Supplement 2 o........ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..... . . . . g O C W

5

= 2:

O H M U s - -

n c S  %

ll Z 'O Q .3 u L

/ - ,

w o

c. a Q

m

- c9 3m y

O W w

5+x-w -

oo O&

N y a C

w Ed O g to 1 m 5-m

. =

g a e O d cx

-I F .3 <

U LL u .

W g -u a wo ww d o dr H a;

e d F L o 55 N se ma M ~

LU HE O w O a o no S

  • O -

O m

- M C . .

. m o

m 5

1EEE h EE E I E f f IIifE I E E E EII E E I I E I EEEI E E E I I

$@ E@ 2U T@ 0 (M3 ( d-213-MH/018 $@( 13NNdH3 10H )'33300 *SNUM1 103H

l l1ll1 1 1

u.GQ U&LGUw & win.W&GQ&w 'aU L

J $ . "L L

, _ U&Nc

) o b 8o h %8 m8 ,8 gi f

/I ~ ~ - -

u r

e 1

3 4

1

. , 0 4

D 1 C C

. l 0a d

C D 8 O

ES . . O Cu K Lr Gf 2 a

Bc re T e 1 aT I 1 ke

, m M2 . .

0 p E Ee Or A D

,C a t F E u T C Ar E L x e 1 G

i R8 . .

ad l u B r

R H Oi C fn fg E

s A eB K 2 tl o (

M . .

0 ow fd S

+w o E G 3n C W 2P

)

D

%e r

i 2

4 .

N .

F o D d

a H

t

=

1 P

C T

3 . , 7 3

N 0 o ,

d

,e E 3 O 2 - ~ - - -

C m ,EOMEm E @x

/r gi *x uN l , l 1lIl1 llll

I ll j1 Iil 1

. ,  ; ' ,' .  : i N* 5hga-Nhgm Ehgg e

d o

N C _ ~ _ - _

1 3

- O T C

E P

, t 0 a 3 d 7 , .

8 2 i o

r 1 e

= P H n D w F d2 o%

. . 4 2 w o3 D ) l +

W B G C go f

E n S i t 0

( re o us 2 t K df f

A nO C E o H R il t a B ci ax sR eA G i E R L T rC C F eO E A tE a

D W ,

O E l a k

2M 1 ae 1 I t r T eB M

G fL 2 oC E

K hD

. . t O s p0 O e C D1 C 5 D 1

. i 3

O 4

. e 1 r u

g i

F

_ ~ _ - _

g .* >

= & . .

" o '89*

  • Nd jc m oJr co nJ-( $ 2oHHUgWE oJI n h N ko IHOWO .

1lf

26 XN-NF-84-21 Revision 2 Supplement 2 o i i . . i g C

c'

- is a =

O F-s - -

g a c_

ll en I t Q

LL 3

- f -

g g, O - N.

3 y em U W  !*

  • 3%

o - -

g 3, N x me G end g W cw E -o g M =-

e -

g .l 0

J w ax h<

H W g u o te W o.

dZ bl

  • U "2

-u C CC C

M od o - -

. gg o u o oc o $~*

Q e C , .

e m C

5

=n I t I t i La.

oon ooot oost oost con oon 00 8 821S ( 3 ) ( 73NNOH3 10H ) 3801683dH31 73n3

  • sad 3HnlOA I

l l lI1 Jl!' )f

l,' , ,' l i.

~" UhgA ,

Nhgm

?hga t

C - _ ~ _ _ a O

E 0

3 7 i

. s a

1 e2

= m u3 H l +

D o Vf F . 4 o i

1 r et D ) t e ns W C ef G E Cf S ,O

( yl 0 i

. o t a t

2 K i i l x A aA E u C R Q ,

C H

r B eO gE i

sR a r ,

G 1 E ek L T va C F Ae r

E A l B D e E nG O nL i

2M 1

aC I hE 1 T CD t0 o

2 l I 1 K . 7 O

i s 1 O 3 C

e C r D u g

i I .

O i

4 f 1

- - ~ - - i i 3 o3 .d To o g , Bc a" J_w2 aIU -ioI wit zH >tHI - $ e ,U>G

' llll ilI

l il

~= u e.N,

?bsN

? am" N 6

- 6

. - - - 4 A

e i

T w W

M 5

2 4 A o

i t 3 S S

L l

i K 0  %

i A 8 2 1

3 3 1 +

1'.

1 C f

= E o Q S t F 4f e i A 4 1

s W C f f

O E O L R F C l a

,l O ei S 0 B vx C i R 0 1 L eA C M ,

E O eC R rO uL L F t L x ,

U 6 E ik Ma F i R 8M e 1

I er G T rB o

L CG C L E dC oE D 0 oD R l i 1 0 1 f0 e

R1 1

D O l f

O . / R 0

l L 8 3 F

E R

/ /

e r

u g

. 2 i F

C R C . 0 4

D 8

. i t s - . c OT- - E J w > W J W a e X H z. h 8 l 1l ,l l 1,I(

f l

29 XN-NF-84-21 Revision 2 Supplement 2

. . . . . . I t

~

w -

3 z

m N

e - -

y e '.

ed i J

x . . 3 M.

P T o y

- "a y m

O u ta. . 3- a 2 "o

  • d C w a-

>O J

ta. 6 o

3 m c .2 o .

g*z g; o -

W o .5 J z zou J k L-J U W $$

Er 82 H eu e "  !"

a ce o zd w cu Q c=

. 3-c m

. c e.

e=4 CC "

O O C O - ~

a -

= m ta.

W .e a: =

m a E o - .

o -

o 1 1 i 1 a sa ta rz st at i , 1 t:!H ( 1.3 ) 13A37 3Hn1.XIW H3WOOrl600

ll

, , ' {- ,i' mo eat 2eNg

?iE8N

?g !o" "

e

- - - - - - e s

. a e

A

. T w

_ W M

5

. 2 .

4 s 3 a a s *

s. _

2

_ 1 l

E e

. 1 s  %

3 a 2 1 1 3 k +

C Q

=

E S

f o

m F '

. s( t a o e W a s O C f L E ,f F R eO r

C ul S O sa C .

a eS s

si ex C

E eH P rA O .

L R mC F u0 L n0 U e F . s E l Pk

_ e uM re a

C T I

er L pB C p E UG D dC l

s oE 0

' a u- l f0 oD 1 e

. R1 D k O

O L

. A a e s

0 2

F l E 3 R

E C

x-e r

u g

i C .

a 4 F D 4

, 3 5 f 8 A s a a s

_ g.a. aHm6 mmwaA IDZWaA awn.$

1

DCC2 REFLOOD.1.0 DECLC FULL ECCS FLOW FQ= l 73 X I 11-9 ,425 MWT

- i i . . . . . . .

H _

  1. 3 l da ma E

H  :

w

w. - .

I N w

Q a

ou f

.3 w \

m .

~ l u kh

=

"A % il B a a, 'l 8"?

o

. . . . . . . . . ""5

~ ..

a 40 so ato ice too tio too sto no 400  :

TIME FROM BOCREC ( SEC )

Figure 3.21 Core Reflooding Rate, 1.0 DECLG Break, E0C, Axial Offset of +3.2%

2 l

32 XN-NF-84-21 Revision 2 Supplement 2 o A ass i i i i i i 0 9

E 8

o La

  • x o. E k ~ ~

o

=

Eu E UN Z' 9 S$

R E-

  • B3 ex n a. -

w' o. EU 5

u.

Sg #8 z w.

o .5%

.i u um m 9

  • 4fl - -

Si OS NU d O z O OO H

9 P-

=

S*

d. "

F3

- '? a n a t t 9 m d -

g g -

5 {

d g$ C E RE

_ 8A 8d _ 3 28 58 -

E -E 2- 'I -

. A N =

1 I i e i e o 00 2 0072 0002 cost oost oott 007T codt 3 S338030 - 3801083dW31 SNIO0010

33 XN-NF-84-21 Revision 2 Supplement 2

4.0 CONCLUSION

S For breaks up to and including the double-ended severance of a reactor coolant pipe with axial power distributions representative of the largest axial offsets anticipated during the Cycle 5 operation, the D.C. Cook Unit 2 Emergency Core Cooling System will meet the Acceptance Criteria as presented in 10 CFR 50.46 for operation with ENC 17x17 fuel operating in accordance with the LHGR limits noted in Table 2.1 and shown in Figure 2.1. That is:

1. The calculated peak fuel element clad temperature does not exceed the 22000F limit.
2. The amount of fuel element cladding that reacts chemically with water or steam does not exceed 1 percent of the total amount of zircaloy in the reactor.
3. The cladding temperature transient is terminated at a time when the core geometry is still amenable to cooling. The hot fuel rod cladding oxidation limits of 17% are not exceeded during or after quenching.
4. The core temperat,ure is reduced and decay heat is removed for an extended period of time, as required by the long-lived radio-activity remaining in the core.

l

34 XN-NF-84-21 Revision 2 Supplement 2

5.0 REFERENCES

y (1) XN-NF-84-21(P), Rev. 2, " Donald C. Cook Unit 2 Cycle 5 5% Steam t Generator Tube Plugging Limiting Break LOCA/ECCS Analysis," Exxon Nuclear Company, Inc., Richland, WA 99352, July 1984.

(2) XN-NF-82-20(P), Rev. 1, August 1982; and Supplement 4, July 1984,

" Exxon Nuclear Company Evaluation Model EXEM/PWR ECCS Model Up-dates," Exxon Nuclear Company, Inc., Richland, WA 99352.

(3) XN-NF-82-35, Supplement 1, " Donald C. Cook Unit 2 Cycle 4 Limiting Break LOCA-ECCS Analysis Using EXEM/PWR," Exv.on Nuclear Company, Inc., Richland, WA 99352, November 1982.

(4) XN-NF-85-20(P), "A Modification of the FLECHT Based Reflood Quench and Heat Transfer Correlations," Exxon Nuclear Company, Inc.,

Richland, WA 99352.

(5) Letter, H.R. Denton (NRC) from J.C. Chandler (ENC), " Supporting Documentation for Unit 2 Technical Specification Changes for Cycle 5 Reflood," dated May 7, 1984 (JCC:076:84).

(6) XN-NF-81-58(A), Rev. 2, "RODEX2: Fuel Rod Thermal-Mechanical Re-sponse Evaluation Model," Exxon Nuclear Company, Inc., Richland, WA 99352, February 1983.

(7) U.S. Nuclear Regulatory Commission letter, T.A. Ippolito (NRC) to W.S. Nechodom (ENC), "SER for ENC RELAP4-EM Update," March 1979.

(8) XN-CC-39, Rev. 1, "ICECON: A Computer Pro Containment Backpressure for LOCA Analysis Including(gram Ice CondenserUsed to Calculate Plants)," Exxon Nuclear Company, Inc., Richland, WA 99352, November 1977.

(9) XN-NF-78-30( A), " Exxon Nuclear Company WREM-Based Generic PWR ECCS l Evaluation Model Update ENC WREM-IIA," Exxon Nuclear Company, Inc.,

l Richland, WA 99352, May 1979.

i (10) XN-NF-82-07(A), Rev. 1, " Exxon Nuclear Company ECCS Cladding Swelling and Rupture Model," Exxon Nuclear Company, Inc., Richland, l WA 99352, March 1982.

(11) G.N. Lauben, NRC Report NUREG-75/057, "T00DEE2: A Two-Dimensional Time Dependent Fuel Element Thermal Analysis Program," May 1975.

(12) XN-NF-77-57(P)(A) and its Supplements 1, 2, 2 Addendum 1, " Exxon Nuclear Power Distribution Control for Pressurized Water Reactors, Phase II," Exxon Nuclear Company, Inc., Richland, WA 99352.

35 Xfi-NF-84-21 Revision 2 Supplement 2 (13) XN-NF-84-21(P), Rev. 1, " Donald C. Cook Unit 2 Cycle 5 5% Steam Generator Tube Plugging Limiting Break LOCA-ECCS Analysis," Exxon Nuclear Company, Inc., Richland, WA 99352, May 1984.

(14) XN-NF-84-21, Revision 2, Supplement 1, " Donald C. Cook Unit 2 Cycle 5 5% Steam Generator Tube Plugging Limiting Break LOCA-ECCS Analysis: K(z) Curve," Exxon Nuclear Company, Inc., Richland, WA 99352, April 1985.

XN-NF-84-21 Revision 2 Supplement 2 1ssue Date: 4/18/85 DONALD C. COOK UNIT 2 CYCLE 5 5% STEAM GENERATOR TUBE PLUGGING f

LIMITING BREAK LOCA-ECCS ANALYSIS: K(Z) CURVE Distribution M.J. Ades F.T. Adams J.C. Chandler R.A. Copeland N.F. Fausz J.S. Holm S.E. Jensen W.V. Kayser G.F. Owsley G.L. Ritter H.G. Shaw R.B. Stout T. Tahvili AEP/H.G. Shaw (10)

Document Control (5) l l

. _ . _ _ _ _ _ _