Erfahrungs- und Forschungsbericht 2012 - Ensi

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Erfahrungs- und Forschungsbericht 2012 - Ensi

fektive Parameter und Korrelationen verwenden,

auch aktuelle Simulationsprogramme für die Fluiddynamik

(Computational Fluid Dynamics CFD) und

deren Behandlung der Filmdynamik.

Das Hauptziel dieses Projektes ist ein verbessertes

Verständnis der raum-zeitlichen Dynamik eines

Flüssigkeitsfilmes. Dies beinhaltet die Kondensation,

Bewegung und Wiederverdampfung an vertikalen

Oberflächen. Mit den hochpräzisen Experimenten

am PSI soll ein physikalisches Modell

entwickelt werden, um es in Rechenprogrammen

für Sicherheitsanalysen von Leichtwasserreaktoren,

zum Beispiel für die Berechnung der Containment-

Thermohydraulik, einsetzen zu können. Solche Programme

werden national und international im

Rahmen von thermohydraulischen Nachweisen für

Sicherheitsbeurteilungen verwendet.

Der fortgeschrittene ASTEC-Code soll dann in Zusammenarbeit

mit der französischen IRSN vom

Doktoranden als Referenz-Code zum Testen und

Validieren der neuen Modelle verwendet werden.

Die Projektzusammenarbeit trägt zur internationalen

Vernetzung des PSI und des ENSI bei. Parallel

zum ASTEC-Code wird der GOTHIC-Code am PSI

verwendet werden.

Ausblick

Die herausfordernden Aufgabenstellungen des

zweiten Projektjahres mit den damit verbundenen

experimentellen Vorbereitungen sowie den Tests

der Apparaturen und Messinstrumente am PSI und

an der ETH Zürich wurden erfüllt. In den kommenden

Monaten werden die Validierungen der Apparaturen

und Messinstrumente abgeschlossen. Darauf

aufbauend sind längere Messkampagnen für

einen ausgedehnten Bereich von Anfangs- und

Randbedingungen im Druckbehälter vorgesehen.

Mit ihnen sollen der Flüssigkeitsfilm und seine Dynamik

bei Bedingungen mit Kondensation und

Wiederverdampfung quantitativ charakterisiert

und räumlich und zeitlich analysiert werden.

Schliesslich sollen die derzeit limitierten ASTEC-

Modelle für Kondensation und Wiederverdampfung

unter Verwendung der gewonnenen Messresultate

verbessert werden. Der Doktorand wird

dazu am IRSN in die Verwendung des Codes ASTEC

eingewiesen werden.

Die Analyse der Messkampagnen wird dem Doktoranden

die Möglichkeit zu wissenschaftlichen Veröffentlichungen

bieten. Als erste Veröffentlichung

wird die Technik der optischen Messung der Filmdicke

im nahen Infrarotbereich in einem Beitrag zum

15. International Topical Meeting on Nuclear Reactor

Thermal Hydraulics (NURETH-15) im Mai 2013

in Pisa präsentiert werden.

Das PSI wird die Messergebnisse zusätzlich zu AS-

TEC auch für Anwendungen und Verbesserungen

des Codes GOTHIC verwenden.

1.5.4 MELCOR – Methods for Estimation

of Leakages and Consequences

of Releases

Auftragnehmer: Paul Scherrer Institut PSI

ENSI-Projektbegleiter: Peter Zinniker

Bericht der Forscher in Anhang A

Einleitung

Das Rechenprogramm MELCOR dient der Simulation

von schweren Unfällen in Leichtwasserreaktoren.

Es bildet Unfallverläufe vom auslösenden Ereignis

bis zur Freisetzung radioaktiver Substanzen

in die Umgebung ab. Das Programm wurde von

den Sandia National Laboratories (SNL) für die amerikanische

Aufsichtsbehörde U.S.NRC entwickelt

und wird laufend den aktuellen Erkenntnissen der

Unfallforschung angepasst. In der Schweiz wird

MELCOR unter anderem vom ENSI und von einigen

Betreibern der Schweizer Kernkraftwerke benutzt.

Ein bedeutendes Phänomen bei schweren Unfällen

Abbildung 12:

Dreidimensionale

CAD-Darstellung (Computer-Aided

Design)

der vertikalen Platte

innerhalb des 3,3 m

hohen Druckbehälters

(oben). Sie besteht aus

neun untereinander

vertauschbaren Blöcken,

deren Temperatur

individuell geregelt

werden kann. Die Blöcke

werden durch einen

Rahmen gehalten und

fest aneinander fixiert.

Die Befestigung der

Blöcke berücksichtigt

deren thermische Ausdehnung.

Der Druckbehälter

(unten) hat

verschiedene Zugangsmöglichkeiten

und Beobachtungsfenster.

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