issueにFrank Mittelbach氏から回答がありました。
未定義なのは内部変数ではなく @chapapp の方でした。新しいコードでは見出しが template ベースになり、\secdef で定義された jlreq の \chapter は自動変換できないため標準クラス相当の設定に置き換えられます。その設定が prefix として @chapapp を参照する一方、jlreq はこれを定義していないためエラーになる、とのことです。
プリアンブルに
\makeatletter \def@chapapp{Chapter} \makeatother
と書けばエラー自体は回避できますが、見出しのレイアウトは jlreq 本来の体裁にはなりません（\chapter が template 実装に差し替わるため）。根本的にはクラス側での template 対応が必要とのことなので、jlreq のリポジトリにissueを立てました。
https://github.com/abenori/jlreq/issues/151