Application of 3D coupled code ATHLET-QUABOX/CUBBOX for RBMK-1000 transients after graphite block modernization Translated title: Anwendung des gekoppelten 3D-Code-Systems ATHLET-QUABOX/CUBBOX auf Transienten im RBMK-1000 nach der Modernisierung der Graphit-Blöcke

Abstract

This work describes the application and the results of transient calculations for the RBMK-1000 with the coupled code system ATHLET 2.2A-QUABOX/CUBBOX which was developed in GRS. Within these studies the planned modernization of the graphite blocks of the RBMK-1000 reactor is taken into account. During the long-term operation of the uranium-graphite reactors RBMK-1000, a change of physical and mechanical properties of the reactor graphite blocks is observed due to the impact of radiation and temperature effects. These have led to a deformation of the reactor graphite columns and, as a result, a deformation of the control and protection system (CPS) and of fuel channels. Potentially, this deformation can lead to problems affecting the smooth movement of the control rods in the CPS channels and problems during the loading and unloading of fuel assemblies. The present paper analyzes two reactivity insertion transients, each taking into account three graphite removal scenarios. The presented work is directly connected with the modernization program of the RBMK-1000 reactors and has an important contribution to the assessment of the safety-relevant parameters after the modification of the core graphite blocks.

Kurzfassung

Der vorliegende Artikel beschreibt die Anwendung des gekoppelten Code-Systems ATHLET 2.2A-QUABOX/CUBBOX der GRS auf Transienten im RBMK-1000 Reaktor und deren Ergebnisse. Dabei wurde die geplante Modernisierung der Graphit-Blöcke im RBMK-1000 untersucht. Während des Langzeitbetriebs des Uran-Graphit-Reaktors RBMK-1000 wird eine Änderung der physikalischen und mechanischen Eigenschaften der Graphit-Blöcke im Reaktor beobachtet. Diese Änderungen sind eine Folge von Strahlungs- und Temperatureinwirkungen. Sie haben zu Deformationen der Graphit-Säulen und dadurch zu Verformungen des Regelungs- und Schutzsystems (CPS) und der Brennstoffkanäle geführt. Potentiell können diese Verformungen Probleme in der gleichmäßigen Bewegung der Steuerstäbe in den CPS-Kanälen sowie beim Be- und Entladen von Brennelementen verursachen. Der vorliegende Artikel analysiert zwei Reaktivitätstransienten, wobei jeweils drei unterschiedliche Mengen Graphit entfernt wurden. Die vorgestellte Arbeit ist direkt verbunden mit der Modernisierung der RBMK-1000-Reaktoren und liefert einen wichtigen Beitrag zur Bewertung sicherheitsrelevanter Parameter nach der Modernisierung der Graphit-Blöcke.