Neutron-kinetic and thermo-hydraulic uncertainties in the study of Kalinin-3 benchmark Translated title: Neutronenkinetische und thermohydraulische Unsicherheitsanalyse des Kalinin-3-Benchmarks

Abstract

The effects of nuclear data covariance on important reactor parameters are investigated. The analyses are performed on the base of the OECD/NEA coolant transient Benchmark (K-3) on measured data at Kalinin-3 Nuclear Power Plant (NPP). For this purpose the GRS uncertainty and sensitivity software package XSUSA is applied to propagate uncertainties in nuclear data libraries to the full core coupled transient calculations. Moreover, based on the previous thermo-hydraulic studies a set of most important thermo-hydraulic parameters is chosen and added to the uncertain input vector. A statistically representative set of coupled ATHLET-PARCS code steady state calculations is analyzed and both integral and local output quantities are compared with the measurements available in the benchmark. The work is a step forward in establishing a “best-estimate calculations in combination with performing uncertainty analysis” methodology for coupled full core calculations.

Kurzfassung

Die vorliegende Veröffentlichung untersucht die Auswirkung der nuklearen Kovarianzdaten in wichtigen berechneten Werten für nukleare Systeme. Die Unsicherheitsanalyse wird an dem OECD/NEA coolant transient Benchmark (K-3), der auf Messdaten im Kalinin-3-Kernkraftwerk basiert, durchgeführt. Zu diesem Zweck wird die GRS-Statistiksoftware XSUSA verwendet. Mit dieser Methode ist es möglich, die Berechnungsunsicherheiten in allen Phasen der nuklearen Rechenkette – von der Stabzellrechnung bis zur Kerntransiente – zu bestimmen. Darüber hinaus wird auf der Grundlage der früheren Untersuchungen ein Satz von wichtigsten thermohydraulischen unsicheren Parametern ausgewählt und wird zu dem unsicheren Eingangsvektor hinzugefügt. Statistisch repräsentativer Satz von gekoppelten ATHLET-PARCS 3D-Ganzkernberechnungen für den stationären Zustand wurde erstellt und sowohl globale als auch lokale berechnete Größen wurden mit den gemessenen Werten verglichen. Diese Arbeit ist ein wesentlicher Schritt zur Herstellung einer Methodik für Best-Estimate-Berechnungen in Kombination mit der Durchführung von Unsicherheits- und Sensitivitätsanalysen („Best Estimate Plus Uncertainty“ – BEPU) für Ganzkerntransienten.