Stabilitätsana­lyse

Ziel ist es, das nichtlineare Stabilitätsverhalten von Siedewasserreaktoren im Detail zu verstehen. Im Zyklus 18 des KKW Brunsbüttel ist ein unerwartetes Stabilitätsverhalten beobachtet worden. Um das Verhalten zu verstehen, wurden während des Zyklus 18 Stabilitätsmessungen durchgeführt, von dessen Ergebnissen die TUD-Analysen ausgehen. Eine detaillierte Analyse der experimentellen Ergebnisse ergab (GSE-05-003, Feb.2005), dass einer der untersuchten Arbeitspunkte instabil ist. In allen anderen untersuchten Arbeitspunkten sind stabile Leistungsoszillationen mit kleinen Amplituden aufgetreten. Im Rahmen der Postanalyse der TUD wurde auf einige Arbeitspunkte die RAM-ROM Methodik angewendet. Sowohl die RAM(ONA5) Analysen als auch die ROM Analysen ergaben mit den gelieferten Parametersätzen (Eingabedaten) stabile Arbeitspunkte. Der instabile OP konnte erst nach „Parametertuning“ (im Unsicherheitsbereich der für das Stabilitätsverhalten signifikanten Parameter) mit dem ROM und RAMONA5 simuliert werden. Alle anderen OPs sind (linear) stabil, wobei es sich bei den aufgetretenen Leistungsoszillationen nur um ein Ergebnis der Ausbreitung einer lokalen Neutronenflussstörung (Leistungsstörungen) im Reaktorkern handelt. Die lokale Neutronenflussstörung könnte durch einen hydraulisch instabilen Kanal (selbsterhaltende Dichtewellenoszillation) hervorgerufen worden sein. Ein einzelner hydraulisch instabiler Kanal hat jedoch einen vernachlässigbaren Einfluss auf das Stabilitätsverhalten des gekoppelten Gesamtsystems, da sowohl die Druckverluste entlang des geschlossenen Kühlkreislaufes als auch die stationäre Leistungsverteilung im Kern durch die Störung vernachlässigbar beeinflusst werden. Die Autoren des TUD Berichtes interpretieren die Ergebnisse daher im Unterschied zu den Schlussfolgerungen im Bericht (GSE-05-003, Feb.2005) wie folgt: Die lokalen hydraulischen Oszillationen ändern nicht das Stabilitätsverhalten des gekoppelten Systems. Den gemessenen Signalen der Inkerninstrumentierung wird in den stabilen Zuständen lediglich eine lokale Leistungsschwingung überlagert, die wir als das Einwirken einer „äußeren Störung“ (extern angeregte Oszillationen) verstehen. Im Fall des instabilen Arbeitspunktes beobachten wir in Übereinstimmung mit den experimentellen Ergebnissen ein typisches Schwebungsphänomen, das sich im Bild der spektralen Leistungsdichte durch das Auftreten zweier Peaks ( bei den Frequenzen der Dichtewellenoszillation und der „natürlichen“ Frequenz des Reaktorkerns) äußert.