Ingenieurbüro Dipl.-Ing. Reinhard Werner - ingwer.me

D) Programmierung und Wartung von wissenschaftlich-technischen
Programmen
Erstellung eines wissenschaftlich-technischen Programmes zur Berechnung der
Strömungsverteilung im Kern eines geplanten Nuklearen Heizreaktors
Die Siemens AG, KWU/Erlangen plante einen Nuklearen Heizreaktor mit
innenliegenden Wärmeübertragungsapparaten und einer durch Naturkonvektion sich
einstellenden Strömung. Hierbei sind der Dampfblasengehalt und der
Kühlmitteldurchsatz in den Kühlkanälen für die Stabilität der Strömung in Reaktorkern
von Bedeutung. Der gesamte ermittelte Kühlmitteldurchsatz bestimmt auch die
Wärmeübertragung der geplanten innenliegenden
Rohrbündel-Wärmeübertragungsapparate.
Um für Optimierungsrechnungen im Rahmen der Planungsphase des Heizreaktors
die Durchsätze in den charakteristischen Kühlkanälen zu bestimmen, habe ich ein
Rechenprogramm in FORTRAN geschrieben. Dieses berücksichtigte drei in der
Leistung unterschiedliche Kühlkanäle. Für den vom Dampfblasengehalt abhängigen
Druckverlust und die Differenzgeschwindigkeiten von Dampf und Wasser in den Kühlkanälen
wurden in der Literatur genannte Korrelationen programmiert und getestet.
Die Ergebnisse wurden mit denen eines in der KWU eingesetzten
Berechnungsprogrammes überprüft und verifiziert. Mit meinem Programm war es
relativ einfach, den Einfluss des Druckverlustes der Strömung durch die zu
optimierenden innenliegenden Wärmeübertragungsapparate auf die Stabilität der
Strömung in den Kühlkanälen des Heizreaktors zu bestimmen.
Erstellung eines wissenschaftlich-technischen Programmes zur Berechnung der
Strömungsverteilung in einem Rohrbündel-Wärmeübertrager
Die Siemens AG, KWU/Erlangen plante einen Nuklearen Heizreaktor mit
innenliegenden Wärmeübertragungsapparaten und einer durch Naturkonvektion sich
einstellenden Strömung. Die Strömungsgeschwindigkeiten in den einzelnen Zonen
des geplanten Rohrbündel- Wärmeübertragungsapparates waren relativ gering, so
dass geodätische Druckverteilungen und 'heiße Kühlmittelsträhnen' die
Strömungsverteilung durch die Rohrbündel beeinflussen.
Der Einfluss der Naturkonvektion wurde von mir anhand der in der Literatur
dargelegten Kennzahlen als gering bewertet. Um die lokalen Geschwindigkeiten im
Wärmeübertragungsapparat zu bestimmen, habe ich ein Rechenprogramm in
FORTRAN programmiert. Dieses Programm berücksichtigte die Druckverluste für die
Strömungen innerhalb und außerhalb des Rohrbündels. Darüber hinaus wurden
temperaturabhängige Stoffwerte zugrunde gelegt. Die Ergebnisse dieses
Programmes stimmten mit den Messergebnissen an einem übertragbaren
Versuchsmodell gut überein. Hierdurch war es möglich, den Einfluß der
unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeiten sowohl auf die Wärmeübertragung
als auf den resultierenden Druckverlust im Vergleich zu den nach den Beziehungen
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