Reproductive accuracy of safety valve two-phase mass flow capacity models in case of air/water, resp., viscous liquid flow duty

Abstract

On the basis of integral statistical key figures, the reproductive quality of the Extended Maximum Disequilibrium Method as proposed by Wieczorek [?] is in the range of the liquid phase viscosity of up to 2800 mPa s in comparison with that exhibited by the models according to ISO/CD 4126-10 [?], Lenzing [?], Leung [?], Gosslau and Weyl [?], resp., Fauske [?] higher and in parallel so far unique to achieve under all conditions an oversizing of the relief area. This result is partially offset by a comparatively higher average uncertainty, resp., larger relief area oversizing in the range of viscosities of up to 100 mPa s.

The apportionment of the integral statistical figures as a function of the stagnation air mass quality shows that most of the methods – independently of the liquid viscosity level – feature the largest deviations, resp., oversizing in the range of mass flow qualities between 0.1 and 1%. This is unfortunately just the discharge mass flow quality used in sizing in case of partially liquid loaded reactor top venting.

Zusammenfassung

Auf der Grundlage von integralen statistischen Kennzahlen folgt, dass das Erweiterte Maximale Ungleichgewichtsmodell gemäss Wieczorek [?] bei der Gegebenheit von Flüssigphaseviskositäten von bis zu 2800 mPa s anders als die Methoden gemäss ISO/CD 4126-10 [?], Lenzing [?], Leung [?], Gosslau und Weyl [?] bzw. Fauske [?] insgesamt eine höhere Wiedergabegenauigkeit und gleichzeitig immer eine sicherheitstechnisch vorsorgliche Überdimensionierung des Entlastungsquerschnittes gewährleistet. Damit geht allerdings eine vergleichsweise höhere Ungenauigkeit bzw. grössere Überdimensionierung im Bereich von Flüssigphaseviskositäten bis 100 MPa s einher.

Die Darstellung der statistischen Kennzahlen in Abhängigkeit von dem Stagnationmassenluftgehalt zeigt, dass bei der Mehrzahl der Methoden – unabhängig von der Flüssigphaseviskosität – die grössten Abweichungen bzw. Überdimensionierungen im Bereich der Massenluftgehalte von 0.1 bis 1% auftreten. Dies ist aber ausgerechnet der Bereich, der bei der Bemessung der Sicherheitseinrichtungen im Fall der kopfseitigen Entlastung von anfänglich teilgefüllten Reaktoren zugrunde gelegt wird.