ML20216G497: 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:w
{{#Wiki_filter:}}
                                                                                                ?_Q Westinghouse                Energy Systems                                        Box 355 Pmsbsgh Pennsylvania 15230 0355 Electric Corporation AW 97-1161 September 5,1997 Document Control Desk i          U.S. Nuclear Regulatory Commission Washington,IX' 20555 i
j          ATTENTION:          MR. T. R. QUAY
!                                    APPLICATION FOR WITHilOLDING PROPRIETARY
;:                                        INFORMATION FROM PUBLIC DISCLOSURE i
4 SUBJEC'i            PRESENTATION MATERIALS FROM JULY 28 & 29,1997, ACRS MEETING l
 
==Dear Mr. Quay:==
 
The application for withholding is submitted by Westinghouse Electric Corporation (" Westinghouse")                  j pursuant to the provisions of paragraph (b)(1) of Section 2.790 of ti'e Commission's regulations. it l
contains commercial strategic information proprietary to Westinghouse and customarily held in confidence.
The proprietary material for which withholding is being requested is identified in the proprietary version of the subject report.' in conformance with 10CFR Section 2.790, Affidavit AW-97-1161 accompanies this application for withholding setting forth the basis on which the identified proprietary infonnation may be withheld from public disclosure.
Accordingly, it is respectfully requested that the subject infonnation which is proprietary to Westinghouse be withheld from public disclosure in accordance with 10CFR Section 2.790 of the Commission's regulations.-
Correspondence with respect to this application for withholding or the accompanying afTidavit should reference AW-97-1161 and should be addressed to the undersigned, Very truly yours,
                                  '      V Brian A. McIntyre, Manager -
          - Advanced Plant Safety and Licensing
      -.-  jml                                                                                                                -
cc:    Kevin Bohrer -      NRC OWFN - MS 12E20 9709150204.970905 Y PDR      ADOCK 05200003 A                        PDR    2
 
COPYRIGIIT NOTICE The reports transmitted herewith each bear a Westinghouse copyright notice. The NRC is perimtted to make the number of copics of the information contained in these reports which are necessary for its internal use in connection with generic and plant-specine reviews and approvals as well as the issuance, denial, amendment, transfer, renewal, modi 0 cation, suspension, revocation, or violation of a license, permit, order, or regulation subject to the requirements of 10 CFR 2.790 regarding restrictions on public disclosure to the extent such information has been identified as proprietary by Westinghouse, copyright protection notwithstanding. With respect to the non-proprietary versions of these reports, the NRC is permitted to make the number of copies beyond those necessary for its internal use w hich are necessary in order to have one copy available for public viewing in the appropriate docket files in the public document room in Washington, D.C. and in local public document rooms as may be required by NRC regulations if the number of copies submitted is insuf0ciciit for this purpose. Copies made the NRC must include the copyright notice in all instances and the proprietary notice if the original was identi0ed as proprietary.
11114 4w b
 
i        ,
PROPRIETARY INFORMATION NOTICE                                ;
i                                Transmitted herewith are proprietary and/or non proprietary versions of documents furnished to the l'                                NRC in connection with requests for generic and/or plant specific review and approval, h                            ~ In order to conform to the requirements of 10 CFR 2.790 of the Commission's regulations concerning 3
the protection of proprietary information so submitted to the NRC, the information which is .
proprietary in the proprietary versions is contained within brackets, and where the proprietary information has been deleted in the non-proprietary versions, only the brackets remain (the l-                              information that was contained within the brackets in the proprietary versions having been deleted).
2 1The justification for claiming the information so designated as proprietary is indicated in both versions by means of' lower case letters (a) through (O contained within parentheses located as a superscript-immediately following the brackets enclosing each item of information being identified as proprietary
:                              or in the margin opposite such information These lower case letters refer to the types of information Westinghouse customarily holds in confidence identified in Section (4)(ii)(a) through (4)(ii)(f) of the affidavit accompanying this transmittal pursuant to 10 CFR2,790(b)(1),
i-5 i
1 l
t w
4 4
l l                              9130 4 i
 
AW 97116i AITIDAVIT COMMONWEALTli OF PENNSYLVANIA:
ss COUNTY OF ALLEGilENY:
Before me, the undersigned authority, personally appeared Brian A. McIntyre, who, being by me duly sworn according to law, deposes and says that he is authorized to execute this Affidavit on behalf of Westinghouse Electric Corporation (" Westinghouse") and that the averments of fact set forth in this Aflidavit are true and correct to the best of his knowledge, information, and belief:
4                # b, , d Brian A. McIntyre, Manager Advanced Plant Safety and Licensing Sworn to and subscribed before me this gg/ day of_j M'' fg'g [?4 ,1997
[                      j, Notartal Seat        }
                      /,                                  Janet A. Schwab. Notary Public
                        /    /                          Monroevillo Boro, A30gheny Coun, gg          . // s                              My Comm:ssion Eores May 22,2 Member, Pensylvane Asscoation of Notand
[                Notary Public
_o
 
AW 971161 (1) I am Manager, Advanced Plant Safety And Licensing,in the Nuclear Projects Division, of the Westinghouse Electric Corporation and as such, I have been specifically delegated the function of reviewing the proprietary inforrnation sought to be withheld from public disclosure in connection with nuclear power plant licensing and rulemaking proceedings, and am authorized to apply for its withholding on behalf of the Westinghouse Energy Systems Business Unit.
(2) I am making this Affidavit in conformance with the provisions of luCFR Section 2,790 of the Commission's regulations and in conjunction with the Westinghouse application for withholding accompanying this Affidavit.
(3) I have personal knowledge of the criteria and procedures utilized by the Westinghouse Energy Systems Business Unit in designating information as a trade secret, privileged or as confidential commercial or financial information.
(4) Pursuant to the provisions of paragraph (b)(4) of Section 2.790 of the Commission's regulations, the following is furnished for consideration by the Commission in determining whether the inforniation sought to be withheld from public disclosure should be withheld.
(i)      The information sought to be withheld from public disclosure is owned and has been held in confidence by Westinghouse.
,        (ii)    The information is of a type customarily held in confidence by Westinghouse and not
                - customarily disclosed to the public. Westinghouse has a rational basis for determining the types ofinformation customarily held in confidence by it and, in that connection, utilizes a system to determine when and whether to hold cenain types ofinformation in
;                confidence. The application of that system and the substance of that system constitutes
:                  Westinghouse policy and provides the rational basis required.
Under that system, information is held in confidence ifit falls in one or more of several l
type :, the release of which might result in the loss of an existing or potential competitive advantage, as follows:
i
 
e AW 97-1161 (a)    The infonnation reveals the distinguishing aspects of a process (or component, structure, tool, method, etc.) where prevention ofits use by any of Westinghouse's competitors without license from Westinghouse constitutes a competitive economic advantage over other compa..ses.
(b). It consists of supporting data, including test data, relative to a process (or component, structure, tool, method etc.), the application of which data secures a competitive economic advantage, e.g., by optimization or improved marketability, (c)    Its use by a competitor would reduce his expenditure of resources or improve his competitive position in the design, manufacture, shipment, installation, assurance of quality, or licensing a similar product.
(d)    It reveals cost or price information, production capacities, budget levels, or commercial strategies of Westinghouse, its customers or suppliers.
(c)    It reveals aspects of past, present, or future Westinghouse or customer funded development plans and programs of potential commercial value to Westinghouse.
(f)    It contains patentable ideas, foi which patent protection may be desirable.
There are sound policy reasons behind the Westinghouse system which include the following:
(a)    The use of such information by Westinghouse gives Westinghouse a competitive advantage over its competitors, it is, therefore, withheld from disclosure to protect the Westinghouse competitive position.
(b)    It is information which is marketable in many ways. The extent to which such information is available to competitors diminishes the Westinghouse ability to sell products and services involving the use of the information.
 
4 AW 971161 (c)      - Use by our cornpetitor would put Westinghouse at a competitive disadvantage by reducing his expenditure of resources at our expense.
(d)        Each component of proprietary informa* ion pertinent to a particular competitive advantage is potentially as valuable as the total competitive advantage. If competitors acquire components of proprietary information, any one component may be the key to the entire puzzle, thereby depriving Westinghouse of a competitive advantage.
(e)        Unrestricted disclosure would jeopardize the position of prominence of Westinghouse in the world market, and thereby give a market advantage to the competition of those countries.
(f)        The Westinghot se capacity to invest corporate assets in research and                      '
development depends upon the success in obtaining and maintaining a competitive advantage.
(iii)  The information is being transmitted to the Commission in con 6dence and, under the provisions of 10CFR Section 2.790, it is to be received in confidence by the Commission.
(iv)  The information sought to be protected is not available in public sources or available information has not been previously employed in the same original manner or method to the best of our knowledge and belief.
l (v)    Enclosed is Letter DCP/NRC1005 (NSD-NRC-97 5292), September 5,1997, being transmitted by Westinghouse Electric Corporation ()y) letter and Application for Withholding Proprietary Information from Public Disclosure, Brian A. McIntyre (W), to Mr. T. R. Quay, Office of NRR. The proprietary information as submitted for use by Westinghouse Electric Corporation is in response to questions concerning the AP600 plant and the associated design certification application and is expected to be applicable in other licensee submittals in response to certain NRC requirements forjustiGeation of licensing advanced nuclear power plant designs.
w a s,.
 
AW-97-1161 This information is part of that which will enable Westinghouse to:
(a)      Demonstrate the design and safety of the AP600 Passive Safety Systems.
(b)      Establish applicable verification testing methods.
(c)      Design Advanced Nuclear Power Plants that meet NRC requirements.
(d)      Establish technical and licensing approaches for the AP600 that will ultimately result in a certified design.
(e)      Assist customers in obtaining NRC approval for future plants.
Further this information has substantial commercial value as follows:
(a)      Westinghouse plans to sell the use of sim;lar information to its customers for purposes of meeting NRC requirements for advanced plant licenses.
(b)      Westinghouse can sell support and defense of the technology to its customers in the licensing process.
Public disclosure of this proprietary infomtation is likely to cause substantial harm to the competitive position of Westinghouse because it would enhance the ability of competitors to provide similar advanced nuclear power designs and licensing defense services for commercial power reactors without commensurate expenses. Also, public disclosure of the information would enable others to use the information to meet NRC requirements for licensing documentation without purchasing the right to use the information.
3 m. m.
l j
 
l' y
AW 97-1161 The development of the technology described in part by the information is the result of applying the results of many years of experience in an intensive Westinghouse effort and
,                      the expenditure of a considerable sum of money, in order for competitors of Westinghouse to duplicate this information, similar technical programs would have to be performed and a signilicant manpower effort, having the requisite talent and experience, would have to be expended for developing analytical methods and receiving NRC approval for those methods.
Further the deponent sayeth not.
s b$h4 kBG
 
4 Enclosure 2 to Westinghouse Letter DCP/NRC1005 September 5,1997 9
9 3311a em
 
          ...mii .ii....
AP600
                                *                    ~
. Advisory Committee on Reactor Safeguards Thermal Hydraulic Phenomena Subcommittee
                            .      July 28 & 30,1997 NOTRUMP validation Earl H. Novendstern Westinghouse Electric Corporation (412) 374-4790
                                                  .                                                    l
 
Introduction                                    l
              . AP600 vs. Operating Plant SBLOCA Behavior
              . Licensing History                                .
Operating Plants AP6'00
              . Summary of Test Facilities
              . Topical Report Structure Page 2 u
 
i AP600 vs. Operating Plant Behavior AP600 Passive Safety Features v
4A mwsr - +                                                            a-4D            ax          8                                  g
{                                                                                                *                  '
                            \                                  O/m                              A%              e se -a-      pg  X          v
                                                                                                'y
                                                    !at w\        N                    s,P
                                                  /y M g.c@g v %
sa              h,                                  n=,.
                                                                                                                      .c i
 
AP600 vs. Operating Plant Behavior (con't)
Typical PWR Small Break LOCA Pressure Transient                                              1 2500 HPSS                            :
: e.                            ACC (Irdermatent) m 2000 7        / E'$                          .
E
                ~
                    ,,00        r===            '~
                ~
m  1000 N-    [ : w==:==' -_
s,_
I M                        N
: o.                          x          -      .-
500 i are 4 1000      1500      2000      2$00      3000 0    500 Isur      (S)                                                  ;
 
t AP600 vs. Operating Plant Behavior (con't) i                                                                                                                                  -
AP600 Two Inch Cold Leg SBLOCA Pressure Transient 2.500 c                      :'c g            ADS IIRWST                    =l        LTC        :
1 3                              4 I
2,m p
                                          ^
II I                              I 2
                          .----- Trp @ 33 sec.
                          .--      S Sgnal O 40 sec.
1,500                  I=
ae
              <n                                    Acc. Ing 1,000    -
g  IRWST Intactaon 500 sup s
                                  ;          i                ,                    r--
0 0        500        1,000      1,500 2,000 2,500 3,000 3,500 4,000 4,500 5,000
                                                              ,          .an.....
 
i
    %                                                                                                                                                                                          g W                                                                                          '
(                                                                                      g-2
              .o -
                                                                                                      )
(
u
                                                                                                    /
i I                                                                        3
                )Q                                                                                4                                                                                                  &
7-                                          -
[                                  /;                        i                                                                    go$        ,
                )a                                                                              t                          .f*
v                                                                                                                                                                    ._
d      Q                                              l                                                '
A y      _
O
                                                                                                    -                        g                                                                        e g          <                                ..
                                                                                                                                                                                  .. g.
m O        O                                                                                              i F                                                                                        I M                                                                                                s.
O        ),a
_ . _ _ . . . . _ -                                    .)      ,
__ g
      .w C
r; 3:.
                                                                                                  ..            \
      )a    'R y        K                                              a                                i.'
m                                      .
                                                                                                                .                o                          _
a O                                                                                                                                                                    3 2                                                                    )teeF( eroC fo pot evobA level erutxiM
      ,.c
                  )0 D                                                                                                          l                                          l IF
                  ,O                                                                      I t
i                            i
      ~                                                                                                            -
l                                          !                  '
l                                      f.l c      )t-
                  ,                                                                                                                i
    .7                                                                                    i j;
        )n    %                                                                                                                                                                                    g M          o                                                                                                i              :
                                                                                                                                    .                          i
                                                                                                                                                                                                    ~
e e          o
        %          O g                                        ht                              '
l I                      fp 2                                            l i                                      ,
1
          .        )g                                                                                                                                ............,''a w
4 t                                                                                                                          ......                                                      e
        <          3                                                    --
                                                                                                            -"                  > ;\                                                                j o            o                                                                                                                  ,
s-a        O w                                                                                                                      ?
a...f T                                            __ _
I_._. _ _Ii g
      >                                                                                                      ~T L,:
                                                                                                                                                  -                                                  o p                                          $
p                        I              $
I                                o
                                                                                                                )aisp( erusserP
 
h Licensing History - Operating Plants
      . Used for Operating Plant Small Break LOCA
      . Emphasis on More Realistic Representation to Address Post TMI Concerns
      . Appendix K Conservatisms Applied
    . NRC Approval in 1985 for Operating Plants Evaluation Modeland V&V(WCAP-10054-P-A)
Coding Documentation (WCAP-10079-P-A) l' age 1 L___
 
            =                                            --      --    -
B Licensing History - AP600                                h
      . NRC Review Needed Because:
Enhancements Needed for Low Pressure Applications Specific Models for Passive Features Added Overall System transient Performance of New Type of
                                                                    ~
Plant
      . Meaningful dialogue for over Three Years NRC andit's Consultants ACRS Consultant ACRS (May 1996)
                                                            . , ~
 
NOTRL~MP Assessed with Extensive                                            -
Amount of Test Data
                                                        -          Full Height Facility l      Core Makeup Tank j                                            % Height CMT Full Pressure and Temperature ADS                ADS 1-3 Valves & Sparger (Full Size)        l Full Pressure and Temperature            l Level SweII Westinghouse /EPRI G-2        17x17 Heated Rod Bundle Boil-Off UKAEA Achilles              69 Heated Rod Bundle Boil-Off Vessel Blowdown Oregon State University                    % Height (7 Break Sizes / Locations)          Low (~400 psi) Pressure              l
                                  , SPES-2                            Full Height                  l (7 Break Sizes / Locations) l              Full Pressure                l
                                                          ~
ry9
 
Report Contains all Relevant Information
                                                      ~
W C AP-14807 PIRT I                      I                                      i              i Model                  Single          integral              Code            R Als im provem ents              Effects        System s          Assessment        DSER Ols Vahdation        Vahdation          & Overview      (Appendim A)
(Ch.1)
Description          Level S well (3)      OSU          PIRT Relatsenship    Responses (Ch. 2)                (C h. 4)          (Ch. 8)                                          ,
I CMT            S P EG-2    Areas of Good Agreement  Road-map Benchmarks (Ch. 3)                (C h. 6)        (Ch. 7) l                                    I ADS                              Delliciencies (C h. 5) l Appendix K Application 1%ge to b._ ____ ____
 
Summary                                          h
                    . AP600 New Type of PWR Passive Features Low Pressure During SBLOCA
                    . Enhancements Needed to NOTRUMP
                    . Validated with Extensive Amount of Test Data Integral Effects Tests Separate Effects Tests
 
~
I W
[
SBLOCA PIRT AND KEY MODEl.S                                                                                                                        AP600, ADVISORY COMMITTEE ON REACTOR SAFEGUARDS THERMAL HYDRAULIC PHENOMENA SUBCOMMITTEE JULY 29,1997 AP600 SMALL BREAK LOCA PIRT AND KEY MODELS M. Y. YOUNG WESTINGHOUSE ELECTRIC CORPORATION (412) 374-5081 4
1    -
i  -_ _ . . -    -n- s.- - -- ._- .
                                                  ..  =-  -----..ii--..---,-..--...-..i.
r_
    .r . - - . .- . -
 
I SBLOCA PIRT AND KEY MODELS                                      AP600 OVERALL. STRUCTURE OF THE PRESENTATION:
* REVIEW THE SBLOCA PIRT AND IDENTIFY THE KEY MODELS NEEDED I
. DESCRIBE THE NOTRUMP CODE KEY MODELS
. DESCRIBE SEPARATE EFFECTS ASSESSMENT PERFORMED FOR EACH MODEL
. DESCRIBE KEY FEATURES OF INTEGRAL TESTS
. DESCRIBE NOTRUMP PREDICTIONS OF INTEGRAL TESTS
. DESCRIBE AP600 METHODOLOGY IN L GHT OF NOTRUMP PERFORMANCE 2  .
 
T ABLE 1.31 PHENOMENA IDENTITICATION AND RANKING TABLE FOR AP600 SMALL. BREAK LOSS.0F. COOLANT ACCIDENT
                                      ^
IRWST Component                                    Natural      ADS                  Injection Phenomenoe              Blowdows          Circulation  Blowdown                Cooling ADS Stages 13 Cnucal Flow                    H (inadvenent      H (inadvenent      H                    L
    .                                                ADS)                ADS)
Two Phase Pressure Drop              N/A                N/A            H                  L Valve Loss Coefficients            'N/A                N/A            H                  L
      ~
Single-Phase Pressure Drop          N/A                N/A        N/A                    L ADS l 4 Cnucal Flow                          N/A                N/A              H                  L Subsonic Flow-                      N/A                N/A              L                M Two Phase Pressure Drop              N/A                N/A              M                  M Break Line Resistance                      N/A                N/A                L              L Criucal Flow (in complex              H                    H                H              N/A geometnes)
            ~
Subsonic Flow                        N/A                  N/A                  L              L Discharge Coefficient                M                    M                  L              L Accumulators injecuon Flow Rate                    N/A                  M                  H            N/A Noncondensible Gas Entrainment        N/A                N/A                  L            L Cold Legs
_ Flashing                                  N/A                N/A                    L          N/A Cold Leg Balance Line to-Cold        N/A                  H                      H            L Les Tee Phase Separation                    N/A                  H                                  L H
Stored Energy Release                N/A                  L              N/A-              L Vessel / Core                                .
Decay Heat                            H                    H                      H          -H:
                ' Forced Convection -
M-                  N/A                N/A            N/A-Flashing -                            M                  N/A                    M            L Wall Stored Energy                    M                  N/A                    M          M Natural Circulation Flow and          M                    M                      M            M Heat Transfer            ,
Mixture Level Mass inven ory          H                    H                      H          H Mass Flow                            M                  M                      L            L Flow Resistance                      L                    L                      L            L
            *WWW h giwim                                      1.3 5                                                  Rev.2
 
e.
TABLE 1.31 (Cont.)
PHENOMENA IDENTIFICATION AND RANKING TABLE FOR AP600 SMALL. BREAK LOSS OF. COOLANT ACCIDENT Component 1RWST Natural                                                            ADS        Injection Phenomenon                Blowdown        Circulation                                                      Blowdown      Coollas CMT Draining Effects i
Condensation on Cold nick              N/A              N/A                                                              M            N/A Steel Surfaces
(
Transient Conducuon in CMT              L                L                                                              M            N/A Walls Interfac, Condensation on CMT          N/A              N/A                                                              H            N/A Water Surface (break stre dependent)
Dynamic Effects of Steam              N/A              N/A                                                              H            N/A Injecuon and Mixing with CMT Liquid and Condensate Hermal Stratification and              L                H                                                                H          N/A Mixing of Warmer Condensau with Colder CMT Water
* CMT Circulation
* Natural Circulation of CMT and          H                H                                                              N/A            N/A Cold Leg Balance Line Liquid Mixing of Cold Leg              H                H                                                              N/A          N/A Balance Lir.e. Condensate, and CMT Liquid                                                                                                                    I Flashing Effects of Hot CMT            N/A                L                                                              M            N/A Liquid Layer CMT Wall Heat Transfer                  L                M                                                                M            N/A      ll CMT Balance Lines                                                                                                                                  '
Pressure Drop                          M                  H                                                              H            N/A Row Composition                        M                  H                                                                H          N/A Downcomer/ Lower Plenum            ,          _
Flashing                              N/A                N/A                                                              L          N/A Level                                  M                M                                                                H            H Loop Asymmeay Effects M                M                                                                L            L Stored Energy Release                  L                L                                                                L            L Hot Legs                                N/A-                L                                                              L            N/A Countercurrent Flow        .
Entrainment                            L                  L                                                              M            M Rashing                                L                  L                                                              L            N/A Honzontal Fluid Straulication          N/A                M                                                                M            M
(
(L5t.A                                                                                          M
 
e..
1
.i 4
i                                                                                  - TABLE 1.31 (Cont.)
i PHENOMENA IDENTIFICATION AND RANKING TABLE FOR AP600 SMALL. BREAK LOSS.0F. COOLANT ACCIDENT l
;                                                                                                                        IRWST Component Natural      ADS      Injection
;~*                                              Phenomenon                      Blewdown        Circulation Biowdown    Cooling l                              Phase Separation in Tees (Flow                        N/A              M        M          M Region)
;                          1RWST j                              Diwharge Line Flashing                                N/A            N/A        N/A        N/A          -!
i                              Flow and Temperature                                    L                M        -L        N/A-4 Distribution in PRHR Bundle
]                              Region l                              Pool Level                                            N/A              M        L          H 7
Gravity Draining                                      N/A.            N/A        N/A        H l                              Vapor Condensation                                    N/A              M        M          L
,                              DVI Line                                                M                M        M          M
!                              Pressure Drop (flow resistance) i Pressunzer
                            -CCFL                                                    N/A            N/A-        M          N/A            3 Entrainment/De entrainment                            N/A            -N/A        M          N/A Flashing                                                H              N/A        M          N/A
                            - Level (inventory)                                      M                M        M          N/A Level Swell                                            M                L        M          N/A Stored Energy Release                                    L                L        L        N/A Vapor Space Behavior                                  N/A              N/A        L        N/A Pressunzer Surge Line Pressure Drop                                            L                L        M        N/A
                            = Flooding '                                              L                L        M        N/A      l Steam Generator -
Two Phase Natural Circulation                          M                M        N/A        N/A Steam Generator Heat Transfer '                        M~                M        L        N/A Secondary Conditions                                    L                M-        L        N/A            1
                            - U Tube Condensation                                      L                L        N/A  .
N/A Secondary Level                                        'L              -M-      N/A-      N/A Secondary Pressure                                      M              .M        N/A        N/A i                                                                                                                                        .
Steam Generator Tube Draining -                          L                M-      N/A      -N/A            '
PRHR-Single. Phase Heat Transfer                              M                M        N/A        N/A Two-Phase Heat Transfer                                N/A              M-        L        N/A Condensation Noncondensible Gas Effects                              N/A              N/A        L        N/A Recirculation Flow -                                    M                M          L        N/A e u6 w u69 . d m 06:297                                              RS.T                                  Rev.2
 
s TABLE 1.31 (Cont.)
PHENOMENA IDENTIFICAT10N AND RANKING TABLE FOR AP600 SMALL.BREAX LOSS OF. COOLANT ACCIDENT Cornponent                                                                IRWST Natural      ADS                  Injection Phenoruemon              h wdown      Circuletka  Blowdown                Cooling Upper Head / Upper Plenum Draining Effects                        L              M        M                      N/A Ruhing                                  '.
                                      ,                              N/A        M                    N/A Mixture Level                          54              H        H                        H Entrasnment/De.es. I{'y cieni          N/A              L        M                      M RCP Cout Down                              L            N/A        N/A                    N/A Row Resistance                          L              L        N/A                    N/A 4
0 t
e 4
se'
_ = . ._                _ _ _            _ _ _    _
o 04Mw06Me wrd Ib.061297                        W        -
                                                                                      ---  --- ~~
 
4 w
w w
CF e mwst -*
qD                        O v
                                                                \          v
                                                                                %,                                                              e3
                          $$                        R HX        O                                                                              v
* NC/M 4  $            '
1 v
* M          -
I                      Y      \'1 v
Hv T    /                                    $$                                        #
                      -            &,,m                                          -                                                            -      -
v          %
CWT                                                                                                        f m                                                                                                                        w <
Log.                A comm                                                                                                  ,
ACC      -
* esoo.c re s F1gure 13 AP600 Passive Safety Systems Con 8guration a p i.. ,r.i w 2its        -
19
 
[ pip n
[
SBLOCA PIRT AND KEY MODELS                                                                          AP600 AP600 SBLOCA PHENOMENA AND NOTRUMP MODELS COMPONENTIROLE IT PLAYS                  IMPOMIANT PHENOMENA                KEY MODELS ADS or break; vents steam or              -Critical flow                    -Cntcal flow steam water mixture.                    -
                                                                -Post-critical pressure drop      -Hydraulic resistance Core; main source of steam which          -Mixture level                    -Level tracking must be vented. Drives natural            -Mass inventory                    -Two phase flow
* circulation in main loops early in        -Decay heat                        -Decay heat transient.
Upper plenum / upper head: paths          -Mixture level                    -Level tracking for core generated steam to hot          -Flashing (vapor fraction)        -Two phase flow legs. Large volumes for phase            -Entrainment                      -Level tracking separation, level swell.                  -Draining                          -Hydraulic resistance Hot Leg: path for core generated          -Horizontal stratification (flow  -Two phase flow steam to steam generator,                regime) pressurizer, and ADS-4.                  -Mixture level                    -Level tracking
                                                                -Entrainment, phase separation at -Level tracking ADS 4, PRHR connections
                                            ~
            *Two phase flow model: calculates vapor and liquid flowrates, local void fraction 3    .
 
D"4 A    L SBLOCA PIRT AND KEY MODELS                                                                  AP600 AP600 SBLOCA PHENOMENA AND NOTRUMP MODELS COMPONENT / ROLE IT PLAYS              IMPORTANT PHENOMENA            KEY MODEES Steam generator- heat cink during      -Two phase natural circulation  -Two phase flow early portion 6f transient, heat      (vapor fraction, hydraulic      -Level tracking source later in transient. Breaks      resistance)                    -Hydraulic resistance natural circulation in main lo.op.    -Heat transfer from primary to  -Condensation heat transfer Path for core generated steam to      secondary side CL.
Reactor coolant pump: drives flow Flow resistance during natural        -Hydraulic resistance early in transient. Resistance to      circulation natural circulation in main loop after trip.
Cold leg: path for core steam to      -Horizontal stratification      -Two phase flow CMT balance line.                        (flow regime)
                                      -Mixture level                  -Level tracking
                                      -Entrainment/ phase separation  -Level tracking at balance line connection Downcomer/ lower plenum: path          Mixture level                  -Level tracking for loop and DVI water to core.                                                                            '
4    .
 
y
[M]
SBLOCA PIRT AND KEY MODELS                                                                    AP600 AP600 SBLOCA PHENOMENA AND NOTRUMP MODELS T,0WONEWTIROLE IT PLAYS                IMPORTKNTPRENOMENA                KEY MODEES CMT; source of cold water when        -Natural circulation, thermal      -Hydraulic resistance RCS pressure > 700 psia. Provides    stratification prior to draining.  -CMT model contact between cold water and        -Condensation and onset of steam.                                CMT draining, drain rate          -CMT model Accumulator (ACC): injects cold      -Flow rate                          -Hydraulic resistance water when RCS pressure < 700 psia.
Pressurizer and surge line: path    -Mixture level                    -Level tracking for steam to ADS 1-3. Source of      -Flashing (vapor fraction)        -Two phase flow model water for level swell and/or draining -CCFL                              -two phase flow model into HL PRHR; removes heat from RCS          -Heat transfer to IRWST            -PRHR heat transfer during early portion of transient.    -Natural circulation              -Two phase flow
                                                                                  -Hydraulic resistance IRWST; source of water when RCS      -Water level                      -Level tracking
                                              -Drain rate                        -Hydraulic resistance pressure < 20.        -
s    .
 
:i ?dj
( i; 4 ;
Ipy:
3  l SBLOCA PIRT AND KEY MODELS                                                              AP600j The following models are important to accurate prediction of AP600 SBLOCA transient-                    _
: 1. A Two phase flow model for both vertical and horizontal flow regimes to calculate phase distribution (void fraction) and flows.
: 2. A Level tracking model to:
Calculate mixture levels and conditions at high points in the system.
Calculate phase separation or entrainment at branches and tees.
: 3. A Hydraulic flow resistance models for loop natural circulation flow, CMT, PRHP., and IRWST line flow, and post critical ADS flow.
: 4. A CMT model to calculate the draining of the CMT.
                                                                                                      ~
: 5. A PRHR model to calculate the flow through and heat transfer from the PRHR.
: 6. A Critical flow model for the ADS and break.
                                                                            ~
: 7. A Decay heat model for the core.
Nearly all the modifications made to NOTRUMP for AP600 were an effort to develop new models or improve existing models in the most of the above areas.
6  .                                                    ,
                                                              ^
E  __
 
i                  o                                                  yq NOTRUMP CODE DESCRIPTION AND ASSESSMENT                                      gpsoo, ADVISORY COMMITTEE ON REACTOR SAFEGUARDS THERMAL HYDRAULIC PHENOMENA SUBCOMMITTEE JULY 29,1997 NOTRUMP CODE DESCRIPTION AND ASSESSMENT M. Y. YOUNG WESTINGHOUSE ELECTRIC CORPORATION (412) 374-5081 e
1      .
I
                                                                                                    .. ,i
 
4
                                                                                                              .l 9q 11  [
NOTRUMP CODE DESCRIPTION AND ASSESSMENT                                                        AP600
:      NOTRUMP CODE STRUCTURE:
NOTRUMP is a general network code with features similar to RELAP and TRAC-PD2 (1-D model)
One dimensional, staggered mesh, upwind differencing                                                            i Control volumes containing fluid are connected by flowlinks which transfer mass, energy, and momentum.
Each flowlink calculates vapor and liquid flow via:                  -
1 Mixture momentum equation and a constitutive (drift flux) model Each volume contains two regions:                                                                      .
Upper vapor region:
1 Mass balance 1 Energy balance            ,
Lower liquid or two phase region:
1 Mass balance 1 Energy balance Mass and energy transfer between regions.
Explicit tracking of location of interface between regions.
2 ,
 
                                                      ,lllll 0j 0
  "  6 k
[ P A
P              l
                              *.I        .-        :'        '
1 gdm b*
N      ~,
n  v  \        0/g T      7          /
O J
        /                                        a T
N E
1                        v F                r      T M
PP                M S
S  A                                      _
E  zC                L S                                          _
S  EA RRT A                            3 D                              ll1 N
A N
O
                                                                      ~
I T
P I
R C
S                                            -
E                        w D  x                N E  D D  P                              Yr O
C A                    re P  A M  R U
R  T T
O N
l1            ll'
 
a f4; AP600j TWO PHASE FLOW MODEL                                                                                                              ~~-
NOTRUMP two phase flow model uses a mixture momentum equation:
B G, + i BA p, U L + I BA p f U !                            _
JP                Para
                                                                                                                                                        - g p*
Bt        A            8x                  A    8x                      dx                  A where:              ,
a(1- a)p,pg
                                                                          *JP_                P,                                                                                      '
U ,= U,,- U,
                                                                              = f(P,a,G,)
ASSUMPTIONS:
Drift flux model can be used to determine U,.
Momentum flux terms can be ignored.
Hydraulic resistance term can evaluated by two phase friction multiplier-Pat,,1(f* GL A            2 r Dig , p,
                                                              ~
1 9
                                                                              . - . . . . . -      u
                                                      ------.s    .. . .
 
M'i e
TWO PHASE FLOW MODEL
                                                                        ^
DRIFT FLUX MODEL: BACKGROUND Averaged across the duct, the drift flux equations are:
                                  < j, > = < aj > + < a y, >
                                < j, > =< (1 - ajj > - < a y, >
Define a " drift velocity" V,:.
V, = U, - j = (1 - a)U, Define a " distribution parameter" C, as:
                                                < af >
Co =
                                            < a >< j >
;      Define a weighted average drift velocity <<V,>>:
l
                                  <ayg > =< a >
                                                    <aVa>
                                                      <a>
                                  =< a > ((Vy)) -
                                  = < (1 - a) U, >
2 4
 
V
{
1
                          =
C, ht i
w d
e s
u                            t n
i s                            l e
a
                        /                            i v
u V<                              q t
y                              e f
* i c                              o
                >      l o                              s              .
            >    y
                    ,    e                      >      m            3
            >            v                  >      ,  r e
a<><
t                                        >
f                              t y                                yg <V i
r  >                          n      j
            <          d          ,            >
i
            <    a      e g    u              >    a d
e      1)
            >  <        a    <          :
s a    -      r                e r
a<          s o
e    )>          a  <    -
e      C
            <            v                      >      r      (
            +  j        a    a          s  +  j      p      +
n    <          n  >          x      >
a                o  j  <      e      >
j  )>          ,
                                -      i t
a      )>      e        g
            <    a      )r a
1
(
u
                                            >    a b        y
            >                  =          q              n      <
l u    >          e  a  <      a      <
L    a  <o      n        ,      x  <    -
c        =
E    <  C        n    y          u D      o    -      a              l
                                            =
1
(      /      >
O    C (1        g f
f t    ,
j >
                                                  =
V<    :  y M    =
                =
(e              i r
                                                          .y
:                              d      j      )b W  s  ,  j      s                g      <
a, n jj          w                              G".
O  o < <          o                n            fC L
F i
t l
f i
d              ="
a            d                n E
S u
q            t e                o p              /dn A  e              a r                s            V<    "a H  x              a                er              ,>
P  u              p                r y/
l f                e                o            l l
O t                s                c              aV u
W f
i r
r o              h e            s<
T D              F                T              U "<
.                    l l  l!l
 
                                                                      -#N TWO PHASE FLOW RAODEL RANGE OF APPLICATION OF DRIFT FLUX RAODEL IN AP600 Three types of regions are modeled in the AP603:
: 1. Vertical pipes from % inch 10 inch diameter.
: 2. Horizontal and inclined pipes over 1 foot diameter.
: 3. Large diameter vessels irith pools of two phase mixture.
Pressure range: 1500 to 14 psia
                      ,-  .    -  o_ 3 c.
Fluid velocity range:            except near break and ADS e
4 0
4 e
i
 
pq
                                        ~
                                                                                                                                                                                                        !      j TWO PHASE FLOW MODEL                                                                                                                                                                                  '
VERTICAL FLOW MODELS PIPES: use modified form of EPRI full range drift flux model:
                                                                            -                ~
1/ 4 Obyg
                                  <<Vy,E>>*IAI                                      z                  (< a >, P,jg,j,, D)
                                                                            - PI -
Co,e = g(< a >,P,jf,j,,D)
                                                                                                                                                                              . __                          o_ , C_
___                                                                                                                                                                            _              L VESSELS: use modified form of Yeh void fraction correlation:
                                                              ,                    > 0239 (                )a(      . m 0.6
                                          < a >= 0.925i                  (O                            "          #"
                                                                          \ pg >                  <  U,3 >    < j >
r                31/4 U,3 = 1.53
                                                        \ 01 j a = 0.67,f, / U,3 < 1 a = 0.47,f, / U,3 21
          -                                                                              _.      . a_ , c-L_                                                                          _.
Basis for modification's will be explained below.
5 e
G
 
l 9N
                                                                                          ,t TWO PHASE FLOW RAODEL
                                                                                    ~~
RSodification for CCFL:
Wallis flooding model:
j " + m(-j,' }"' = C
_            ,' _ l v. _      iv J        hpgD
                                                \  Pv is I' ~_ ]Pt  J l Pr it      _~
hpgD
                                                    ) Pt hpgD J_-    _
                                            )  Pv At larger scales (D>2 inches) Kutateladze characteristic velocity is appropriate:
                                                  -l/4 K=          #
z
                                          . Pv _
o 6
6 e
 
jpg  n d
i:
TWO PHASE FLOW MODEL                                                                                                            '
CCFL without condensation at small scales { pipe diameter less than 2 inches) represented by:
y    3 #4 j"' + (0.3 < m < I.0)    5      (-j,}"' = (0. 7 < C < l.0)j"2
                                      < P,)
CCTF for large pipes and orifices typical of reactor represented by:
(  y H4 j"' + (0. 7 < m < l.0) 5  l
(-jg}"' = (1.5 < C < 2.0)K"'
k P,)
Special forrns of "<<Vf>" and "C." which sweep out the Wallis flooding curve:
_                                                                                                                                        a . c-7                                                                                                    m, e
M 7
                                                                                -._.____n_-
 
                                                                                                                                            .py i
I TWO PHASE FLOW MODEL L#""
Modification to Yeh model:
Assume j/j is close to 1.0. Then Yeh correlation reduces to:
                                                                  < a >= C, < j,, >"
and can be converted to drift flux form:
I''
e mm 6
8 C
 
U......-    , , , . , , .. ..    .
m                .
TWO PHASE FLOW MODEL VERTICAL DRIFT FLUX MODEL ASSESSMENT
: 1. Simulate CCFL process at various scales and pressures, compare predictions with Wallis model Model vertical pipe with downward liquid flow Increase. vapor flow until liquid flow reverses Pressures:'                20,1000 psia .
Diameters: .              .75,3, 24 inches Liquid flows:            ' low to high
: 2. Compare Yeh correlation with more recent void fraction cosrelations
: 3. Simulate level swell tests, compare predictions with measured void fraction                    -
(These will be covered in level tracking presentation)
: 4. Confirm appropriate flow regimes have been modeled by plotting of calculated fluxes on flow regime maps.
9
                              .e
 
AP888, TWO PHASE FLOW RAODEL HORIZONTAL COUNTERCURRENT FLOW A80 DEL:
Based on " flooding" nature of stratified flow regime boundary.
Wallis ar.d Dobsen criterion for limit of stratified h
                        .                    j ,, = 0.5 < a >''2
                                                        =
5''
                                            -                  %pgD i  P, Dukler and Taitel:
_    ',_ g                        <a>
                          ''**      u DJ \ d(1-< a >)/ d(hr / D) j,,,=<a>
These all yield equations similar to Long's model for the conditions at the onset of instability in a stratified flow:                *
* 2                  2
                                                  +I'=C2
                                '(I - a)"              a" 10 e
4
 
    !h!ij0 0
M      6_
P~
    !G
    ! i! 'A-a.
1 1
                  )
i s
l l
a                          7 W      I 1          0 7
y              =
b        =
                                                =
2        "
n  U        *,          '
w  '
j, j          '' ,
o      +      +      :
e    j h            :  '        p    +
s  2      e p "        o  '
s  "        *,      l  '
a  '
j    o  j      e  '
v
                                              '.j l
L    (            e          n E      e          v          e D      p          n O      o          e          n l
e          n          o M      v          o i
t i
n        i t            s W      e        i s          n a
O    n            n          r L    o          a          t F    i t          t r
n E
i s          l            o      m S    n          t e          s A    a          i          b H    t r
ra f          D-o P    s            r O
                  'g          i e        i s
n          k l
l a
  .          W    o            u T    L          D          W l l
 
:199(1
                                                                                                                                  .iA-P.G00; Based on similarity to flooding, a "levelizing" drift thax model was assumed with orift flux lines tangent to flooding curve:
_ . a. , c e
k O
              ~
12
                                                                                +
i    -
 
M 1
[
TWO PHASE FLOW MODEL                                                                                                            #"'
HORIZONTAL MODEL LIMITATIONS:
Flow regime is assumed to always be stratified.
HORIZONTAL DRIFT FLUX ASSESSMENT:
Simulate transition from countercurrent to cocurrent flow at various flows and pressures, compare predictions with Dukler and Wallis flow regime boundaries Model horizontal pipe'with initial liquid flow into reservoir increase vapor flow until liquid flow reverses Pressures:                            20,1000 psia Diameters:                          '3 feet Liquid flows:                        low to high 13 e
                                                                                'd-
                                                                                      " ' ' " - - " ' " ''"""' "'A'' '' ''
 
                                                                                                                                                                                  )W
                                                                                                                                                                                - i  L TWO PHASE FLOW MODEL INCLINED PIPES ASSESSMENT:
Literature survey indicated that even small inclinations result in disruption of stratified flow regime.
Inclined pipes modeled with vertical two phase flow model.
CONCLUSIONS:
NOTRUMP two phase flow 'model is applicable, with following limitations:
CCFL in vertical flows at low pressure may be too restrictive.
Applicability of horizontal model limited to stratified flows.
Application to inclined pipes may be incorrect.                                                                                                    -
14                      ,
                                                                                                                                                                                          ~
o
 
                                                                  ~
:E' c._
DRIFT FLUX MODEL                                            ]pd FLOODING CURVE WITH TANGENT DRIFT FLUX LINES Flooding lines in countercurrent            _30,o flow regime l
                                                    )
                                                    , - 8.0
                                                      - 6.0 i
                                              '/      .            o
                                          /                        O
                                        /
                                                      - 4,0
                        , -f s'
                                                        - 2,0 I.0 -$.5 -$ 0 -$,5 -$.0 - 1.5 - 1.0 -d.5      O!O        0.'5    1.0 JF 1
o
 
()"4 DRIFT FLUX MODEL                                                                                                                                                        AP600 COMPARISON OF NOTRUMP VOID FRACTION CORRELATION TO SUDO CORRELATION Cc;:h:=. of Yeh to Sude Void Fraction Correlation: Atmospheric Pressure 09                                                                                                                                                              .
0.8 0.7                                                                              ,f--
                                                                          '              ' '  ~ ~ - - - - - - - - - - ~ ~ - - - - - - - - - - - ~ ~ ~
06                                                        ,-
                                                                                                                                                                  - - - sudo to= 5 nj e 0.5                                      ,      .-
        ~g e' =..'.-; .
                                                                                                                                                                  -- ---Sudo(D=1n)
To                              ,
                                            .,-,. -                                                                                                                - -- Sudo tD=15 R) s Yeh
          & 04                    r e. ,""
r f..,-.
g..s 0.3              17 l}
E 02          of m
0.1 0'                                                                                                                                        %
15                    20                      25 O                        5                      10 vohnneanc Fhsx (ft/s)
 
25 EE DRIFT FLUX MODEL                                                                        )P60 NOTRUMP MODEL FOR VERTICAL PlPE
  %      Non<nucal Flow Link
  ..+ Critical Flow Link                          ..,,,,'*, .  ,
                                                                  /0 's,20                          !,
Interior Fluid Nodo 7.0 :
Boundary Rwd Node            I                      to  I            20  I
  ,f* * ~]                            -                                                              {
i .J                                                              !                !              l na            "
i                                          !    l;                  'd -l M    ;            I                  l l                                l
                          ,                                                l                          .
r,;
                                      -                    l
                        'l
                  .\
l        l                hl            1'l                    L''                l
,                i
                                                          ,e i                      d            s.o r-
                  '"gi l8
                                                            ;s l      ,
f I
A2                        l            ' l                l
                  , .s    e                                      r i d i          4.g s
                  !7                                            8I                    !
                  !l 6 r l 3
l e
t e sj l              l 0                    I e
t i                                  e e .!          !ie' !.            3.0 !
lsi                  4                                                              ".-
                  ;e !
l -a l! l , l!        e                  l l
r"  i                h4              ;dl
* l ;l * '                            !
    ,            i      l                                  ;!      .
2.84-i e .                s                    i                i                        i I
hI i
i i
i      i i
i 6
                                                                        'i                !
i      l                                  i                i                l't 5                                l l      i.          _
l        s l
l I
i                                                                              .
                          '                36                L. . . J u      ,
L ..J c
0.0 L Q s J,  j      ,
N            Caerk Tank                                                        i
                              %                                                                            l 10.E y(ft) 3
 
1                                                                                                                                                        -
EVEE
:=    -
DRIFT FLUX MODEL                                                                                                                        Aff@-
CCFL PREDICTION (0.75 inch pipe,20 pala)
          ----- -. U P P E R B0U N D 0 F D A T A
          - - - L OWE R BOUNO 0F OATA
          .            .NOTRUWP SIWULATION 10 YA -
h      -
8 i
              ...~....-                                                                                                                                        .
e s
_ s. N 4
                    ,        N                                              .. . ' .                  .
                        .            s N.3.s.                                                          ..' ..                  .,,.,
e.,.g <
                                                              ~s er      ..
e          s. :y , ,: - . , , , , , ,'
                                . . . .                  >          . N s;'                      .
                                                                                                              ..s....
2                                                                    m
                                .l .                    j
                                                          .-              e i t N                        .. 1 s          ,
: i.                                            [                    \
                                -                                              .                          N                  .
                                <  r                                    . 1
                                                                                                              .N
                                                          .                    .                                          : s.
                                                                                                                            .        s,
                  ,        ,      ,,              ,    ,1 ,            ,                      ,          ,              ,          i  s,      ,      ,
o                                .2                  .4                                .s                                  .a            y2    1
                                                .            Fig. 3.2-11                                                                  -//
4
 
W5
                                                                                                                                                                            = =
DRIFT FLUX MODEL                                                                                                                                                      AP665    .
CCFL PREDICTION (3 inch pipe,20 pala)
      ----- -. U P P E R B OU N D O F D A T A
      - - - L OWE R BOUND Of DATA
                            .NotRUWP SiWULATION 10 ff        -
            '~ ..,-
8 6
: s.        -
          .                      s                                                                                                            ,,,' .,~~
s s                                                                                                        ' ..,' ..
4 a..,
s, s,
w
_%. s
                                  '*                                                            s L                        . ,  ,        .                                                    N                                                    -
: e.    .
                                                  . . . ,!*                                                          N
                                    },
* s      %,
* g                                    ..                        .
s e                            .
                                                      .t * ' :- . * .
                                                                            ' s .. i                                                              %
                                  ,g.              .
                                                                                                        %.'s                                        s, s
t                      : ,,                  '                                      '
d                        *
                                                                                                                            .                                    s, 1
e 4      .                ...-
N.*.      -
                                                                                                                                                  . ..*.,*-            's s, i
s,
                                                                                                                                                                                    ~
0 0                                      .2                                          .4                                        .6                            .8                      .
gl          (
Fig. 3.2-13                                                                    (--g i
5
 
I bc DRIFT FLUX MODEL                                                                                                                                                      AP600:
CCFL PREDICTION (24 inch pipe,20 pala)
          ------- U P P E R B OU N D O F D A T A
          - - -- 1. 0 W E R BOUND OF DATA
                          . NOTRUWP SIWULATION 10 jv%      -
                  %g g
                        . ,'~~
                                        %g a                            %e g
                                                    *m, m
                                                                    %g
                                                                          'd >g
                                                                                  "%g N                                                                                        %g 6        ',
* 4. m N
N.
y N.
                                                          %,                                                                                                            '~~~..,' ,~
                **..t                                            N    s
                                                                                                                                                                                        ~.,                ?
4
* N'4 =.                                                          N 4a.'    .
N.
              .                                                                                            N
                                            ..*e* *      '                                                      %.
* N i
* s                                      N
                                                                                    *.                                                      5 s
                                                                                              "e s ~~
N
                                  .                          .                                                                                                                N N
g      g . e ge              g        g i              i    t 0                                                          1                                                    i                                  1      I      I    I  I 0                            .2                                .4                                    .6                                                  .8 3.2-15                                                                        g            'i Fig.                                                                                                (y 6
 
w __
                                                                                                                                                                          ==      _
DRIFT FLUX MODEL                                                                                                                                                # ##2 CCFL PREDICTION (0.75 inch pipe,1000 pala)
UPPER B0UNO OF DATA
            - .- - L O W E R BOUND OF DATA
                            . NOTRUWP SlWULATION 3.5
                  ~
      ;  YA      -
V        -
3 2.5          ,
                    .,5
                                                        ,~~
2
                                ....s
                                    ..          ,,g,
                                    ..      s s,                                          g.
s s
A. ,
                                                                                        ,, ,~~., ,'~.
1.5                                                                                                    .
4        ,        .
                                                                      ,g ,.q; , , ,                                        -' ,,
                  .                                  N            .    .                    s, ' .. .,
st                                                                                        ,,,,-
                                                                                        \, .. .'s.
:.                                                                                                                        ~,~
1
                                                                        . , .x
                                                                                                                                                                          ~ _,, ,-
s                .
s(..
                                          .:    .                    . t,  .      .
                                                                                                  ...~.                                            .
                                                                                                . ..  .s      ~.
        .5                                  :
                                                                          .t s                  -
                                                                                                  ...- . . .  ..                              ~
1                            .
t                            .
* s    g              .
                  -                        g                              .
                                                                                                        .-                                                      s 0
                          ,      ,          .,                  ,      , . ,                ,      ,    ,                                    ,        ,  ,    s ,      ,      ,
0                                      2                            .4                              .6                                            8        .      'ge  1
                                                            .                    Fig.                3.2-12                                                              -p 7
 
                                                                                                                                                                            =r c
                                                                                                                                                                            =      -
                                                                                                                                                                                  =
DRIFT FLUX MODEL                                                                                                                                          AP6001 CCFL PREDICTION (3 inch pipe,1000 pala)
UPPER BOUND Of DATA
                        - - - LOWE R BOUND OF DATA
                                          .NOTRUWP SIWULATION 3.5 9 :
          /<                :
3-    .
2.5        .". , .. '' ,,                -
2
                            ' 's N s
s                                                                              ,,
                            .                                  s                                                                                                ,,'
1.5                                                    .
                                                                            %,s. n                                                                                                    ,
g                                                                          ..L
                                                                                          .        ~ ,,
N      <s
                                              .                                                            N, s .A.
                            ~
s ?~ .
5
                                      .              i                        le m
                                                                                                <i                              s-s
:                        -                  3                                                                  -
s  -
t,
                            -                        i t
4k N
                                                                                                                                                                                  's 0
O                                    2                    .4                      .6                                                              .
S    'i Fig.            3.2-14                                                          .8[//
8
 
25
                                                                                                                                                                      = 7:
DRIFT FLUX MODEL CCFL PREDICTION (24 inch pipe,1000 psla) 4.-
UPPER BOUND OF DATA
                - - - L OWE R BOUND OF DATA
                                  . NOTRUWP SlWULATION 3.5
                        ~
              #4 h      3 u.',
2.5                                ' '
                                                          ~~. '
2                                                                        ,,,'-
                      .' N s                                                                          '
s                                                                ,-
s          .
                                                                                .., a
                      ,                                s,x                  -
1'5                  ..
                                                                                            ~. _
                    -        .,                                      %,                                                                                        '~~,
                    ...-                                                      s
                              -                                                s                                                                                                    ,-
s                                                                                                  ,'
N 1
s s
                                                                        '                                N
                                                                                                    ,      s i
5
                                                                                                                .N...
N
:                                                  . -                                                  s
                                                                        ..                                                                              N. s                  .
                                                  .                                                                                                              N N
O                                                                      '            '      '    '      '            '                      '            '    'N '
O                                    2                            .4                    .6                                              8                            l Fig.              3.2-16                                                      [-p,) g 9
 
M 1
l DRIFT FLUX MODEL                                                                                                            lAP600 AP600 FLOW REGIMES IN BALANCE LINE (PRIOR TO ADS) 100        ~
DISPERSED BUBBLE D    /
          ^
10 5                        .                                              .
g                                        ,
      . .g t          -
                                                                                                                                          ~
E      1
:s          .
o m                                                                                                        .
g l
      .?                                                          -
4                            BUBBLE                    ,
CHURN                          ANNULAR                              i 0.1 r l            0.01                                                                        '
10            100 0.01'                                O.1                        1 Vapor Volumetric plux (ft/s)
 
k"J i
i DRIFT FLUX MODEL                                                                                            AP600, AP600 FLOW REGIMES IN STEAM GENERATOR TUBES (PR!OR TO ADS) 100      -
2      10 ;-                        ,
d Ene X
o          ~
o                                ,            .. ..          .
c                  .          .        .      .
E      I  r                                                  -
a          :                  .
g          .
I 3                                                                .
cr              .
2                        BUBBLE                '
ANNULAR 0.1  .
54 vG i
i 0.01 0.1                  1                    10            100 O.01                                                      '
Vapor Volumetric Flux (ft/s) iI g
 
M.
I DRIFT FLUX MODEL                                                                                                            AP600, AP600 FLOW REGIMES IN BALANCE LINE AND ADS 4 (LOW PRESSURE) 100          --
DISPERSED BUBBLE ANNULAR              -
Q        10 2                                            -
                                                          =                                              <
n
:s E                                                                                                            >
o
.u g                                                                                                          i
%                                                                                                      o E        I    r
.2                .
O o
O                                BUBBLE                        CHURN                                o ge o                          l o                                    -                                \
0.01                                                                                                        1,000 0.1                1                      10      100 O.01                                                                                                                    '
Vapor Volumetric Flux (ft/s) r..    .m        sua          jp.s f Us              nm o            n
 
M J l DRIFT FLUX MODEL                                                                                                        AP6M AP600 FLOW REGIMES IN SURGE LINE QUST AFTER ADS).
100 DISPERSED BUBBLE '
                                                                                              /                        -
10 ~
n,,,          -
0 o @**
3            -
M I
du          T
    *c                          .
E
    .2      0.1  -
    ~
CHURN                                          ANNUI.AR                              l 0.01            BUBBLE
                  .                                                                                      5. ,
0.001  r.
                                                                                                        /*                                        ;
                },,,      , ,  ., ..:        .      . . . . .        ..:            . .  .      '      ' -  ' '''''
l 10                100 0.01            0.1                                  1 Vapor Voluenetric Flux (ft/s)
                                                                                ~
hcsnessc=)uU        Bhc D=a                La's e                    O
 
DRIFT FLUX MODEL E    E AP600 HORIZONTAL STRATIFIED FLOW REGIME BOUNDARY 9    ,,
COUNTER CURRENT CO CURRENT
                            -/                -
a s-f                            k N          \  ,
f / -                ~
                                                                          ),-
4 D e
8 14
 
:-r4 l    DRIFT FLUX MODEL 7p,g] '    '
STRATIFIED FLOW WITH LEVEL DIFFERENCE Uy Ah                  ,
[              Ug
                        =
Ax          =
e 15
 
                                                                                                                                            =r e=
DRIFT FLUX MODEL                                                                                                          "E AP600; NOTRUMP MODEL FOR HORIZONTAL FLOW k
30 p...........q l          # Non-Crldcal Plow Unk 4
i i
I                        i I                        6
                            ..              Critical Plow link                                                                l r                                                                                                                                                      [
I                        e i
e i
Interior Pluid Node
(                        l I                      !
(.                                                                                                                        \.
,                            e            Boundary Pluid Node                                                                  "
L . J'                                                                                            j                        ,
                                                                                                                                  !                      i    -
i                      ,
1 I
r--l-- 1i e
              *I 3 -*r - - _- ,- L                                                                                              ,
                                                                                                                                                  !i li98r l
                                              .- 3
                                  '
* t-                                                                                                            Seere, j
              +-l.15'.-Di. Ph*seert10s                  1                  2                3        4            3                6          i e o0 . -o; .- _ . _ _                    -        -o.      --                --        -
                                                                                                            -o.    -    -o.                =_    !
                          , - - - - , ,                                                                                                            i                ;
~
              + 1.ci'5fl
                                -  .J        l                74                1            '"31      1              81 c*,      T...J' r-i i      r20 i          i                                                        nna i      W I,
                                                            !I ,l_.4  .__;
x (m            l:                l      '        l              l        l            l              l
                                          . is          . is              . is            ~.*          .s            3                e l
16
 
g-==
DRIFT FLUX MODEL                                                    7pso5o VAPOR FLOW INTO HORIZONTAL PIPE WCFL 3 - VAPOR FLOW RATE FOR LINK 3 10 m      0                                                                    -
as g
* E        -
      .a          .
v
          -10 y
* g o -20 at:        .
g o        .
[ -30        .
: c.        .          '
2 -40 se                  4        *
            -50                                      '      '  '''      ' ' ''  '
O                  500              1000        1500            2000 Time          (s) 17 i                                                                                          _ -
 
                                                                                    =
W_
DRIFT FLUX MODEL                                                                E AP600t LIQUID FLO'W OUT OF HORIZONTAL PIPE 4
WFFL 3 - LIQUID FLOW RATE FOR LINK 3 160 J
4 d        M g    120 E      :
      .m        .
      ""* 10 0 v        .
                =
* 80
      ~        .
g        O      a 4
60 m      -
o      .
l      u      40 o    20 m          :
0                                    _  :::
M N                                                              4
            -20                                                                          -
0                500                1000            1500                2000 Ilme              (S) 18
 
g_
ORIFT FLUX MODEL                                                                                ap,o?
LIQUID LEVELS IN HORIZONTAL PIPE HORIZONTAL FLOWi P=20 psio. WF=10 lbm/sec. WC=40 lbm/sec NATER LEVEL FOR 3 rT (10) pioE (utta FLon ;Atcs)
NOT4uuS SivutATION - PiDE uix LEVEL At 100 SECS NOTRuuP S i'au t A t l 0 N        -
AlPE Mix LEvCL At 400 SECS
          ....... NOTRuuP StuutAT10N._. PIPE uix LEvCL At 1000 SECS 15 t
1-    -
l l
    ^
l
    ~                                        '
: u.            5-    -                    i w                                        l                                                                  '
I l
c                                      ,
      >                                      l v
0-    -
I..........,
I c) w i
o                                                  l x        .5-      -
l 2                                                                  !
                                                    .          .      l l
i..........
                        --7-_-._.                                                      '            .
L___                        l
_                                              m _ __- q
_    =_      -
c_
_              s
          -1.5                                l          l            l              l
                      -18                -15          -12          -9              -6          -3          0 Distance From Exit                          (FT) 19
 
E''5 DRIFT FLUX MODEL                                                                                                          3ps5 l
COMPARISON WITH FLOW REGIME TRANSITION BOUNDARY l
HORIZONTAL                        FLOW:              j      ^1/2'              fA1            -
Compared with Data FIooding L i ni t s                                                      (20 p                          $ "o ')
r4i;Et/Ou<LCR
        ---.WALLIS/00950N NorRuup SIMULArioN 20 m    15 N
m ., _ _    N            ..
  ,m m        _                                                                                ,'
N                                                                                                  ,
v    10 w
N          -
N
    >        ~
p
  .m                                                                                      i 5                                                                                4
                                                                                            %(!                              .
l                            \,
_                                              J l
_ , , , , ,  , , , , , , _        ....    .......".a.aa"M 0                              2                          4                      6
* 8                                      1
(-il)^1/2 (ft/s)^1/2 20 Ji 4 %
 
u  <
DRIFT FLUX MODEL                                                                                                                                                  . AP600 AP600 FLOW REGIMES IN HOT AND COLD LEG (PRIOR TO ADS)
DISPERSED 100 1 2            :
2 E
E E                                                INTERMITTENT
          %        10  -
E                          .-
            =                .                                                                                                                                                    1 o            - . ,
g y[            yo                        =.
3            to i                      .        ,        o ANNULAR
                                                  ,    STRATIFIED 4
                                              *                                                                                                                                  \
                                                                                          ,l                        .  .          . . *              -
                                                ,        ,    ,  ,n,              , ,          ,        ,
0.1                                                                                            ,                                                  g ,g Vapor Volumetric Flux (ft/s) 1 l
 
DRIFT FLUX MODEL                                                                                                            AP600 AP600 FLOW REGIMES IN HOT AND COLD LEGS (JUST AFTER ADS)
DISPERSED                                                                        .
                                                          ~
100      -
                .g 5
5 E
E                          INTERMITTENT E    10 E
a h
m          -
3er      ..
                      ;    _.,. h '
:                                                                              ANNULAR STRATIFIED
                                ~
0.I 1                                  10                                  100                                    1.000      ,
Vapor Volumetric i llux (ft/s) 22
 
4 3
                                                                                                                  .                  py i
i DRIFT FLUX MODEL                                                                                                    AP6N AP600 FLOW REGIMES IN HOT AND COLD LEGS (LOW PRESSURE)
DISPERSED 100      -
2 k          =
                                                                                                                              /
5 E
              -E                                      INTERMITTENT E    10 E
              .2                                                                                        -
p                                                                          ..
s                                                                  v ANNULAR
              .?                                                              ,"
a            .
I  w            a
* Ae .o..s'                  . *. * .%. . =;s *..- -
o
                                                          =r.
                                                        } 84," * = ~
: n. W..
_=
                                                                                      -      "(,        STRATIFIED
                                                                        ==    .
q , ,. .
                                                            **s, . .o . I
                                                              ,                        -.        .  .    -    i  .  .  .    .
1                                                    10                              100            1.M Vapor Volumetric Flux (ft/s) 23
 
e j
l.
MIXTURE LEVEL TRACKING MODEL                                              emo MIXTURE LEVEL TRACKING MODEL l
l f
1 .
                                                                                  ., a i  ,
                                  ......1    . . . . . -
 
it' MIXTURE LEVEL TRACKING MODEl,                                                                                                                                                      h AP600 NOTRUMP MODEL:
a) Mixturo level tracking Fluid in a component renresented by a " stack" of fluid nodes, where top node is either closed off or is connected to a flow ! ink.
Vapor-mixture interface assumed to recede or advance at the local velocity of the liquid (UJ in the mixture.                                              -
Mass flowrate of vapor from two phase mixture:
                                                                                              , a. . c-f l                                                                                                                                          -
L                                        _
Mixture volume calculated by mass and energy balance.
Mixture level calculated using vessel geometry.                                                                        -
i i
2                      .
                                                                                                                                  . .m. .__ .__ - .- - - ..-_ .- .. . . _ _ . . . - -.
                                                                .i - . .- - -- ...-- . . .
                                                    .1-- ... - -
 
l,"
MIXTURE LEVEL TRACKING MODEL                                                                                      _im_ _.
b) Mixture entrainment at a tee                                                                                                  ,a,c_
MODEL ASSUMPTIONS:                          '
: 1) Entrainment of liquid from the mixture region to the vapor region is negligible.
: 2) If two phase conditions exist in a fluid node, conditions for a stratified flow regime are assumed to exist, and a vapor region will form.
: 3) At a tee, upstream condition is the vapor which has formed in the stratified lower node, unless mixture level is within D, of the branch connection.
3 -
i5
                                                  -      -    ri -- -- iii-- - - -- - - - .--. - - - ---    - -
 
MIXTURE LEVEL TRACKING MODEL                                                              _A_M_
RANGE OF APPLICATION:
Flowpaths in AP600 where phase separation and entrainment may occur:
CMT balance lines connected to the top of the cold legs ADS 1-3 lines connected to the top of the pressurizer Pressurizer surge line connected to the top of the hot leg ADS 4 and PRHR lines cennected to the top of the hot leg Pressure range:                                  1500 to 15 psia
: a. . c-Ratio of branch to main pipe:
Velocities in branch line:
a
                                                                                                ~
A    .
 
4 n.
MIXTURE LEVEL TRACKING MODEL                                                              A_P_ _60__0 ASSESSMENT OF MIXTURE LEVEL TRACKING MODEL ASSUMPTIONS:
Assumption 1: Entrainment above the mixture level due to vapor flow:
Ishii characterized entrainment above a pool as: a "near surface region" just above the n.ixture level, a " momentum controlled" region where larger drops begin to fall back, and a " deposition controlled" region where the smallest drops are carried up by the vapor.
A critical gas flow exists above which the mixture level is not well defined and there is high entrainment.
Vessel component in which highest vapor fluxes occur is the pressurizer after ADS actuation.
Vapor flows not sufficier.t to lead to significant entrainment above the mixture level, based on        i l
Ishii data.
Conclusion for assumption 1:
Entrainment above the mixture level not expected to be significant in AP600 transient.
S  -
l L_          .        _____  _ _ . - -
 
e..          .. .    .  ..  . - .
                                                                                                    ~
pig MIXTURE LEVEL TRACKING MODEL
                  ' Assumptions 2,3: Mixture entrainment at a tee:
Schrock examined process of liquid entrainment through a branch line connected to a larger pipe with a stratified liquid layer. These experiments resulted in the following correlation for a top connection:
(        ) 1/2              (    y 5/2 Fv.s
                                                                      = 0.395 ^*
                                                      . Ap>                      < Ds>
Note: maximum DJD in test (0.06) smaller than AP600 (0.3)
Froude number based on vapor flux and diameter of branch line:
Fr.s _ W,/ ( As p,)
r IDs g Note: branch line Froude no. in test mucis higher than AP600 except for ADS lines.
Mixture entrainment will also occur when the flow regime in the main pipe is no longer stratified:
(    y 1/2      r            1      r
                                            '      =      l-
                                                                    '                "3 F'                                  .
s Ap)          e        D>    \ d(1- a)/ d(ht/D) 6 .
_ _ _ . _ _ -                                                f
 
ipl h {i MIXTURE LEVEL TRACKING MODEL                                                                                                                                        g_d.
Note that:
(      ) 1/2 P'
lv.s = Fv> ( Ap>
The nondimensional vapor fluxes in the branch and main lines are related by:
                                    . ..      1 ' Ds' '''
Jv _ Jvs y ( g, N < 1: vapor flow in main pipe greater than vapor flow into branch N = 1: vapor flow in main pipe equal to vapor flow into branch, and is from one direction in main P i pe N = 2: vapor flow in main pipe equal to vapor flow into branch, and is from both directions in main pipe                                                .
7                          -
                                                                                                                                                                    .......i......_...c.
                                                                                                                                                                                                        -- - . .._ ...ll
                                                - . . . . _--    r-
                                                                        . --+- - . . . . . . . . . . . . . .-- ..
            - . - . . . . . .    .1    .
 
L"d:
1 l-MIXTURE LEVEL TRACKING MODEL                                                                      A%
The criteria for liquid entrainment into the branch line due to either local velocities in the branch"
* line, or non-stratified flow regimes in the main line, can be examined on a common basis:
t
                                      ;' = i . hl a'
D> h d(1-a)/ d(ht/ D)                                                  t
                                                              'O.39f f D' j' _ !1 ht L  D)      < N > < Ds>
Comparisons indicate that stratified flow transition boundary is limiting condition for entrainment under most conditions.
1 8 .
[
t
 
s
                                                                                                . ,Y MIXTURE LEVEL TRACKING MODEL                                                                AP60Q To address issue of extrapolation, additional data from larger scale experiments were examined.
The branch line diameter was 4 inches, and the main line was 9 inches in diameter, for a diameter ratio of 0.4, larger than that in the AP600.
Vapor and liquid were initially mixed in the main line, then allowed to separate (if conditions permitted) as the branch line was approached.
These tests support tentative conclusion that with stratified flow, entrainment is negligible under most conditions.
Conclusion for assumptions 2,3:
If conditions allow the flow regime to be stratified in the main pipe, separation is nearly complete end entrainment of liquid into the branch line is small.
l l
I 9        .
p,            y    "K
 
p"4 J MIXTURE LEVEL TRACKING MODEL                                                                                          AP600 LEVEL TRACKING MODEL SEPARATE EFFECTS TEST PREDICTIONS:
Simulate a variety of separate effects tests which require the tracking of a mixture level:                                  .
Level swell tests:
GE vessel blowdown tests Boil-off tests:                -
W/EPRI tests in G-217X17 heated rod bundle UKAEA tests in Achilles 69 rod haated bundle i
Conclusion from SET assessments:
Lack of entrainment model affected some GE test predictions, leading to overprediction of mixture level for level swell transients in which the mixture did not reach the top of the vessel.
Mixture level underpredicted in boil-off transients. If core uncovery is calculated to occur, the heat up transient will be conservative.
10          .
                                                                            , , _ ,,,,,,,r. --
                    ,_ _,,...r_    .- . . . . , . . . . . .. . ., , _ , . ,
 
IPf MIXTURE LEVEL TRACKING RAODEL
:a  lli g
      - CONCLUSIONS:
NOTRUROP level tracking model is applicable for calculating the AP600 transient, but has the
      - following limitations. -
RSodel assumes stratified conditions always exist.
Liquid flow from vessel may be underestimated if mixture level does not reach top.
Simple entrainment model is adequate as long as the main pipe flow regime is stratified and branch line velocity is low.
Simple entrainment model may not be adequate near ADS 4 lines, where mass velocities are high.
11    .
 
                                                                                                                                      = m _.
LEVEL TRACKING MODEL                                                                                                  7p,y=}
TYPICAL STACK OF VOLUMES WITH MIXTURE LEVEL Liquid from flow                                  ,
link or created by N                  e condensation                                  e falls as drops                      e          ,          777777 _
e e        /    Liquid from flow link 7
falls directly to mixture t
0 0
* Vapor and liquid flows based on mixture momentum equation and drift flux model O
een 4
e i
 
55 EE LEVEL TRACKING MODEL                                        7p,g TYPICAL NOTRUMP NODING AT A TEE
                          ..              o 0'
fo Cold Leg Balance Line f \
{
Cold Leg
  )        ^ #'%'
From RCS eactor =                          '                                _
                                                    ~                  ~
Pump Outk
  'essel
                      = Norma) Orift Flux Model
                        " Reflux" Model Returns Liquid to Two-Phase Mixture Continuous Contact Flow Link Area; Donor Vapor Fraction Based on mixture Level Within Area
 
25 E_
LEVEL TRACKING MODEL                                        ipeg  .
PRESSURIZER NODING
                                                = To ADS Valws O
O Pressurizer Surge Line
              ^^^^^".__. ,
SG Inlet Plenum 3
 
LEVEL TRACKING MODEL 55 5    ,
                                                                                                                                                                                      'ggs{  I I
ENTRAINMENT ABOVE THE MIXTURE LEVEL (Ishil/Kataoka) i                                                .o                  -
0 I I III                                I I i iIilI                      i          l              j j 4j
                                                        ~
                                                                                                                                                                                        ~
i                                                                        CORRELATION FOR MOMEjiUM CONTROL REGION P(MPol                                                                                                      -
                                                        ~
                                                                                                                                                                                      ~
o        1.72'
                                                        -
* 3.75              STERM AN et al,                            ''
{
* 9.22                                                    *
                                                                                  *STE AM WATER I
                                                        ~~~
: 8. 4 ,                                                    !                                              -
I        o 0.129 KOLOKOLTSEV                                          o                                                        -
                                                      ~
i 0.101 GARNER et al, 1                                                                                        -
a 0. 11 ,
                                                                , 0.30                STYRIKOVICH
                                                                                                                              +                                                      -
a 2.5
* et al.                  m                                                        -      ,
I
,                                      .,_,                    , 5,0                  AIR WATER %'
                                        .3                                    <
                                        '7 10
                                        =
\                                                                                                                                                                                    :
i                                      ~,          -
i w            -                                                                                                                                -
l                                                  -                                                                                                                                -
x a              e j                                            -4 10  _
                                                    -                                          .,          9              -
a                                                            :
                                                                                                                        #                                                            ~
                                                  ,!                                                      9
                                                  -                                      I                  a                                                                      -
1 0
                                                                            -                  a9                                                                                  -
]
                                                            ~
7 9              Iaj e
                                              -5 10 4                                                      3                                              .g i                                                                                                                                                                                      IO 10                                                    10 ee                      g              e 448 (ig/h)h,3                                on          d/ p 1-0,10
 
LEVEL TRACKING MODEL                                                              ,
AP600, TEST OF NOTRUMP ASSUMPTION OF NO ENTRAINMENT ABOVE THE AMXTURE LEVEL ENTRAINMENT ABOVE THE MIXTURE LEVEL (symbols are NOTRUMP g truxture level data m the pressuruer) 80 70      'HIGH ENTRAINMENT 60 O
              . 50 Iw 40 LOW ENTRAINMENT 2.0 10                              4                    m ads. m m muue W
                                        ,    .          +                                                  .
                          %. r -                    __ aner ADS. decreasmg exture level 00                                                                                          70 30            40              50        60 00          1.0        20                          ,
5
                                                .0007 h* Nf D"-'#(p/Ap)'
 
                                                                                                                                                                      ~
E' c_
LEVEL TRACKING MODEL                                                                                                                                  apso?
ONRT OF LIQUID ENTRAINMENT INTO A VERTICAL PIPE (Schrock)
I
;                      100                                    i                        i                    i          i i          i    i 3                                -
i T/S      Air water Stoom woter                                                                                      ,
i I                                -
2 UP        O
                                                                                                                                                                  ~
                                            'IB UP        a                                  A
,                                -                                                                                                                          1 I
e I
                                                                                                                                                      ,4        -
                                                                                                                                                    /
i 4/      ,              _
l                                                                                                                                                l
* g            /
c                                                                                                                    A          #
c  -
l 9
s                -
l N
A                i
                                                                                                                                  /
l            <C                                                                                                                j 1            -                                                                                                a 4                      .
[                                                                                                    A          /
O                        t
                                                                                                                          /
?                        lO    ~
t
                                                                                                                      /                                            -
i
                                                                                                                    /KfK Air water
                                                                                                                  /
o                                    doto
                                -                                                                              p                                                  -
l
\
l
                                .                                                                          I                                                      ~
l
                                                                                                        /
p                                                              .
                                                                                                    /
l
                                                                                                /                                                                  _
i
                                                                                          /
3                                  i                        t                      i          i          t          i    i      i i                                                                                                                                      10 hb /d
 
              .                                                                                                  pyl 1[
LEVEL TRACKING MODEL                                                                          AP6003 COMPARISON OF STRAT FIED BOUNDARY WITH TEE ENTRAINMENT BOUNDARY I
0.9      -
0    3 0.8      -
40 0.7    -    O to
* o 0.6    -
o
                                          + o
                                    ~
* O o
0.4    -            +
                                                    +
0.3    -
1,
                                                      *+
0.2    -
                                                          ++
                        . 0.1    -
                                                              +++
                                                          '    U*    '      '              '    '      *  '
0                                                                          1.8 2 0.2      0.4  0.6  0.8      1      1.2    1.4  1.6 O
JGSTAR DUXLER          t f4=2      'o    ti= 1    a  ff=.1 (Sntstr) a I
i
 
M i  I LEVEL TRACKING MODEL                                                                                              AP600, ADDITIONAL BRANCH ENTRAINMENT DATA: TEST SECTION
                                                . 10cm
                                                  'd*
v    <
branch (3)            =
l N    .:    .
e
:=
:    y                                  nm(2)
:    5
                                                                                                /
                                                                                              /        **
                                  *, f(- - - - , & k - L - - - - --- - - - _ - ' j                        ,
                                  ?    .                                                    ,            . I
                        /                                                                ~f                  A23 cm
                                '* 0 l
                              ' ,f        G              o o o              o                  e  l    /e
                                                                                                  , L/,          l
                          /                                                                  L
                                                                                                      ,e inlet (1) - o.s =              a=                  u.s ,                    =
l M
8 i
l
 
t GE      TEST    8-21-1                                  VolD FRACTION Snapshot at 50 Seconds PROFILE ItSt 0010                                        -
Voi d IFCCtion
        ---.NOTRVMP Simulation                                      -
Void Ft0Ction
        ....... r..i  ooto                                        . M,,to,,  t...i NQtRUMP Simulation - Mintvre Levet 12
                                                                                                                          /
                ~
                                                                                                                        /
                                                                                                                      /
                ~                                                                                                    /
                                                                                                                  /
                '                                                                                              /
                                                                                                          /
10                                                                                              /
                                                                                                    ~
              ~
                                                                                                                  ,/
                                                                                    -              /
n
:............        ...........                    .........,c.,.....  . . . . .. . . . . . . . . . _ .
                ~                                                        ,.                                                  .
                                                                        '/                                                  '
o                                                      I w          -.
                                                            /
v i
    ~                                                  /
    .c        -                                      /
en                                            '
    . 6                                      l v        '
                                                /
I-                                      /
              -                            /
                                          /
                                        /
4 I      e
                                  /
i                                                                        .
                              /
                            /
2 0                    2                                4            6                    8                    1 Void Fraction
 
TABLE 4.21 l
SUhulARY OF TEST PARAMETERS FOR SMALL BLOWDOWN VESSEL STEAM BLOWDO%H TESTS Restriedom Plate            laitial Conditions (9/16.la. dlasseter Test No. Orifice Slee (la.)        bones)      Pressure (pela)          Level (ft.)
b 8211              3/8              109 holes          1015                  8.89 8251              1/2            109 holes          1020                  8.82 8281              1              109 holes          1015                  8.76 911              3/8              77 holes            1014                    8.75 9151            3/8              55 holes          1015                    8.74 10043            3/8              No plane            1011                    10.4
  > 1004 2            7/t              No plane            1011                  10.5 mmt 4 ,r.tki2 iou                          4.2 12                                            Rev. O
 
>                                                        12                                  Differentid pressure cells Ih
                                    -e                      @
                                ~., 80
                                .            er .. . =
m.
                                                                                    =                                                        13 ft 20 mq.4.t .. :mrr. 4 . .
t
                                  '. "> 3 W4 n,.+9*~ -
1I        "                              DP                                      l} ft 71NiSl
                                .7" 1 ;
3 ;;
10 1I ft
                                , , .TA,. t ..,,,
                .                ...my.: ,. . . i,          @                                                    l 2011
.i                              11 Ja.Jf"                p          si DP                                      10 ft
                                            .?A
                                          < ; y -y
                                          .. J r:
                                          . . . . -      g c                                                      9 ft "Y                                                    Goo.,j    l1961                    -
Internal Gow resuiction plate -- >            p@                                          DP                                      8 ft " F DP                            .
                                                                      ;;                                                                      7 ft 5
199
                                                            @                                        DP pHr                                                                                  6 ft n                                                                        5 ft i
h5
                                                                        "                                                                      4 ft DP)I s
                                                                          "            :                                                        3 ft Z
NR                                  2h 1
DP)
C.}
                                                                                        =                                                -
I ft 0ft
                                                    -->          lft                    e-11gure 4.2 3 NOTRUMT Model for GE Seau Blowdown Vessel Test Simuladon
 
s
                                    =__
a g
s\,
  , , , _      C,)                              ..,,..e o
  ..._          d O                                                              .
  ._        e) e        myj;e                    ..s.s..e,...
                          . .s . .
                                          ~
e
                      =
t
:                                                          r
                                      -      .s                                                              sumoo k)          3,qj',{3,! N
* O. : '..
                                ,s...
9; , h,. ,'
4 8"-          h)              ([.k!.D 2 4
                                    .k
                                  ,,TN
                                                  'd                                                          .
e.
H' a H
                        *=ames v sess6 I
eseesseio= poot F1gure 4.2 2 GE SenaD Blowdown Vessel lastrumentadoe Rev.O
 
          ,,,-,..,,.f                              ..    .
IM.I B
ll LEVEL TRACKING MODEL                                                                                                                                                                    AP600 EFFECT OF FLOW REGIME ON PHASE SEPARATION AT A TEE (Mudde)
                                                                                                                  .5                                  ,                            .
t
                                                                                                                                                                              ,          =
1O n
1.5              .      .      .
5A        ~
                                                                                                                                                                                            ~
34'                    B-                    I
* g            -
a        -                                                o x
* b, 3    -
iio            .                  .12              13.                  -
3g 4                    5-                                                                        .
* 11=                                '
                                                                                                              ,        _                                            J ,* -
3                                                      i o
u 1.0            +-            '' 7              .8                9      _                g ,2      _                                          s                    .-
3
          -.g o      .
                                                        .6                                                    e                                              i                        .
3                                                      -                  o                                              <*        '              =
s                                            5                                                g1        -
                                                                                                                                                          ,' o *    *              =
          =              -
2                                                                .                                          e                            =
3                          1                                4          3g_                    a        -
                                                                                                                                                    ,'o 9
          = .5
_ SS  -      '    -      '      '    '      -    '  -
0                              '  ."                      .
O                                    .1                          .2                        0                              .5                                    1 I                  -                superficial gas velocity (m/s)                                                        fraction of aos enfrsected f-)
Figure 3. Flow map for the inles-and-run. as obtained from                                    Figure 4. Decrease of phase separation behaviour with observations. SS = stratified pnooth. SW = stratified wavy;              ,
increasmg hquid inlet velocity. E. Senes 5 (u.s, = 0.7 m/s.
l                B = bubbly flow; 5. measurement senes.                                          um, = 0 08 m/s).                V. wnes 10 (u s, = I .2 mis.                                u,,5, =
0.19 m/s); O. senes 14 (u.s, = 1.5 m/s. u,.s, = 012 mist
                                                                                                                                      -- . Seeger model.
e 9
 
GE        T E~S T    8-21-1              VESSEL      PRESSURE I tst 0010
          --.NOTRUMD Simwtotion 1200 NG 4
1000 4
6
^
B00 o
                                                                          ~ ~
s      -
C:L.                                                                              ,
v o      600 M            -
S M                                  g O            -                      \
N s
[        400-                                s s
s s
              ~
200                                                          w G
e m
0 50                  100          150        2H Ilme (SOC)
 
GE          TEST          8-21-1                MIXTURE LEVEL T tst 0010
        ---.NQTRUyP $imylotion 14 12 7    s
                          \
  ~          ., .
                            ^
e                        \
U s
                ..                s v                              -'                                                                            -
10                                                                                                ,              .
_                            N ',                                                                            '
e                                  N o
s s
I
                                                  's o                                                  s g                                      \        s u                                                        s o      _
                                                            ,  s W                                                                        %
  .-                                                                        e        %
  =E        _
6 0
* 50                  100                  150                            200 Time      (SeC)
 
0 CE TEST 8-21-1                    NOTRUMP Bio.co a tine    voce, VESSEL r: 3. BLOWDOWN LINE FLOWS 3'seacan L,ne t as,e ri3 12 G
1 em M
N                                -
E                                    \
o                          8        --
U                                                                                            1 b
O 6
ct::
is 0                            -
      ~
                              .4 m
V)                          -
N                                                              -
                                                                                      ~
est 0
i 0                50              100        150            200 Time    (SeC)
                                                                          ~  -  -
 
1 GE        TEST        8-21-1                          V01D FRACTION PROFILE                                                                            '
Snapshot at 20 Seconds i tSt Doto                                          -
Vos d FroCtion
              ---.NOIRUMP Simulation                                              -
void rroction Test Doto                                            . Misture Leyei NOIRVMP Simulation                                  -
Minture Level 12
                                                                                                                              ,            _ -_ ,/
10                                                                  ,'
                      ~                                                        I l
                                                                          ,                                                                                  a
          -                                                            I
* v  g                                                      i U                                                        i I i
                      ~
l
_                                                    l g          .                                      I
            &                                              I
          . 6 0        -
x
                    -              .                  I I
I
                                                  /
                                                /                                                                                                  *
                                              /
                      ~
                                          /
                                        /                                              '                      '
7                      ,
0                        2                          .4                                6                                    8 1
Void ff0Clion 4
                                                                                              . . . . , ,      - . - _ - - ~ - . - - - - -            - - -
 
4 GE          TEST                          1004-2        VESSEL                  PRESSURE Itst 00t0
          - - -              NOTRuup simuiation 1200 e
4 1000 i
i
                            \
g      800 -            ;
                                \                                                                                                    -              -
m                        \                                                                                                                ,
: a.                        \
      "                -          \
l o    600                    g t
m                              \
m                                I o            -
                                          \
      $    400                              g t
                    ~
                                                \        .        -
200                                    \
e s  %  g
                                                                      '~
                                                  '                        ~~~~~~~'                          ------~~
0 0                                      50            100                                150                            200 Time    (SeC)
 
GE                    TEST                                    1004-2                                                                                                  MIXTURE          LEVEL
: r. i ooi.
NO T R uur S imo i o i ; o n 14 e
                    \
                ~\
                          \
12
                            \                                                                                                                                                              .
                ~
                              \
                .              \
^
                  .,            \
O
* o 10
                                    .'s                                                                                                                                                                    l  ..
_                    ..\                                                                                                                                                                        .
  ~
y          ..
    >    g                                  '.
a O
N          8    ,.
                                                                                        \
v          ~
                                                                                                                                                  %                          .h a
                                                                                                                                                                's,            .N~ . . '
s M                                                                                                                                                                                  ~t% ,
              -                                                                                                                                                                            ~
.                                                                                                                                                                                            ~ ,      .
2            _
                                                                                                                                                                                                      .3__
            ~
4 4
2                                                                                                                                                                                                -
20                                                            40                                                                                                    60              80          100 Time (S6C)
 
0 CE TEST 1004-2          NOIRUMP VESSEL BLOWOOWN LINE FLOWS Sio.co.n-tine veoa, r...
3i OW004n L he L# 1s'C  #
10w 20 L-Q' i 5 -  -
E
      .o p
d N                                                                    0 u
cu 10 W
o m
M-    t O
      .,    5 9
W 0 d'              '20-        40          60    80.          100 Time      (sec)
 
GE        TEST    1004-2        VOID FRACTION Snopshot at 20 Seconds PROFILE teit Octo                - Voic Freetion No t R uuP simutotion    -
yo,e rroction feat 0oto                -
4iatuee Levet NOTRUMP Simuiotion      -
4esture Levei 14 4
12 1
I
                    ~
                                                                                                  /
                  -----------...............  .,.. ,,,,- --            -------                  8...  ........ ..
                                                                                                /                    m m    10                                                                                  >
      =m
* f N                                                                                  /
O            -
                                                                                          /
v j
0                                                    /                  /
_                                                                            /
g                                                                          #
Cn        _                                                            /
                                                                              /
o                                                                  /
C    6                                                          >
j
                                                                      /
                                                                    /
                                                                  /
                                                                /
4                                              I
                  ~                                      /                                                  *
                                                        /
                                                      /
                                                    /
2
                                .            /
O                2            4                          6                            'a              '
Void Froction
 
L r
GE        TEST                              1004-2          V01D FRACTION Snopshot at 50 Seconds PROFILE test Deto                                              - voic rrostion
            ---NOTRUVP Simulation                                                  -
void Froction Test Dato                                              - Winture Level NOTRUMP Simulation                                      -
Mintute Levc6 12 10
    -                                                                                                                                        i
_                                                                                                                                          r    .
D      g v
1_
    ~
                    ..........................                                  ............                        s............
    ~
                    ~
                                                                                                      ....... /....
    ;        6                                                                                    , /
D            _                                                                              /
_C                                                                                          /
        .          .                                                                          /
                                                                                            /
                                                                                          /
l 4
                                                                                /
                                                                            /
                    ~
                                                                          /
                    ~
                                                                      /
                                                                    /
                                                                  /          /
7 0                                        2                .4                        6              8                              1 Void Fraction 9
                                                                                                                                                  ' - - - ^ - ^ ' ' ^ - -
 
irm]
NOTRUMP VERIFICATION AND VALIDATION (CONTINUED)                    ._
NOTRUMP Predictions Compared to Average Level Swell            .
                    =        * ^2
                . A        AAC*stt[5 e        G CE E        3 CI (Mess F..)
12 11                                            _    .
1 0 - ---
E,
                                                  ../
                                                          /
A
                                                        ~
l E    .
                          -              IF L
6    7    8      9      gto  11  12 5                                .
Data (ft)      ,
c4
 
l "Y
1 M      G e
M                ~
E d
i E
S    . .
m H
e M
W O
s I
 
m
          %I 5
                                - 4 O
6
* 4 Lil O
O 2
H 2
0
 
L"J
                                                                                                                                                                      ~i    l HYDRAULIC RESISTANCE MODEL                                                                                                                                  lAP600 MARTINELLl/ NELSON TWO PHASE FAJLTIPLIER vs CHISHOLM MODEL 1000                        -
l                A.    -
I                  s
                                            .      \
s I% \
                                                          \
s v .
s        -
g          .
s          .
      -                100                                                s          .
O                                                                    s          -
g                                                      4                s        ',
      ~
a                                                                          s          .
                                                                                    \            .
En
                                                                                      \
s Akartsnees Neesori I
e                                                                                    \            ',
                                                                                                          .                                              - - - Chestdm (C=2)
L'                                                                                    's              '.,
                                                                                                                                                          . . . . -Chsholm (C=10) m                                                                                          \s              '.,
y                                                                                                                ~. .
a                                                                                                g                    .,
9                                                                                                    s f                10                                                                                  N                    '- *
                                                                                                                's  \                  *.*.,
s                      .
N N
                                                  .                                                                                      g N
L  -
1 1 -l                      10 0 01                                    01 RAARTBAFI I I I-MELSON PARARETER ~
i :- ., , -              - . -.
r                        .
 
                                                                                                          ,4 HYDRAULIC RESISTANCE MODEL                                                              A_ps_co_
ASSESSARENT:
.              RAartinelli-Nelson correlation applicable to friction dominated conditions.                  .
To determine whether this model remains applicable under form loss dominated conditions, more recent correlations and models were examined.
Collier reviewed availab!c correlations for two phase pressure drop across onfices, bends, and large diameter pipes. The formulation byChisholm gives two phase multipliere,2 as:
2              1
                                                            @f = 1 + C  +
                                            ,                        X    X X = RRattinelli-Nelson parameter (ratio of liquid to vapor pressure drop)
C varies from 2 to about 10, depending on the component.
For comparison with NOTRURAP model, the liquid only multiplier and the liquid mME:::r are related by:
2
                                                            $ 2o ,4 43_    ,)2 x = steam quality.
CONCLUSIONS NOTRUARP model for two phase pressure drop is applicable, although it is sutiect to substantial uncertainty and may overestimate the resistance.
L, 2      .3
 
V                                          MMi%
Ik"Jl B  g HYDRAULIC RESISTANCE MODEL                                                                              AP600j NOTRUMP MODEL:
NOTRUMP uses the Martinelli 8delson correla9m: for the two phase multiplier @,2                        .    .
ASSUMPTIONS:
Resistance of each segment of pipe modeled as a flow link is supplied to the code as an overall resistance coefficient K based on single phase flow tests or handbook calculations, therefore it includes both friction (independent of Reynolds number) and form loss.
RANGE OF APPLICATION:
Hydraulic loss must be calculated through piping dominated by form loss:
RCSloops CMT balance line CVI line Accumulator line ADS 1-3 piping ADS 4 piping IRWST piping l          Pressure range: 2250 to 20 psia Flow range: low mass velocity Quality range: 0 to 10.0 percent 1        -    '1
                                                                                  . -- ..i. - .iam-. - - - - .-.
                                          -    i  ..  . . _ _  u-- - -
i-
 
py CMT MODEL' I]
AP6003 BACKGROUND: CMT BEHAVIOR OBSERVED FROM EXPERIMENTS:
Separate and integral effects tests indicate a recirculation phase and a draining phase:
Recirculation phase:
After CMT isolation valve opens,- but before significant voiding occurs in the RCS, hot RCS water from the cold leg flows into the CMT while cold CMT water flows into the vessel.
The hot water collects as a stable layer at the top of the CMT, cooling slightly as heat is transferred to the cold CMT walls and to the cold layer.
Draining phase:
Soon after significant voiding occurs in the RCS cold leg, vapor enters the CMT balance line and the CMT.
If there was no prior recirculation, CMT begins free drain after a delay during which vapor is condensed in the cold CMT water. Typical delays at representative pressures were no greater than 50 seconds, with draining beginning while the CMT upper region fluid was stiff subcooled.
If there was prior recirculation, vapor enters the warm layer, condensation is suppressed, and free drain occurs without significant delay.
Le 1    .  <g I
 
1 l
CMT MODEL l                                                                                ,A M NOTRUMP CMT MODEL:
Model consists of four fixed fluid nodes.            fQid node size is based on estimated ; size of
  " influence zone" identified in single effects tests      gietE6nt of tank volume).
Complete condensation occurs in top fluid volume until fluid reaches saturation. When top volume reaches saturation, mixture level tracking model is used to calculate free drain rate.
Simple lumped parameter (single temperature) model used for the CMT wall in each fluid node.
ASSUMPTIONS:
Fixed noding is adequate to predict CMT fluid exit temperature and recirculation and drain rates, despite lack of thermal stratification modeling.
CMT free drain assumed to begin after top fluid volume reaches saturation.                                                      ;
i L*                                                                *
:    .  <g O
 
i<
CMT MODEL                                                                                AP600 ASSESSMENT OF NOTRUMP MODEL:
The NOTRUMP model of the- AP600 CMT ignores several potentially important phenomena identified in the PIRT, the main one being that it does not recognize the fact that stable (fiot fluid over cold fluid) stratification is !ikely to occur in the CMT.
To examine the impact of these deficiencies, a more accurate " layer" model was developed for comparison.
Features:
Mass and energy balance on the warm layer.
As the warm layer expands, initially cold wall area is exposed to the hot fluid.
Heat flux at each exposed layer calculated with detailed conduction model.
Conclusions regarding NOTRUMP assumptions:
Fixed node model will overestimate liquid outlet temperature for breaks smaller than 2 inches.
Recirculation rate will be adequately predicted.
L.
3  ...,
1
 
                                                                                                      .a M
il  l:
CMT MODEL                                                                                apsoo, SINGLE EFFECTS TEST PREDICTIONS:
NOTRUMP model compared with:                                                                ,
Series 500 tests: Recirculation phase Series 300 tests: Draining phase (without priorrecirculation)
Conclusions from SET assessment:
Good agreement with recirculation and drain flow rate.'
Poor agreement with time of free drain for series 300 tests. For most representative pressure (1000 psia), delay was overpredicted by factors of 2 or 3.
/
4    -
                                                      'I l
 
CMT MODEL                                                                                  AP600 CONCLUSIONS:
Lack of thermal stratification and transient conduction models will lead to high energy fluid,being injected into the RCS from the CMT for smaller breaks.
Lack of detailed condensation model acceptable for smaller breaks becsuse priorrecirculation period reduces condensation effect.
Lack of detailed condensation model may result in excessive delay for larger breaks, but the more rapid depressurization of these transients will quickly bring the saturation temperature down to cause draining to begin.
L*
5    - 'l u
 
Wu, pg,Tg Wall Heat Transfer Model:
V 10%                  T,                              T.
Volume 4 15%
Volume 3
                                                      =                      NOTRUMP
...........................................................                  Volumes 15%
Volume 2 80 %
Volume 1 W ,, p , ,T 3 Figurv 1.142 NOTRUMP Model of the AP600 Core Makeup Tank
                                                                                        &nR
 
Wall Heat Transfer Model:
7
                            .,  ..                          i                                Wall E@osure z
W ' -o . '                j  "
Time:
Zh                '
E'"            x
                            ..e n.: s.;
                                        . - :e -                                              -(Z -h Z )j / U he
                  ~
                          . s A.%
                                                        '\                                '
                                                                                              ~0 l              U hc "
                                                                                                            -r Ve,T, C
W, , p , ,T, o
Figure 1.101 StradSed Layer Model d the AP600 Core Makeup Tank
    -                                                                                                          Scn. 8
 
l f~
I 2
I 8
1 E^                                                            I 6
R4  =
1 UDN T 0                                                            I 4
A2                                                                      1 R3  ;
2 L
E =                                                            I 1        )
PD N                                                          L C.            )Ds S
M0
                                                                    ~
2              dN 1                                                                          no E;
i        1 ac sE T2                                                                            u o (S
          =                                                                        h 8  Tc TD N I
i 0  (u n
X4  ;
E1                                                            L 6
          =
D.        0 R
TE Y 2"
MA L 4
0 C                                                              D V
* 2
                                            ,                                  2 V 0 D-C D
0 0        0        0      0      0    0  O    0          0 0        5        0      5      0    5  O    5 4        3    -  3      2      2    1  i
                                                                            ~
m~s$SL e
m L eg gs122 asR yxshe C:,
h~ r t- @.
uo*8* ols    i K$-
o f[f k { g                                                                          y#. N II          ;l
 
e  -i Q  E                          .
.x 5
i  t                  CMT TOP LAYER TEMPERATURE h  8                            LAYER = 1; 4 ND= 2; 10 ND= 3j 20 ND=4 53 m E.
600 i y'                                                                              -
        .                      [        g
  ;;    500  --
O~
N c F.
k,@    400 -
R.
    '    300  -
a 30 g    200 -
l i
E  100 -
C 2
K DEIN : 2"DV i 2"R                1 2~CL I      I  I  I  I~h 0.4 0.6      0.8        . 1.2    1.1 1.6 1.8  2 0      0.2                        1 p                                        (lhousands)    L*
R    _                                      IIME (SECONOS)<t C  ?                                                        .
 
l ill                  i!
2 8
1 8
6 4                                                      1
                      =
YD GN0                                                8 4
R2                                                        1 E; 3                                                              6 I
N=
                                                                                            ~
i 2                  .
1                )
ED N                                              I C                  )D s
S
                                                                    ~
0                                              2                  J N D1 I  ;
i    1 Hr O oC sE 2                                                                    uS U-L  D                                                        8 l
I
                                                                                        )
x(
E FN i
0          (M    I I
4 T  1 6
M=R                                                M0 CE Y                                              2" A
1                                                  a 4
V        0 D-2" e
2 V O D '
E -
0 5  0  5      0      5  0    5 4 4  3      3      2  2    1 0
1 5        O
        ,3 t9=agdmg.              d    " p N2gEf. $;. E{ ; y
                                                            .          - k wPI& 2O  @938      .
        , ret *
            'lll x k"hg
                        !l y<. a  t
 
  .    .  .r    ! >      l      ;        . ,f'    ,[!i !! '      ;I      c'          lt                t!  \l L
L" 1
                                                                                          -2                          -
                                                                                . n 8                    .
1
.                                                                                                    ~
n 6
1 4                                                                                                    _
                =
YD N                                                                                4 G 0                                                                      n 1
R2    ;
i E3                                                                        n 2    A. . '
N= D                                                                    L 1      )
S EN                                                                      " .
C.
2
                                                                                                  )D s
d N 0                                                                    n          1 nO L1                                                                                        oC
                ;                                                                                  sE L2                                                                                        u o (S A=                                                                        a 8
h I E (M
WD  N                                                                                0      I T
4 T
1 L
6 M=R                                                                      B 0 2" .
CE Y                                                                                  4                  .-
A L
n 0                  .
2 0
O
                                  -        ~        -            -      -.          1 6      5        4        3            2      1                0
                                                                                                                    ~
  ,-]a Cg nKH $& r.g6 m5R whnheP. E4a K81 i y ?* gE j
w?*La2og $ KL*                                                                                  _-
ergy. '"1 ~h 3                                                                                      I< J  t
 
a        m 9        -
y        v                          CMT FLOW RATE LAYER =1; 4 ND- 2; 10 ND= J; 20 ND=4 I    wo                                                                                    i M                                                                        '
    ~s.h                                                                            -
s    -P 2      .
O        70 -
U5  n n.
k "d e5 s.=                                                                                  .
12 sr w  -
n              s                                                                ,
E    40 -
R                                                                                  '
C                                                                                  '
w,    30 -
k    20 -
a f
10 -
        ?
k    o Otov 2 ov i  ?~D6    e      i ?~pt i    e  i  e iTI -
0.4  0.6  0.8          1.2  1.4 1.6 1.8  2 0    0.2                      1 (Thoasands)    L*
y                                      llME (SECONDSJ g                                -
u
 
                                                                                          ~
a .b Figure 6519 Comparison of N(YrRUMP Anrage Calentated Cort Makeup Tank Discharge Mow with Tests daring the Mixing Period before Free Drainlag Starts a:Al=4=ye.l>121IM                                                                  Rev.O
 
e J                      .                                                                        4.b l
_. r
                                                                                                      *ee i
Figure 6.5-20 Cossparison of NOTRUMP Calculated Maxhnans Free Drain Flow with Tests apt =4wyt.lb.121Iw                                                                Rev.O
 
                          ~                                                              ~
tb e
        ~
Figure 6A 106 Comparison'of b NOTRUMP Calcolated Drain Thne Delay to &        -
Measured CMT Drain Delay
          =    tw    .1 121 m Rev.O
 
9 P"l1 5 ,i A
d              .
b            -
I M
Q.
e J  ,
LLJ Q
O 2
I Z
Q.
 
PRHR MODEL
                                                                                            \
AP600r BACKGROUND: PRHR BEHAVIOR OBSERVED FROM TESTS:
Separate effects tests:
* The large overall temperature difference causes local boiling to occur on the secondary side, and a thermal plume surrounds the PRHR tubes. Warm layer forms in the IRWST tank.
Secondary side heattransfer follows a typical boiling curve, with natural convection heat transfer when the tube wall temperature is less than about 40*F superheated, and nucleate boiling heat transfer at higher wall superheats.
When a variety of nucleate boiling correlations were compared with the PRHR data, the heat flux for a given wall superheat was over predicted by all the correlations. This was attributed to the action of the thermal plume suppressing the boiling process.
Integral tests:
As the break size becomes smaller the PRHR heat removal is more significant. PRHR role is insignificant after ADS Primary side of the PRHR is initially liquid solid, becoming two phase when the hot I.m reaches saturation.
Hot water initially at approximately 500*F flows in the primary side, and the IRWST water is at 90 to 120*F.
L.
                                                          't 2    .
s
 
                                                                                                                                            }k"4 8 PRHR MODEL                                                                                                                        AP600, NOTRUMP MODEL:
NOTRUMP medal of the PRHR tube bundle consists of a single pipe modeled with several volumes and flow links.
NOTRUMP model of the IRWST consists of two fixed fluid nodes.
The heat transfer models used by NOTRUMP are:
Primary side:
Single phase flow:                          Dittus Boetter.
Two phase flow:                              Shah correlation.
Secondary side:
idaximum of:
Naturai convection using the McAdams correlation, or nucleate boiling using the Thom correlation.
ASSUMPTIONS:
Correlations-are appfi.:able.
Detailed simulation of the plume on the secondary side not necessary.
L*
3    ..,
l _ _ .
 
F I (gl PRHR MODEL                                                                                                      AP600 ASSESSMENT:
IRWST fluid conditions:                                                                                                ,
No attempt is made to model a thermal plume or stratification in the IRWST. This is considered acceptable b'ecause:
: 1) The NOTRUMP calculation is terminated at the beginning of IRWST injection, before thermal layers can play an impo'rtant role in the process. Since there is no flow in the IRWST prior to injection, the propagation of higher temperatures from the upper cell to the lower cell is not a concern as it was in the CMT. IRWST average temperature not affected by PRHR heat transfer in short term.                          ,
: 2) The thermal plume was observed to affect the value of the heat flux, but not the basic boiling process.
i                    3) For SBLOCA conditions, heat transfer is limited on primary side during single phase flow.
L*                                                                        j 4      -
                                                                                                            " 'l                                                                        ;
                                                                          . . . . _ . . . ~ , . . .  ..          . . . . . . . .
i  .i
 
0 PRHR MODEL                                                                                      A_ m PRHR heat transfer:
On the primary side, the Dittus Boeiter correlation is applied within its range, even though fluid velocities are relatively low (about 1 ft/s). The Shah correlation is used well within its claimed range of applicability.
On the secondary side, the Thom correlation is applied well outside its range of applicability, since the correlation pressure range is 760 to 2000 psia. However:
Similar to other correlations, Thom will overpredict the secondary side heat transfer coefficient.
For the conditions expected during a small break LOCA, the heat transfer on the secondary side is not expected to be limiting, which makes applicatior, of incorrect correlation on secondary side less important.                                                                        j L*
5    .
 
                                                                                                $4)
PRHR MODEL                                                                                  A_P600j CONCLUSION:
it is concluded that the NOTRUMP PRHR model contains a model deficiency which needs to be monitored to assure that excess PRHR heat transfer is not calculated.
It must be deinonstrated that heat transfer remains limited on primary side.
4 1
S L*
6    - ' '1
                                                              ,,m . .. , .. . . - . .  ,4,
 
wd
                                                                                                                      =  =
PRHR MODEL                                                                                                        AP6d5 ColLING CURVE USED IN NOTRUMP VS PRHR DATA o            a test Senes 7 Cata R a.no.
r-- rNcM
      .            10      g b
r i
0      _
:                                                                        cNr
                          ~
                                                                              /                F                        1-n~      3
                                                                            /                  ;,                          .
i  10      _
                                                                          )            og    &
l!            E                                          /
y              _      perenn L                          i                T8,',.,f .
g,              _      coa /v.            <                          $a x            _                                .
3 6
                                                                                  *e 4
j e      o
          - 10 3
                                                                    , os *'    *
                                                      ,                              a g
3 10      _
b        kkkh$ YO $                                                              .
                          ~ YY/MJJ. PAIN #/Y
                          '/ANA Flows                        (.spueA)
                ,g                  ,
                        ,8                                ,s                                  ,d                    18 TW0E-TSAT. (Oeg F) 1
 
1-          .__,L  __
                                                                                                        }"
PRHR MODEL                                                                                              j, TEMPERATURE DROP ACROSS PRHR TUBE 500                                                                                -  --.
480    -
460  -
440    -
420  -
m 400    -
k                          ,
380  -
w
$        360    -
E tr        340    -
w
$        320  -
w
"        300  -
280  -
260  -
        '240  -
                                                                                '~
220  -                                                                          s 8
L*      '                              '
8 200.                                      ,
PRIMARY        INNER WALL            ,, OUTCt WALL                  SECONDARY O    U=.5 F I/S. Ill0M    +    U= 1 FI/S. IliOM        o    u= 1 fi/S It10M/10                  L
 
~
                                                ..I CRITICAL FLOW MODEL                          AP600 CRITICAL FLOW MODEL t
e L*
 
I p r ..
I CRITICAL FLOW MODEL                                                                                                      AP600 NOTRUMP MODEL:
Stagnation static quality < 0.1:                                                                                              ,      .
Henry-Fauske critical flow model Stagnation static quality > 0.1:
Homogeneous Equilibrium Model
_ a . .e . c .                                                                                            t Apply discharge coefficient of  -
to predict critical flow through ADS valves and orifice breaks in integral tests.
t Apply vapor pull-through model to break at bottom of pipe.
RANGE OF APPLICATION
: a. , c i
I L,
                                                              ..,                                                                            i
 
[g CRITICAL FLOW MODEL-                                                                                  @P600 ASSESSMENT:
Critical flow through ADS valves                                                                        ,
Geometry of the ADS valve package is relatively simple, consisting of gate valves and a squib valve, both of which open quickly and present a single, sudden area change in the pipe.
The ADS valves open while the system is two phase, so the flow conditions will be either single phase vapor or a two phase mixture.
Full size ADS 1-3 tests were modeled with NOTRUMP. Predictions of critical flow rate and pressure drop through ADS piping were acceptable.
e G
l L.
                                                      . g
 
                                                                                                                ~
l2fpyl CRITICAL FLOW MODEL                                                                                AP600j Critical flow through break Subject to considerably more uncertainty, due to the unknown geometry of the break.                  ,
Since the break area will be ranged in the AP600 analysis, most important issue is to assure that the model predicts the integral test data reasonably well, so as not to introduce significant compensating error into the calculation.
Since break is simulated with an orifice in the integral tests, agreement should be acceptable provided upstream conditions are correctly calculated.
CONCLUSION:
The critical flow model used is applicable and has been verified against tests which simulate the ADS valve geometry, and the flow conditions upstream of the valves.
3
                                                  ,, -- -... .. -  . .,, ~.-..,,- .,..
 
i                                                                                              ,J n
9'"
F(= _      -
          )
D E y U    t
                                                                      ~
N I i i
l t
T c                                                                '
N a                                                                '
_ . . . . .r. .
e o
OF                                            n!
g C ts
(              _=                                            .
e      n, =
NT O                ,e c
in e
e 7!    a T B = =
I O          0
                    ;          s      ,                                              '          .
A e                  g-e              N                  -    0                ,. .
D s    a P:i
                                                                    -    1 I
L h e                            = ^    0
:        y,_ , -
A P                    .#                -
s
                                                                    =
                                                                    =~A E
m m
                                                                                    <a V                                          o                                            .
S            =./[:.:                a                                                    _.
DD N                    . /g A fA          r s-        -
N o              -
                                              ~
OI    c    -
                          = g=                            Ei^
i                                        O I t
                          .        O        h                y A a                .                *
                                                          "J j^
Cm I                                                6 F he I
* R c                                                      E E S V
P n
                        - _            .i
                                      ., u
                                                  ) @
                                                      *"    =i: ;O N
n.
M                    -
(
U R
T O
N
 
l l
                ^
:        6.496"              :
1 Y/////A M                                        MlV/////-                                  -
t EE                                I            ,,
            *d5 3 k*
tw 9        .
oo                                                                                                        ..
                                                                                                                      .. r            .
iL g      ..._.._._.9._._.. _._._qf._00.2"                          ._.        _ . _ . _ . _ . _ . . _
ui
      .                                                    l.
                                                                        .                                          0 d
I                                                      e
                                                                                                              .      a NOTE: Bar utached to od6ce plue is locaud at top of pipe when od8ce is installed.
Figure 2.15 Orinces Simulating 8 la. Ginbe Vaives (Stages 2 and 3) u:W1776w l.wyf::kO40095 29
                                                              - - = - . . - .      _ . - , .      . _ - -
 
TABLE 3.3 3 AUTOMATIC DEPRESSURIZAT10N SYSTEM I.3 TESTS ANALYZED WITH NOTRDfP. CONFIGURATIONS                                                    '
Matets                          Sepply Tank Facinky Conngeration                                                            A&M Valve Test No.        AD5 innuinease      Preneurs    flow Aree lIturated water blowdowns                210            Stage 1 open      2235 pits      1,4 in.8 from bonom of supply tank, onnoes installed in spool pieces 212            Stage I open                      3.5 in,8 2235 peig 220        Stages 1 & 2 open    1200peig        3.5in,8
    ,                                            240    . Stages 1. 2, & 3 open  1200 pois      3.5 in.8 242      Stages 1. 2, & 3 open    500 pois      3.5in.8 250            Stage 2 opea      1200 psig        7in.8 finadvenent opening)
Samensed water blowdowns                320      Stages I,2, & 3 open    2235 peig        7 la,8 fan bonom of supply tank, no
                                                                                                        .. r    -
or Aces in spool pieces, quench tank weser at 212'F Same as above but cold tank            340            Stage 2 open      2235 peig        35 in.8 temperonse                                        (inadvenent opening)
I
                                                                                                                    'l .
I
      ; m.pt..s wyeib 12 ose .                            -53 5                                            Ray O
 
i l      .IC
:      Je,      ,
w i
a O l'If 5                      !!
OrA
                                                            ~          'e          ;'
                                                  .                l w
5e                N A
                                                'r e 6 .
t              -
85                N
* E 20                          IE Ed                          IE            6                          g}a d
                                                                                            -r Sg                                  , ,
Ep                                                                                  .
se II              s              ire                                  i-d
                          $  g(      *l:
l                            5" lw m:          11              ,
                                          . t.
a.
g:
n e              e'r;lte              '
I          t h!
T          l
                                                @I          ::        l bb!E, O
9                          u.
u                                    -
                      ?
i                      @hll ~*
i          R              I h 2 1
f
                                      }                            T@  '
                                  \    ;
v Automa* Npressurizadon System Phase B Test FacDJty Noding Diagram NWyabinga                                                                                      Rev 0
 
l l
A05 foot 210                        Stege 1 from 2235 pelg. 68 egln A&W Yolve Arso
                        #FL(S) NOTRUMP PRZ Mass Flee Rote LT1B                            Ooto                  PRZ Mo          rio. Rote (Vecer            +/- 3 33?.)
500
[s I        y 400                                                        '
n                                                I                \
                    ~
m                                            I                    \
N            -                              4 s
E                                        i                            \
n            -
l                              .s l                                  \                                                      .
                                              ;                                      \                                                    a :-    .
300                              ,                                        ,
s
* v          -
I                                              ~ ~
                  -                      I                                                          '  -
o:          -
l                                                                        s
                  -                  i                                                                            s
                                      '                                                                              \
o 200                        i                                                                                  ,
L I                                                                                    \
                  .              l                                                                                        \
m                          i                                                                                          \
M          -
f                                                                                              \
U                                                                                                                          \
                  -            1                                                                                                                  '
OE                      ,                                                                                                    s 100              ,                                    ,
1
                  ~
s
                  - .                                                                                                                    N
                        /                                                                                                  '
s
                  -I
                      /
                  /
0
* 0                                5                        10                15          20          25                    30 Time          (S)
 
A05 Test 210s Stoge 1 from 2235 pelg. 68 sein A&W Volve Areo
'                                PFN(12) NOTRUMP PRZ Pressyre
                ---              PfiW          Octo      PRZ Pre sure (Uncer                    +/- 20 55 psi) 2500                          ,
e
                          *                      ~~~ r
* en ene g
M em gg 2000                                                                        ~~'-
e
                          -e C
9 Sup
          "                                                                                                      a 1  "
e c.1500                                                                                                        o V
* 4 w
::3            -
1000 v              -
w
                          ~
k.
e 530                              .        .
                          >9 0
m e
0 0                '5            10              15              20        25'              30 Time                  (S)
 
ADS test 250 Stege i from 2235 pelg. 4.0 sein A&W Volve Aree PFN(11) NOTRUMP Pres Upstrm A&M Vtv PFN(17) NOTRUMP Pros Onetrm AkW VIv
      ....... Pt4W                      Doto                Pres Upstrm A&M Viv (Uncer                  +/- 6,9 osi)      !
            - PC5w                      Data                Pres Onstrm A&M Viv (uncer                  +/- 25 87 psi
{
2500
                                                              ~~~~    ...~
2000                                      f~ ~ '                    ..... .,,
                                                          ,'f              ' ~ ~ ~ - ~.
l                                                  ..___
i
              -                              !        l O                                                                                                            .
                                            !I                                                                a
                                                                                                                    ~  .
m l,
o,1500
                                          . l w          -                            !l
              ~
                                        !I lI D        -
lI
:s        -                        lt
* 1000                              ,
m o        -
fliI w        .                      l l
: o.                              ,' I l
l\
500                          r              -
I
                                                                                                    ..                  l
            ~
t e-              t
_ - _ = - _ = _ , ,          , , , ,              , ,,.        .,*.          . . . !    ''  '
1 0                    *5                        10            15            20        25            30 Time          (S)
 
l t
4 i.
b i
1 i
j                                                          .                                                                                                                                                                                '
l A05 Test tion Stoge i from 2235 pel t. 68 egin A4W                                                                                        Velve Aree l                                                        PFN(i$) NOTRyup Pre: upstrm ADS VIy
;,                                      ---PFN(7)                                    NOTRUMP Pres Onstrm ADS Viv
                                                        .Pf6W                        Data                                Pres Upstem ADS Viv                                (Vncer. +/- 20 85 osi                                            '
i                                                                                                                                                                        .
PC16W                      Doto Pres Onstrm ADS VIv (Uncer                                                        +/- 32 $ psi) 2000 t                                                    -                                                                o
                      .                                                                                                                                                                                                _                      1
  +                                                    -                                                          ,
I I
e l
i 1500                                                            e i
I
;                            n                        -
l i
o                                                                    l l
.                              m                                                                  ,
: o.                                                                l
                            ~                                                                  .
l e
3 i
o 1000                                                        ,!
i                              w                    --                                    .a                                                                                                                                              ,
3                                                          e m                    -                                    I m                                                        l
,                              v                    -
l
.                              u                                                      e i
1                                                      f 1    e
'                                                                        .l 500-o l4 J
,                                                                            o r-l                                                                      l  .
                                                                    ).
0
!                                                0                        -5                                        10          15                      20                            25                            30 i                                                                                                                            Ilm8            (S) t 9
1
                                                                                                                                                                                                                                            =
    -=
g . . = -
                          ,      -..w..    -  ,,..n-    ,.,.9, , yw          .-e.m, . ,                        ,y,,,_w,&.,      ,.-n,,    ,    ,,yw-.,,,,--,            - - - - , , , ~ , . . . , , , . . .  ,&-.--,  .,.,--....,w'n
 
l l
I A05 test 210              Stege 1 from 2235 pel t. 68 sein A H Velve Aree PFN(13) NOTRUMP Pres $porger Soay
          ---.PFN(3) NOTRUWP Pres Sporger Armt PE2              Doto                            Pres Sparger Body (uncer4 +/- 1.14 psi)
PE4              Data                            Pres Sporger Arms (Uncer                                                                      +/- 12.5 psi)    .
80 N
N
                                                                                                                                                                                      -4 gh
                                                                                                      ,;\ , .;,, o''              . . , , * ' ' 's.                  . 0 <*
                                                                                                                                                                      ,      ' , , ,, ,l,, , ,
60
* te U.                                                                        f M                                                                  ,
e b                                                                ;        j    a " "        ""*                =    ,,
v                .
                                                                          /                                                                                    ~
                                                                                                                                                                            = =                ,
1    0 b                                -w' vv                          v        v> v
::s            -                                  l l
m                                            .f        .,
m              -
l          l                                                                        .
v                                          i          l
: w.                                      I          l 0                                        I            l l            '
e 20                        ,,              .
I            I 1            l-r
                  ~
                    .......        . ,, j \'
0 0                0                                10                        15                      20                                              25                    30 Iim.e                        -( S )
                                                                                                  - . . . _ .          - - " - ' * " " ~ - - ' ' " - ~ - - -
 
OW      3 C 0 '; '; e r 6 0 0 --
                    .                                                          9 700 R          -
l            000 t        .
R          -
V $00 g          .
:s        :                                                                $ .-
:s        -
oc 400 m          -
o          :                            '
:a:        .
300 200 100              .
0                                                              '
O        100    200  300        400    $00    600 700      800 0 o t o (id mi..c) 9 Hgare 5.51 OveraR Com;d:: of NOTRUMP. Predicted Automade Depressurhadon System Mew with Auteenade Ihg::_j= dos System Test Data a p t k..pelw atoes Rev.0
 
y [060 v
i H. P A
S L
E D
O M
P M
_            U
_            R T          e O              I N          L -
N                -
O    .
S              1 N
O I
S U
L T  C N  N E  O M  C S  L S  ~L E  A S  R S  E
* A  V      6 L  O L
A            e R
E V
O S    -
L E
D O
M Y
E K
 
KEY MODELS OVERALL ASSESSMENT                                                            AP600 3 OVERALL CONCLUSIONS REGARDING NOTRUMP MODELS:
KEY MODELS ARE CO*MilDERED APPLICABLE BUT HAVE THE FOLLOWING LIMITATIONS OR
* DEFICIENCIES:
Two phase flow model:
CCFL at low pressure may be overestimated.
Applicability in horizontal eternents limited to stratified flow.
Application of vertical model to incioned pipes may be inadequate.
Level tracking model:                                            -
May underestimate liquid entrainment above the mixture.
Applicability of toe entrainment mode: limited to stratia" sed flow in main pipe.
Hydraul c flow resistance model:
May overestimate pressure drop in two phase flow.
CMT model:
Wen overestimate exit fluid temperature in transients with extended recirculation periods.
PRHR model:
Will ov9restimate PRHR heat transfer unless primary side fluid velocity < 1.5 ft/s.
Critical flow model:
Break critical flow ~ subject to large uncertainties.
L.
2    .g
 
            =7
            "=      i 4
4 5
s z
y O                                  '
W
* a a
s W
I O
V
: 0)                            .
: n.                              -
3                                                -
a 0)
(
m H                                                            '
              .E
 
4
                                                                                                                                  }"l lNTEGRAL SYSTEMS TEST OVERVIEW                                                                      AP600j OBJECTIVE OF THIS SECTION:
Describe aspects of integral tests which are of .wrticular importance for NOTRUMP assessment.
Highlight common trends and areas of difference among tests.
I i
INTEGRAL TESTS TO BE EXA.alNED:
!                    SPES:
!                                            Full height, mostly power-to-volume scaled facility.
OSU:
Quarter height facility scaled to correctly simulate two phase flow conditions in piping and major components. '
s SBLOCA TRANSIENT IS BEST DIVIDED INTO TWO PHASES:                                                                -
: 1. Blowdown / natural circulation Prior to ADS opening Pressure usually > 1000 psia
                                                                                                            ~
SPES test most applicable for this period
: 2. ADS BlowdownllRWST
;                                          Up to continuous IRWST injection (beginning of long term cooling phase)
;                                          OSU test most applicable late in transient
!                                                                                                      t.
{                                                                                        1          . 't e
1
 
pg INTEGRAL SYSTEMS TEST OVERVIEW                                                                                                  A BLOWDOWN / NATURAL CIRCULATION KEY PARAMETERS:
1.' System mass to be recovered by CMT and ACC.                                                                                      ,
Heat removal via SG, CMT, PRHR Break flow
: 2. Tune and ratc of CMT drain Breaking of loop natural circulation Draining of.SG tubes, balance line Beginning of CMT free drain ADS BLOWDOWNARWST KEY PARAMETERS:
: 1. System snass to be recovered by IRWST Mixture level swell ADS 1-4 flow Break flow CMT, ACC flow
: 2. Time and rate of IRWST injection System pressure I
L*
3  . p i.................          _
 
l t
{
                                                                                                                                              '8I43 '
j
;                                                                                                                                              I, I,        :
INTEGRAL SYSTEMS TEST OVERVIEW                                                                                AP6001          !
BLOWDOWN / NATURAL CIRCULATION
 
==SUMMARY==
i PRHR, CMT important for system energy for breaks less than or equal to 2 inches.                                .
1                                                                                                                                                          r
                          .      Balance line may drain due to cold leg voiding or due to flashing.                                                          I
  !                      . CMT drains soon after balance line drains.
i
                          . Delay between CMT sidgie phase natural circulation and free drain is regligible except for SPES 1 inch break.
1
'-                                                      4
;                                                                                                                                                            i i
f I
l I                                                                                                                                                            I l
i L,                                                        i 3 - " 'I
:                                                                                                                                                            i l
l                                                                                                                                                            !
t I                                                                                                                                                            .
 
INTEGRAL SYSTEMS TEST OVERVIEW                                                                                                    A._P_6_0_0.
ADS BLOWDOWNilRWST SUMARARY:
                                            . Pressurizer refills at ADS 1-3 actuation.                                                                                      ,
                                            . Warm layer in RCS flashes and fills pressurizer, followed by cold water.
                                            . Second outsurge occurs as water in core reaches saturation and begins to boil.
                                            . Pressurizer drains slowly in OSU due to continued vapor flow through surge line even after ADS 4.
* Pressurizer drains quickly in SPES after ADS 4, due to oversized ADS 4 area.
                                            . Mass in pressurizer contributes to increased pressure in downcomer, slowing IRWST.
                                            . OSU pressurizer behavior more represe.a.We of AP600 due to:
SPES metal heat release in pressurizer significant compared with AP600 SPES ADS 4 valve oversized, so pressurizer draining behavior not applicable to AP600 e
L-4 ,.3
 
N gG l=g b
9$ I
                                                            ~
g
__                                          61 o
y; W
TI--t:i Y                          -
r -
t-                    #
t a        s
                                $              g M!U
:      -r              a        -
11!                      h in g
W'g      .e ellellett                I 4  'H
* II"          W 58 s a 4                          u It sllallell                        3                              -
Ig is                    a
{ts                      >
Figure 12 AP600 Passive Cort Cooung Symem
      . p ws.4 w 2ns                            l'S
 
                                              -en l
l INTEGRAL SYSTEMS TEST OVERVIEW OSU 2 INCH COLD LEG BREAK FLUID ENTHALPY (FROM TEMPERATURE)IN HOT LEG NEAR SURGE LINE.
af . c O
SUSCOOLED LIQUID REACHES PRESSURIZER FOR SHORT PERIOD.
13
 
i INTEGRAL SYSTEMS TEST OVERVIEW OSU 2 lNCH COLD LEG BREAK CORE VAPOR GENERATION RATE CALCULATED BY ENERGY BALANCE.
                                                                  ,g t
eu CORE COMPLETELY SUBCOOLED FROM 400 TO 700 SECONDS; VAPOR GENERATION SUPPRESSED.
MEASURED ADSi-3 VAPOR FLOW DUE TO FLASHING OF WARM LIQUID LAYER ABOVE SUBCOOLED LAYER.
ADS 1-3 MEASUREMENT NOT PICKING UP LOWER VAPOR FLOW AFTER 700 SECONDS.
14 4
 
l INTEGRAL SYSTEMS TEST OVERVIEW OSU 2 INCH COLD LEO BREAK ASSUME CORE GENERATED VAPOR FLOWS THROUGH ADS VALVES ACCORDING TO AREA RATIO.
Ap, e f
S e
e o
e VAPOR VELOCITIES APPEAR SUFFICIENT TO LIMIT LIQUID DRAINING IN SURGE LINE.
15
 
4 l    INTEGRAL SYSTEMS TEST OVERVIEW OSU 2 INCH COLD LEG BREAK CALCULATED VAPOR FLOW THROUGH ADS 4.
h 4
VAPOR VELOCITY THROUGH ADS 4 APPEARS SUFFICIENT TO ENTRAIN LIQUID FROM STRATIFIED LAYER.
16
 
INTEGRAL SYSTEMS TEST OVERVIEW OSU 2 INCH COLD LEG BREAK PRESSURIZER COLLAPSED LEVEL AND CALCULATED SURGE LINE VAPOR FLOW.
c ,6_. , c 4
CHANGES IN CALCULATED VAPOR FLOW THROUGH SURGE LINE TRACK WELL WITH PRESSURIZ.ER WATER LEVEL.
17 d
 
1 INTEGRAL SYSTEMS TEST OVERVIEW OSU 2 lNCH COLD LEG BREAK USING YEH VolD FRACTION CORRELATION AND CALCULATED VAPOR FLOW, CALCULATE PRESSURIZER MIXTURE VOID FRACTION AND MlXTURE LEVEL
    ,                                                            a, tic I
MIXTURE LEVEL AT TOP OF PRESSURIZER ColNCIDES WELL WITH SECOND OUTSURGE.
WHEN MIXTURE LEVEL DROPS BELOW PRESSURIZER AT 1000 SECONDS, LIQUID OUTSURGE STOPS.
18.
 
INTEGRAL SYSTEMS TEST OVERVIEW OSU 2 INCH COLD LEG BREAK MEASURED DOWNCOMER PRESSURE AND CALCULATED PRESSURE ABOVE ATMOSPHERIC DUE TO WATER LEVEL IN PRESNIRIZER.
a, e, c e
6 0
LIQUID HOLD UP IN PRESSURIZER INCREASES DOWNCOMER PRESSURE AND REDUCES IRWST FLOW.
e 19
 
INTEGRAL SYSTEMS TEST OVERVIEW SPES 21NCH COLD LEG BREAK COLLAPSED LIQUID LEVEL IN PRESSURIZER
__                                                          n ,3, <
1-SPES ALSO EXHIBITS 3 PERIODS WITH SOME KEY DIFFERENCES:
1: 900-1150; 2 PHASE DISCHARGE.                .
II: 1100 2000; SECOND REFILL, THEN DRAINING.
A4: AFTER ADS 4, PRESSURIZER DRAINS QUICKLY.
20
 
i I
4 INTEGRAL SYSTEMS TEST OVERVIEW SPES 2 INCH COLD LEG BREAK Vol0 FRACTION IN SURGE LINE AND BOTTOM OF PRZ.
                                                              %        .L AFTER FLASHING OF HOT LAYER, SURGE LINE AND BOTTOM OF PRESSURIZER NEARLY FILL WITH LIQUID.
AFTER 1400 SECONDS, SURGE LINE VOID. FRACTION HIGHER THAN PRZ; EVIDENCE OF CCFL.
21
 
INTEGRAL SYSTEMS TEST OVERVIEW SPES 2 INCH COLD LEG BREAK VOID FRACTION IN BOTTOM AND MIDDLE OF PRZ.
: o. 4, c-e
                                                                .. ~~        <
f I
i l                                      .
l l                                                        -
VOID FRACTION INCREASES WITH HEIGHT; EVIDENCE OF ADDITIONAL l
, VAPOR GENERATION WITHIN PRESSURIZER.
h I
22
 
l      INTEGRAL SYSTEMS TEST OVERVIEW SPES 2 INCH COLD L'EG BREAK VOID FRACTION AT TOP OF PRESSURIZER o , -Q~, c_
I l
MIXTURE LEVEL AT TOP OF PRESSURIZER; SIGNIFICANT VAPOR CONTENT.
AFTER 1400 SECONDS, MIXTURE LEVEL RECEDES.
23
 
    . - - . - .        - . . - - -      ~ - . -    - - . - .-    .- -..- -.- .-  . . - - - . - _ -
INTEGRAL SYSTEM'S TEST OVERVIEW SPES 2 INCH COLD L-EG BREAK COLLAPSED LIQUID LEVELS IN STEAM GENERATOR TUBES (SG),
BALANCE LINE (BL) AND CMT.
i i
y                                                                                        h  I o
f i
;                                                                                    a r i
e i
          ~
f                                                              .
s I
2 p
i
;        BALANCE LINE DRAINS AFTER SG HAS DRAINED.
4
!        CMT BEGINS FREE DRAIN SOON AFTER BALANCE LINE DRAINS.
I 1
: j.                                -
 
INTEGRAL SYSTEMS TEST OVERVIEW SPES 2 INCH COLD LEG BREAK FLUID TEMPERATURE AT TOP OF BALANCE LINE.
: a. , A , c--
FLUID TEMPERATURE APPROACHES Tsat, BUT REMAINS SUBCOOLED UNTIL VAPOR ENTERS FROM COLD LEG                                        ,
2
 
                                                                            .,..iS INTEGRAL SYSTEMS TEST OVERVIEW SPES 2 lNCH COLD LEG BREAK                                                    ,
FLUID TEMPERATURE AT TOP OF CMT                                          I i
a, -E , c f
                                                            "E CMT LIQUID AT TOP OF CMT HEATS RAPIDLY WHEN VAPOR ENTERS FROM BALANCE LINE.    .
CMT BEGINS TO DRAIN AS UPPERMOST LIQUID APPROACHES Tsat.
3
                                ,                                      _-s
 
1 l
lNTEGRAL SYSTEMS TEST OVERVIEW SPES 2 lNCH COLD L'EG BREAK HEAT FLOW INTO PRHR AND CMT COMPARED WITH HEAT FLOW FROM CORE.
o,c,c FOR SMALLER BREAKS, PRHR AND CMT ARE SIGNIFICANT ENERGY SINKS RELATIVE TO POWER GENERATED.
4
 
INTEGRAL SYSTEMS TEST OVERVIEW SPES DOUBLE ENDED DVI LINE BREAK COLLAPSED LIQUID LEVEL IN SG, BL, CMT.
a , S, e 6
9 d
* e SAME TRENDS IN LARGER BREAKS AS IN 2 INCH BREAK.
BALANCE LINE MAY BEdlN DRAINING BY FLASHING DUE TO RAPID DEPRESSURIZATION.
5 l
                                                  -    _ _ _ _ _ _ _ _ _        \
 
INTEGRAL SYSTEMS TEST OVERVIEW SPES 1 INCH COLD LEG BREAK
        -COLLAPSED LIQUID LEVELS IN SG, BL, CMT-a,s,.
BALANCE LINE BEGINS TO DRAIN AFTER SG HAS DRAINED, BUT REMAINS PARTIALLY FULL.
RECIRCULATION (MASS REPLACEMENT) CONTINUES FOR SOME TIME, WITH TWO PHASE FLOW.
6
 
INTEGRAL SYSTEMS TEST OVERVIEW
    'SPES i lNCH COLDLEG BREAK FLUID TEMPERATURES AT TOP OF CMT.
l l                                                                                  CA > 0 1 C l                                                                                      -
CMT LIQUID REACHES TSAT, BUT FREE DRAIN IS DELAYED.
7
 
INTEGRAL SYSTEMS TEST OVERVIEW OSU 2 INCH COLD LEG BREAK COLLAPSED LIQUID LEVELS IN SG, BL, CMT, a , '~ , c
                                                          =4
* W
                                      .                                      1 e
BALANCE LINE BEGINS TO DRAIN AT ABOUT SAME TIME AS SG; EVIDENCE OF DRAINING BY FLASHING IN BALANCE LINE.
8
                                                                          .-- J
 
INTEGRAL SYSTEMS TEST OVERVIEW
    '                                                                    ~
OSU 1/2 INCH COLD LEG BREAK COLLAPSED LEVELS IN SG, BL-1, CMT 1.
a , A , c_
1 0
BALANCE LINE LIQUID FLASHED BRIEFLY THEN RETURNED TO SUBCOOLED.
NO PROLONGED TWO PHASE RECIRCULATION AS IN SPES.
9
 
l        INTEGRAL SYSTEMS TEST OVERVIEW
      'OSU 2 INCH COLD LEG BREAK: PRESSURIZER LEVEL (NORMAllZED TO PRZ HEIGHT)
INITIAL CONDITIONS AT 390 SECONDS:
DOWNCOMER, PLENUM, PART OF CORE FILLED WITH SUBCOOLED WATER.
TWO PHASE MIXTURE AT LEVEL OF HOT LEGS.
      ._                                                                                NI. C-4
                                            =e SEVERAL FILLING AND DRAINING PHASES:
1: 400-600 SECONDS; PARTIAL REFILL /TWO PHASE ADS 1-3 II: 600-950 SECONDS: COMPLETE REFILUNEARLY ALL LIQUID ADS 1-3 A4: AFTER ADS 4; CCFL CONTROLLED DRAINING 10 j
i
 
INTEGRAL SYSTEMS TEST OVERVIEW OSU 2 INCH COLD LEG BREAK LIQUID AND VAPOR FLOWS THROUGH ADS 13, MEASURED BY SEPARATORS AND FLOWMETERS.
a , A , c.
                                                                      ~"
                                                            .4
                                                                        ~
[
TWO DISTINCT OUTSURGES FROM PRESSURIZER:
1: LIQUID AND VAPOR FLOW ll: APPARENT ALL LIQL!D FLOW 11 I
 
i          INTEGRAL SYSTEMS TEST OVERVIEW OSU 2 INCH COLD LEG BREAK VOID FRACTION INFERRED FROM dP MEASUREMENTS ACROSS
              - SURGE LINE (SL) AND HOT LEG (HL).
_                                                            a., t, c.
                                                                    ~~
4 l
m emu '
SURGE LINE AND HOT LEG NEARLY WATER SOLID FOR BRIEF PERIOD AFTER 500 SECONDS.
SURGE LINE AND HOT LEG VOID FRACTIONS INCONSISTENT WITH NO ADS 1-3 VAPOR FLOW MEASUREMENT AFTER 600 SECONDS-INDICATE CONTINUED FLOW OF VAPOR INTO PRESSURIZER.
12
 
n 1                                      0,
.            Advisory Committee On. Reactor Safeguards Thermal Hydraulic Phenomena Subcommittee July 30,1997                ,
NOT. RUMP Integral Test Predictions c
I                              A. F. Gagnon Westinghouse Electric Corporation (412) 374-5574 Li                    .
                                            . <g wonuw  w 1.a m m      -==          _            . ,_
 
ed"-
                                                                                                  }"f AP600l Overview Discussion Of Presentation Methodology SPES Facility Description Review Of Analyzed SPES.SBLOCA Test Matrix NOTRUMP Noding Diagram /Model Description Of The SPES Facility NOTRUMP Transient Results For SPES Facility OSU Facility Description Review Of Analyzed OSU SBLOCA Test Matrix NOTRUMP Noding Diagraan/Model Description Of The OSU Facility NOTRUMP Transient Results For OSU Facility
- Sensitivities Performed Summary
                                                ,      .t womuue % wv.e m
                              - , _ _ ^-..  ,"              299140c
 
W 8
AP600i Presentation Methodology Transients Banken Down Into Two Phases Natural Circulation /CMT Draindown (Phase 1)                              .
            - Focuses On Ability To Pndict Oaset Of CMT Draining, And Subsequent ADS Actuation
            - NOTRUMP Pndictions OfADS Actuation An Generally late
        - ADS Blowdown /IRWST Indection (Phase 2)
            - Focuses On Ability To Pndict Systema Mass And Pressure To Allow Accurate Pndiction OfIRWST Flow                                                                    j
          - Information Will Be Tinne Shifted To Eliminate ADS-1 Timing Offset Li
                                                                  .1 m
NOIF12dP      Iest N
                                      ,N..
                                          ^
* Rhhtjmt enc
 
e'
      ~ ,
9 I    t
                                          -;w 1            LI
                              ,a:                -
a n
m 9:g      i rC 1 w e_; j
                                                          ~ ggN s
                                                                            <r        w                                !
R
            %                                          '                          s.
                                                                                  ''                                    s
          .t          t1R                dl; ,(cq ,;      D I
g C
i
                                                                                            ..                        j g ,'; g ,
g i  ~
                          ]              p      .a; x                                      I      _.                -
                                                                                                              ;;j c,3  -
y        i      x x9;"                                                Ipn W                                                                      .,
A C/2  o 14; dI                s 683
: r.      .
o
                                                                            ''        "                      i}
S
{i
                  @,P M
                      's P=                  3                                      i
                              ,        :e qll s
l o
 
1 n
l (AP600, SPES Facility DescriptioH SPES-2 Facility Is A Fall Simulation Of The Passive Cost Cooling System, And AI400 Primary System Contains 97-Rod Heated Rod Bundle With Two " Hot" Rods
      - Het Rods Have 19% Higher Power Main Characteristics (Overall Volume Scaling Factor 1/395th)
  - Full Pressure Facility [20 MPa (2900 psi) Design Pressure]
  - Full Temperature [360*C (680*F) Prinsary Design Temperature,310*C (590*F)
Secondary Design Temperature]                                                        .
Maximum Power 9 MW
    - Power Compensation To Offset Ambient Heat Losses Prior To ADS Actaation
  - Full Height Facility
    - Except Pressurizer (61 Percent Of Full Height)
ADS-4 Oversized To Compensate For Metal Heat Release (Factor Of 2.6 Larger Than Scaled Value)
Li l                                                    ...,
M    s 1 w:    _ : _ ,~
 
                        ~.
a L
AP600    3 SPES SBLOCA Test Matrix Analyzed Test No.          Test Description                      AP600 Single pg,,3;                g          Cosannent      -
S00303 . 2-in. Cold leg Break, Loop B2              One of ho ADS-4          Reference Cold Leg Break Valves On Loop B S00401    1-in. Cold Leg Break, Loop B2              One of ho ADS-4              Break Size Sensitivity, Valves On Loop B          Maximize CMT Ileatup PriorTo ADS S00605        in. DVI Line A Break                One of ho ADS-4          Break Location Sensitivity,
                                            .                              Valves On Loop B          Asynunetric CMT Perfor-mance S00706  Donble Ended DVI Line A Break            One ADS-1 And One            Break Size Sensitivity, ADS-3 Valves          Complete Loss Of One-Of-ho injection Flow Paths S01007    2-in. Cold leg Balance Line B              One ofho ADS-4            Break Location Sensitivity, Break                      Valves On Loop B          Examine Effect Of CMT Draindown i  S00908  Double Ended Cold leg Balance              One ofho ADS-4            Break Size Sensitivity, No Line B Break                    Valves On Lcy B            Delivery From Faulted
'                                    .                                                                        CMT                              ;
Li                                                  .
                                                                                . - 'f a
NOTHuw bdespel Test Posedhas hdr30. seer
                                                    %, .4  ..
                                                                ' RMdOAP900pPessemessens/12881 doc
 
J
:                      .i                                                                                                        i
        - --          d m,                                                                                                                        h
'              E s
L.
50
                .m      .
em
                . .C                                                                                                      ..
e I C
Z A
E D
M D
z              -
cra W                            -
C72                                                                                        .
9 0
I
 
The following figures are Westinghouse Proprietary:
S00303 Phase 1-1 S00303 Phase 1-2 S00303 Phase 1-3 S00303 Phase 1-4 S00303 Phase 1-5 S00303 Phase 1-6 S00303 Phase 1-7 S00303 Phase 1-8 S00303 Phase 1-9      '
S00303 Phase 1-10                                    .
S00303 Phase 1-11 S00303 Phase 1                          S00303 Phase 1-13
 
j  ,t AP600, 2 Inch Cold Leg Break (S00303) ReSultS Summary ae, c NOTRUMP Predicts                          ADS Actuation Relative To Test Data
                                    ~.&.'      -
        - Test ADS Tu' ne = u _ Seconds                                                              .
_ a.S . e-
        - S00303 Simialation =              ~
Seconds
      ._    <~ _6.c-      _ . . .g      c-Related To              la SG Downside 'Ibbe Drain And Subsequent Ievel Forsaation
                            ~        ~
la RCS Cold Legs            -
u o. C,
                      ,        g
        - Results la    -
                                ~jCold Leg Balance IJne Vapor Forniation And Subsequent CMT                          1 Draining              ,
Li
                                                                                  - * 't a
NOTHUhdP bespel fastINespaceums Amp _nsdamme W          ,      ':    -- _72eer doc
 
The following figures are Westinghouse Proprietary:
S00303 Phase 2-1 S00303 Phase 2-2                                    .
S00303 Phase 2-3 S00303 Phase 2-4 S00303 Phase 2-5 S00303 Phase 2-6 S00303 Phase 2-7 S00303 Phase 2-8 S00303 Phase 2-9      '
I S00303 Phase 2-10 i
S00303 Phase 2-11                                            ,
S00303 Phase 2-12 S00303 Phase 2-13 S00303 Phase 2-14                                      ,
S00303 Phase 2-15 S00303 Phase 2-16 S00303 Phase 2-17 S00303 Phase 2-18                                                          l Figure 7.4-15 Li L .-. - - - - - - - - - - - - - - _ _                                        -
 
AP600, 2 Incit Cold Leg Break (S00303) ReSultS Summary
_            o..y. e--
NOTRUMP Prvdicts                                    ADS Actuation Relative To Test Data
                                  -      -+.<-
      - Test ADS Tiene =                      Seconds                                                                                    .
                                                    . +. c_
      - S00303 Siaastation =                        ] Seconds a.i . c'-      _.            ad c.-
lRelated %                      In SG Downside hbe Drain And Subsequent level Formaation
                                          ~
la RCS Cold Legs-                    -
f , c-
      - Results la{_              jCold Ieg Balance Ilse Vapor Formation And Subsequent CMT Draining
  -  No Core Uncovery Exhibited By NOI' RUMP Or Test ap. c_ .
NOTRUMP Predicts                                Systems Mass At IRWST Indection Tisme Cosepared To Test i
                                                                                      = * 'l s                .
MOTHuesP besped Test Puedbane g_ _ _    ,,
                                                                                --      ^^
                                                                                                'rteersac
 
    ~
The following figures are Westinghouse Proprietary:
S00401 Phase 1-1 S00401 Phase 1-2 S00401 Phase 1-3 S00401 Ph_ase 1-4          -
S00401 Phase 1-5 S00401 Phase 1-6 S00401 Phase 1-7 S00401 Phase 1-8 S00401 Phase 1      ,
S00401 Phase 1-10 S00401 Phase 1-11 S00401 Phase 1-12 S00401 Phase 1-13 S00401 Phase 1-14 S00401 Phase 1-15 S00401 Phase 1-16
 
                                                                                                                                      /"j    .
                                                                                                                                    , AP600 1 Inch Cold Leg Break (S00401) ReSultS Summary
                                  .          .e. c.
NOTRUMP Pndicts
_  ADS Actuation Relative To Test Data
_ .q .c hst ADS Time =    -
Seconds
      - S00401 Simmiation =L_            -          -
i.+.c_
Seconds DiNenaces Related % Contimmed Two Phase Recinulation a,4 .cFrom Cold In Balance Line
      - Partially AttributalaleTb re s                                                  Observed In Test s e .c-
      - NOTRUMP        -                                -
PRHR Heat Transfer &                                  CMT Outlet R umperature                                                                              -
          -    a,$ .e-          .
CMT Draining And Subsequent ADS Actuation In Test                                                                              I i-                                                                                    "@'
                              ._
* s .c_                                          -
NOTRUMP Pndicts          _                  _(System Mass At IRWST Indection Time Compared To Test L5
* a        - ' 'l                                                          I nomuur me a T.m Namnia.
                                                                      .hdy 30.1997 Amp _ . J  f. .  "NF. doe 10 nf M t
 
y3 AP600, General NOTRUMP SPES Model Observed Trends
            - Timing Related Items
                - NOI' RUMP Consisteady Predicts,_                            ADS Actestion And IRWSTIWection ,
Relative To 'Itst 1 Inch Cold Leg Break Is An Exception
            - How Related Items
_        u.9. e-.
                - NOI' RUMP            ~    ~  Represents Break, ADS 1-3, ADS 4, CMT Recirculation, Accamalator, and                      JA@STIWection                    Hows e , c_.
_                    n NOTRUMP Consistently,_                          ; PRHR Heat 'IYassfer
              - Only Impacts Small Break Simulations (Less Than 2 Inches In Diameter)
_                  a.+ c_
NOTRUMP Consistently      _                    ,
Pressarizer Reill
              - Noding Related a.g. <-
NOTRUMP Consistently Predicts          '
                                                                            ~
System Inventory Relative To Test At i            IRWSTIWection Time
                                                                                ..,,                                                  l esorsameP 6engud Isat Psodkenne Anp_                                  'T2801Ana
 
                        -            -.                  --            s              #    ...m__        ,.._m  .-2___      4__    .m      2    _.s h
} .'
          +
3 s % % % N u m xx m x ,M x w x w w x j ]g l la
                                                      >                ,                t
_,                    Lil                      j            .i. ' !!-
f                                                .. wn--
                                    }T-                                  se %#*
p_. a  d                -
                                                                                                                    ;:=
                                                                                            .w        e I      'I                                                    I              i M i            j g                                                          _(        _
            .w                                                                    ii i - : iin i                            ui        im . It
            ,=                                                        I. w 2;: 5                                -
{
* v                                                                                                  I=                                  hl n                                                                              ::
4r g'
s                                                                = } q-
                                                                          %                                        1                                1(1 Q
i, a
g j Ffj -fu                                                      /          Jg3                7,        ,
                                                                                                                                                    !}
Q Q g
a
                                                      }              ...
                                                                        /
                                                                                .  /AA                              ',          n 9
[
                                  '                                                                                                                    1 a/                      m
(                                                      l                          1 n
t' i                                1]I ll                                    i;I
                      ..                        l            g i                        ,
bi                      _
I ,'            k    I                                                                                      I      --
                                        ?                                                  J                                          i xNM M M MNNMN%MMM M NN                                                              J:
I I                            d a
 
:                                                                                                                p, u ui APG00_;
OSU Facility DeSc..yaon l        OSU FacMity is A Scaled Model Of The AP600 RCS, Steam Generaser, Passive Core
;        Cooling System, ADS,14wer Coaspartment Seasp, CVCS, and Norunal RHR Systemas 1
i
        - Scaled To Prese:ve Two-Phase Flow Charactesistics Main Characteristics (1/4 Height, Reduced Pressant Model Of AP600)
!        - Noranal Operating Pressant 2.76 MPs (400 psig)
        - Noranal Operating Tessperature 232.2*C (450*F) i
!        - Maxiasman Power 600 kW i
1 Li i                                                                                ..,,
!                                                                              a    .
j                                                                  worme masw i== m j
sw. ..      ..
                                                                        $R"-        -- mim                                                ...
 
lion AP600, OSU SBLOCA Test Matrix Analyzed Test No.          'Ihst Dewription                          y            3;      g            Coenaient      .
SBIS    . 2-in. Cold leg Break, Loop 3                    One of ho ADS-4            Reference Cold Leg Break Valves On Loop B SB23      05-in. Cold leg Break, Loop 3                    One ofho ADS-4              Break Size Sensitivity,
                            ~
Valves On loop B          Maximizes CMTIleatup PriorTo ADS                      .
SB13          2-in. DVI Line 1 Break                      One of Wo ADF-4            Break Location Sensitivity,
                          ,                                    Valves On loop B          Asynunetric CMT Perfor-mance SB12      Double Ended DVI Line 1 Break                  One ADS-1 AndOne              Break Size Sensithity, ADS-3 Valves          Complete less Of.%-Of-Wo Injection Flow M.ths SB09      2-in. Cold Leg Balance Line 1                    One ofho ADS-4            Break location Sensitivity, Break                            Valves On loop B            Examine Effect Of CMT Draindown Double Ended Cold Leg Balance                    One of ho ADS-4            Break Size Sensthity, No SB10 Line 1 Break            -            Valves On Loop B            Delivery From Faulted
                  -                                                                                CMr Inadvertent ADS Actuation                    One ofho ADS-4              Provides Charac eMics SB14 Valvesg loop B            Of No-Break LOCA 6-at
                                                                      .g a              .
psGTRJar bemesad Test Poudhamme M3eL N#F Apur_*'uk"  ..
N
                                                                    ~    ~~
 
9 g d
i I
              ._                                I gm a-                                      g c
E
:s 6
30
                .3 A
em
                .C
                  =
z E
o cd H
O Z
R cn              .
O e
e t                  ,
t t',
 
The following figures are Westinghouse Proprietary:
SB18 Phase 1-1 SB18 Phase 1-2 SB18 Phase 1-3                                                -
SB18 Phase 1-4 SB18 Phase 1-5 SB18 Phase 1-6 SB18 Phase 1-7
              - SB18 Phase 1-8 SB18 Phase 1-9        '
SB18 Phase 1-10 SB18 Phase 1-11 SB18 Phase 1-12 Li
 
W]
AP600, 2 Inch Cold Leg Break (SB18) Results Summary
                                              ...e NOTRUMP Predicts                            ADS Actuation Relative To Test Data
      - Test ADS Tunc =_ _y.mjSeconds                                                    .
                                        ,_ ..f .<_
SB18 Sismulation =                  LSeconds u.g c-                ,
                                      %~E-Im Fluid In Top CMT Nodes Reaching Saturation Related To
_    zg.pc Resmits la                    Osset Of CMT Draining u      .
S e
e Li m
NOTW benyed Test Psmedhas m__ _ =_ _ _  -L"?' -            - mersa
: t.              _ _______ _ -
 
The following figures are Westinghouse Proprietary:
SB18 Phase 2-1 SB18 Phase 2-2 SB18 Phase 2-3 SB18 Phase 2-4 SB18 Phase 2-5 SB18 Phase 2-6 SB18 Phase 2-7 SB18 Phase 2-8 SB18 Phase 2-9        '
SB18 Phase 2-10 SB18 Phase 2-11 SB18 Phase 2-12 SB18 Phase 2-13 SB18 Phase 2-14 SB18 Phase 2-15 SB18 Phase 2        SB18 Phase 2-17 Figure 8.4.19    -
ti
 
pp    i AP600; 2 Inch Cold Leg Break (SB18) ReSultS Summary m.e.m NOTRUMP Predicts                    -
ADS Actuation Relative To Test Data
                          ..    .5 . c_.
      - Test ADS Timee =            Secoads                                                  '
L+c
    - SB18 Simaalation =7_ Seconds a ,s. e              a
[
I_                          .q.e._i l        m Haid In Top CMT Nodes Reaching Saturation
    -      -}Related To(
                  ,.    < n s-Results In            Osset Of CMT Draining
                  ,_-      - a,q .c NOTRUMP g                        _t IRWSTIndection How
    - Partially Attributable To Pressurizer Response Following ADS-4 Actuation
-  No Core Uncovery Exhibited By NOTRUMP OrTest o.s. c_
NorRUMP Predicts]                  ]pystems Mass At IRWST Indection Time Cosspared To Test L5
                                                                  ..g a
bey  1907
                                          ~.-    ..
                                                      - ~ ,-
sint 72
 
The following figures are Westinghouse Proprietary:
SB23 Base Phase 1-1 SB23 Base Phase 1-2 SB23 Base Phase 1-3 SB23 Adjusted Phase 1-1 SB23 Adjusted Phas( 1-2 SB23 Adjusted Phase 1-3 SB23 20 Node CMT Phase 1-1 SB23 20 Node CMT Ptiase 1-2 SB23 20 Node CMT Phase 1-3
 
                        ~
p[
APG00; 0.5 Inch Cold Leg Break (SB23) ResultS Summary Break Size Adjustancer Required To Match Test Data u.-c .c_
      -~                                                                                                  -
_      a. s. c__
NOTRUMP Predicts                                  ADS Actuation Relative To Test Data i    .S. , c -
        - Test ADS 'Huse =L                        Seconds o . + <_
        - Base SB23 Simaalation ={ ] Seconds                                _ a g .c.
        - Adjusted SB23 Simsulation (FVR Case) =                            _        _ Seconds
                                                                                    '~ o . m. <_
        - 20 Nede CMT Sienadation (RAI Response) =                                  _      ] Seconds
    '~
: a. e .c                                              . z e-
                                                                    ~
  -                                                                    Cose Inlet Temsperatures
              ],In
                . Base Model Related Te[
        -          Of CMTTherusal Strati 6 cation Model a.a. c__                                                                                          I
_,0f PRHR Systems Performsance
  -    No Core Uncovery Exhibited By NOTRUMP Or Test
                                          -    a.y .c NOTRUMP Predicts                    _        _
Systeam Mass At IRWST Indection Timec Compaard To Test Li
                                                                                    .y a
teotw w Tome Puedhesen
                                                                                                'F2sSTh                __
u                -        .  - - - -
 
The following figures are Westinghouse Proprietary:
SB12 Phase 2-1 SB12 Phase 2-2 SB12 Phase 2-3 4
S.
e Li
 
rg ih AP600, DEDVI Break (SB12) ReSultS Summary
                                            ... .e NOTRUMP Predicts        -                -
ADS Actuation RelativeTo Test Data
                            -      .c
    - Test ADS'Iluse =] Seconds
                                *. . J *.G
    - SB18 Sisselation =[ ] Seconds
                            ~
NOTRUMP Pardicts      _
here Average Void Fractions Following ADS-2 Actuation
    - Saane 'Ihad Observed In 2 Inch DVI Ilse Break (Test SB13)
    - May Be Attributable To:
      -                      ,                      ' t <-
L.                                                -
: 2. Higher DVI Injection Flow Rates
  -  No Core Uncovesy Exhibited By NUfRUMP OrTest Li
                                                                  .g a            .
                                    -                M    teor
                                                    -n          -
n_      __
L                                                                                  ,
 
                                                                                                            $U'k lii (
AP600; General NOTRUMP OSU Model Observed IrendS
        - Tiaming Related Iteams
            - NOTRUMP Consisicatly Predicts        _              _
ADS Actuation Relative To Test      .
        - How Related Iteams
                                                                .c . c_
            - NOTRUMP Consisteady(_                            ] ADS Stage 1-3 Mass Discharge
          - NorRUMPConsistently[                        <.7s Nreak Flow By The Sasse Or Greater Assommt
                                                  ~
Than The ADS 1-3_                      ,
_                    _m. c_
      - NorRUMP Consistently        _
PRHR Heat 'IYaasfer
          - Only Inspects Smaali Break Sissalations (less Than 2 Inches la Dineseter)
_          .e . c
      - NOTRUMP        _
Pressurizer Draindown FoNewing ADS-4
                          -              c-
          - Results In    _
                                      ,%]OfIRWSTIndection Hows
_                        _.+ . c_
      - NorRUMP Consistently Predicts;                                  Systems Inventory RelativeTo Test
                                                                        .g a            .
Jmy    seer w      __
n            -
                                                                            -- -~
 
,                                                                                                                                                          w          i
!                                                                                                                                                          ii        :
AP600; Sensitivities Performed Examine Anas Which N0 FRUMP Did Not Pndict Weil                                                                                                                !
                    -            * .e . <-              6 c_                                      _ % <_                                                              !
      - Test SB18L                  _
Hot IMyode Pnssurizer &                                              -
Node CMTs                            .                  !
l        - Deteranime Impact Of Patssurizer Noding On Pressurizer Collapsed Level 1c" c-
                    -                  a ,$. <-                                                              _+<-                                                    l
      - Test SBI8_                        _
Hot Legsi Node Pressurizer &                                      ,Nede CMTs                                            !
t
        - Determine Impact df ADS Mow Distribution On Patssurizer Drain & IRWST Indection                                                                                                                                                !
                    ~ ..+.<_                  o.    .<_                                    ..s , u                                                                r Test SB12_      [ Node CMTs,[ Node Parssurizer & } ode Dowacomer                                                                                            !
,                                                                                                                                                                    i 1        - Determine Impact Of Dowaconser Temperature Inversion                                                                                                      !
t i
4                                                                                                                                                                      :
4
                                                                                    .g a              .
l                                                      NOTHubdP benguas Test 55edendbans
                                                                    .neyso. teor                                                                                      ,
,                                            M_.- ^:      ..
 
4 The following figures are Westinghouse Proprietary:
i
:        SB18 Strat HL,3N PRZ,20N CMT, Phase 2-1 SB18 Strat HL,3N PRZ,20N CMT, Phase 2-2
,        SB18 Strat HL,3N PRZ,20N CMT, Phase 2-3                                              -
4 t.
3
:        SB18 HOMO HL,3N PRZ,20N CMT, Phase 2-1 SB18 HOMO HL,3N PRZ,20N CMT, Phase 2-2
:        SB18 HOMO HL,3N PRZ,20N CMT, Phase 2-3
.                                .                                                                              i I
I i
l i                                                                                                              !
i Li                                            ,
                                                                .,                                        ~
[
t
[
i t
 
pg i                    L
:AP600, Summary Tinaing Related Issacs
__. o
                          - NMRUMP Consistently Predicts                    ' LADS Actaation                              -
                                                                    ._      s.        .~
SPES 1 Inch Cold leg Break Is An      _              ,
m e.c.
NOTRUMPConsistenti ffu                        ?RHR Heat Transfer
                          - Only Impacts Sanall'Barak Simaalations (1xss Than 2 Inches la Dinaneter)
_              v2 <-
                      -  NOTRUMP Consisically Predicts      _                    _
System Inventory Relative To Test At IRWSTIWection Tame
                                                                        ._                        ..y' . e.            . ''[ * "
Pressarizer Draindowa/lRWST Isection--                                      -
And DVI Break      a In          -
NOFRUMP Will Be Addsessed Via AP600-            _
s q A.cmaptions
                                                                                    .s a            .
peOHejadP hangsel Iset W
__r-,,      -
                                                                                            'F2 mTesc
 
d 4
A py; I
lL AP600 APPENDIX K APPLICATION A_Ps_o_o_ .
e AP600 APPENDIX K APPUCATION e
e j
i 1
I
'                                                  . - 'I t
 
yq l    i AP600 APPENDIX K APPLICATION                                                            y CONCLUSIONS REGARDING NOTRUMP PREDICTION OF INTEGRAL TESTS AND AP600 BLOWDOWNINATURAL CIRCULATION Late CMT drain and actuation of ADS 1-3.
Conservatively low system mass to be recovered by CMT and ACC.
High core void fraction at end of blowdown / natural circulation period.
ADS BLOWDOWNARWST '
Low liquid flow from ADS 1-3, and high break flow to compensate.                      -
Break flow compensates to produce low or best estimate system mass to be recovered by IRWST.
Early pressurizer draining after ADS 4.
Non. conservative prediction of IRWST flow, system mass recovery.
Li 2      't
 
jk"J AP600 APPENDIX K APPLICATION                                                                                        AP600 AP600 METHODOLOGY RELATIVE TO ASSESSRAENT RESULTS                                            ''@
G e
f a
M S
                                                                                                                                .  ..    ...i
.          .  . .,,..........,...m..        .,  ,  . .
 
l''k"J*
    ~ AP600 APPENDIX K APPLICATION        .
AP600, c . . (_
O e
i 0
i I
L=
4 ...,
 
.          J U
              -l l
5-m_
_,    f!    .
M e
O Z
      .O F<
0            -
        ~_J Q.
k                  '
x x.
O Z          -
Lu                            .
Q.
Q.
1 l
l
 
m s
                                                  ,h
                                  $Y" i                                  -
L              l                                                                                                                                            1 i                                                                                                                                                                                              >
.                                                                                                                                                                                              I l                                                                                                                                                                                              r 4                                                                                                                                                                    s t-8 4 '
3 a r..
f i
;                                                                                                                                                                        Y                    r o
* s i
I-1
+
H 4
1
                                            %                                                                                                          9 i                                          K
~
e r
a.,.,-ve-rw+-_-.5,    --:.-r..a--i.'    ,+.w-,    .r-w v  , ,,-m,,  --we. q y,--.w,ww.,,-re,v.,cr,s- w,.. -,q.-w--,.nm,----wg%~-, , , .,_p... e---.w.w    w    -s-,em-y-, - r,-4.
 
a f
                                                                          -                wc
                                                                                            =
AP600 APPENDIX K APPLICATION                                                      AP665 AP600 CORE MIXTURE LEVEL: SSAR CALCULATION FOR DVI LINE BREAK DEDVI Line Stocki SSAR Upper Plenum and Core Winture Level 30 25 - -
                                                                                                "  ~'
20 - -
Top of Active Fuel
          =        -
T2  '    ~
h 1s.    -
e
          .Y s        -
10 - -
5-  -
O                  ;                l      l        'l        l    l 0            500              1000    1500      2000  2500  3000      3500 Time (seconds) 1 l
 
l ;
                                                                                                                                                        ~
E._E'c_.
AP600 APPENDIX K APPLICATION                                                                                                    .AP6d5 AP600 CORE MlXTORE LEVEL: SSAR CALCULATION WITH IRWST PENALTY                                                                                                                                    a . -e , c e*
4 9
e 4 ed e
4 9
ammum
* 2
 
{L"J 8!
AP600 APPENDIX K APPLICATION                                                                      .
_ m_ _ .
CONCLUDING RERRARKS:
WE BELIEVE NOTRUSAP IS APPLICABLE TO AP600 SMALL BREAK LOCA, PROVIDED DEFICIENCIE,S ARE ACCOUNTED FOR.
c..a .<-
WHILE SEVERAL DEFICIENCIES HAVE BEEN IDENTIFIED, ONLY[ ]                                                  DS TO A NON-  9' CONSERVATIVE PREC4CTION WHICH SSUST BE ACCOUNTED FOR BY                                                                  _.
IN THE APPENDIX K CALCULATION, ADDITIONAL BOUNDING ASSURAPTIONS !N ADDITION TO REQUIRED FEATURES ARE BRADE.
USE OF 1971 DECAY HEAT + 20% PROVIDES SUBSTANTIAL ADDITIONAL CONSERVATISM.
( e 1        " 'I
    .}}

Latest revision as of 10:15, 3 December 2024

Requests That Proprietary Version of Presentation Matl Presented by W at 970728-29,ACRS Meeting,Be Withheld from Public Disclosure,Per 10CFR2.790
ML20216G497
Person / Time
Site: 05200003
Issue date: 09/05/1997
From: Mcintyre B
WESTINGHOUSE ELECTRIC COMPANY, DIV OF CBS CORP.
To: Quay T
NRC OFFICE OF INFORMATION RESOURCES MANAGEMENT (IRM)
Shared Package
ML19317C714 List:
References
AW-97-1161, NUDOCS 9709150204
Download: ML20216G497 (218)
v • d • e


Text

Retrieved from "https://kanterella.com/w/index.php?title=ML20216G497&oldid=3968935"