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Siehe FN *

Frühere Fassung der Regel:
1980-02 (BAnz. Nr. 92 vom 20. Mai 1980)
2012-11 (BAnz. vom 23. Januar 2013)

Grundlagen

(1) Die Regeln des Kerntechnischen Ausschusses (KTA) haben die Aufgabe, sicherheitstechnische Anforderungen anzugeben, bei deren Einhaltung die nach dem Stand von Wissenschaft und Technik erforderliche Vorsorge gegen Schäden durch die Errichtung und den Betrieb der Anlage getroffen ist (§ 7 Absatz 2 Nr. 3 Atomgesetz - AtG), um die im AtG und in der Strahlenschutzverordnung ( StrlSchV) festgelegten sowie in den "Sicherheitsanforderungen an Kernkraftwerke" ( SiAnf) und den "Interpretationen zu den Sicherheitsanforderungen an Kernkraftwerke" weiter konkretisierten Schutzziele zu erreichen.

(2) Aufgabe der Regelreihe KTA 3101 ist es, Festlegungen zur Auslegung der Reaktorkerne von Druck- und Siedewasserreaktoren zu treffen. Zur Regel KTA 3101 gehören drei Teile:

Teil 1: Grundsätze der thermohydraulischen Auslegung

Teil 2: Neutronenphysikalische Anforderungen an Auslegung und Betrieb des Reaktorkerns und der angrenzenden Systeme

Teil 3: Mechanische und thermische Auslegung

(3) In diesem Teil 1 der Regelreihe 3101 wird die erforderliche Vorsorge gemäß (1) für Kernkraftwerke bezogen auf die thermohydraulische Auslegung des Reaktorkerns konkretisiert.

Gemäß SiAnf, Nr. 2.3 (2) sind auf den Sicherheitsebenen 1 bis 4a die Kühlung der Brennelemente und Wärmetransport vom Brennstoff bis zur Wärmesenke sicherzustellen und die sich auf den verschiedenen Sicherheitsebenen ergebenden mechanischen, thermischen, chemischen und durch Strahlung hervorgerufenen Einwirkungen auf die Barrieren oder Rückhaltefunktionen so zu begrenzen, dass deren Wirksamkeit zur Einhaltung der radiologischen Sicherheitsziele erhalten bleibt.

Gemäß SiAnf, Nr. 3.3 (1) ist die Kühlung der Brennelemente (Wärmeabfuhr aus dem Reaktorkern) auf den Sicherheitsebenen 1 bis 4a in allen Betriebsphasen sicherzustellen, so dass die auf den Sicherheitsebenen geltenden sicherheitstechnischen Nachweisziele und Nachweiskriterien für die Brennelemente und die übrigen sicherheitstechnisch wichtigen Einrichtungen während ihrer gesamten Einsatzzeit eingehalten werden.

1 Anwendungsbereich

(1) Diese Regel ist anzuwenden auf ortsfeste Kernkraftwerke mit leichtwassermoderierten Druck- oder Siedewasserreaktoren. Sie behandelt die thermohydraulischen Anforderungen, die an die Auslegung und an den Betrieb des Reaktorkerns sowie an die dazu erforderlichen Versuche zu stellen sind. Im Sinne dieser Regel gehören zum Reaktorkern: Brennelemente, Brennelementkästen (SWR), Steuerelemente, Absorberelemente, Kerninstrumentierung, Neutronenquellen und Drosselelemente.

(2) Anforderungen an angrenzende Systeme werden insoweit behandelt, als sie aufgrund der thermohydraulischen Auslegung und des Betriebs des Reaktorkerns gestellt werden müssen.

(3) Anforderungen an Analysen zu Kühlmittelverluststörfällen und daraus resultierende Auslegungsanforderungen sind nicht Bestandteil dieser Regel.

(4) Die sicherheitstechnische Auslegung im Nichtleistungsbetrieb bei offenem Primärkreis (DWR) oder beim offenen Wasser-Dampf-Kreislauf (SWR) ist nicht Bestandteil dieser Regel.

Hinweis:

Entsprechende Anforderungen sind in KTA 3301 und KTA 3303 festgelegt.

2 Begriffe

2.1 Allgemeine Begriffe

(1) ATVVS (Anticipated Transients Without Scram)

Der ATWS ist eine Transiente des anomalen Betriebs mit unterstelltem Versagen der Funktion der Schnellabschaltung.

(2) Ausgangsleistungsverteilung

Ausgangsleistungsverteilungen sind gemessene oder gerechnete Verteilungen, die als Basis zu Transienten- und Störfallanalysen dienen und dadurch gekennzeichnet sind, dass sie für die jeweilige Analyse den ungünstigsten Ausgangszustand darstellen.

(3) Brennstabgruppe

Die Brennstabgruppe ist der Teil eines Brennelements, der als kleinste Einheit einer Auslegungsaufgabe zugrunde gelegt wird.

(4) Korrelation, empirische

Eine empirische Korrelation beschreibt einen empirisch ermittelten Zusammenhang zwischen physikalischen Größen eines Systems.

(5) Filmsieden

Filmsieden ist der Siedevorgang, bei dem sich zwischen dem Brennstabhüllrohr und der kühlenden Flüssigkeit ein stabiler Dampffilm befindet.

(6) Grenze, technologische

Eine technologische Grenze ist der Wert einer physikalischen Größe, die zur Beschreibung jenes Zustands von Komponenten, Systemen oder darin enthaltenen Medien benutzt wird, bei dessen Überschreiten ein Versagen der betrachteten Komponente oder des betrachteten Systems nicht mehr auszuschließen ist.

(7) höchstbelastet (Brennstab, Brennelement, Brennstabgruppe)

Der höchstbelastete Brennstab (Brennelement, Brennstabgruppe) ist derjenige, der hinsichtlich einer Eigenschaft den geringsten Abstand zur zugehörigen technologischen Grenze besitzt.

(8) Korrelation zur Beschreibung kritischer Siedezustände

Die Korrelation zur Beschreibung kritischer Siedezustände gibt die Abhängigkeit der kritischen Wärmestromdichte oder des kritischen Dampfmassenanteils von den Eigenschaften der Kühlmittelströmung und der Geometrie des Kühlkanals an.

(9) Kühlkanal