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Generische thermohydraulische und physikochemische Analysen zur Implementierung eines ATHLET-Moduls für die Simulation thermohydraulischer Folgen von Zinkborat-Ablagerungen im DWR-Kern (ATHLET-Modul Zinkborat - AZora)

Allgemeine Informationen

Projektnummer 61005208
Projekttitel laut Förderbescheid ATHLET-Modul Zinkborat, Experimente und Analysen sowie Validierung der Zinkfreisetzung und thermohydraulischer Auswirkungen von Zinkboratablagerungenim DWR-Kern
Akronym AZora
Projektlaufzeit 01.02.2019 - 31.01.2020
Forschungsschwerpunkt Energie und Umwelt
Projektkategorie Forschung
Grundeinheit Institut für Prozeßtechnik, Prozeßautomatisierung und Meßtechnik

Inhaltliche Projektbeschreibung

Bei einem Kühlmittelverluststörfall (KMV) in Druckwasserreaktoren (DWR) hat durch Korrosion im Kühlmittel freigesetztes Zink das Potenzial, bis in den Reaktorkern zu gelangen und sich in Heißkanälen in feste Korrosionsprodukte umzuwandeln. Experimente unter realen Störfallbedingungen zum zeitlichen Ablauf des Quelle-Senke-Mechanismus der Zinkkorrosion und der Umwandlung des Zink in feste Produkte bestätigten dieses Potenzial. Das aus dem geplanten Vorhaben resultierende Simulationswerkzeug, das ATHLET-Modul "Zinkborat", soll die Simulation von Zinkborat-Abscheidungen und deren thermohydraulischen Folgen im DWR-Kern nach KMV ermöglichen und für belastbare deterministische Sicherheitsbewertungen von DWR-Anlagen (z.B. zum Nachweis der Einhaltung von Hüllrohrgrenztemperaturen für eine gesicherte Kernkühlung und Identifikation lokaler Dry-outs unter den Bedingungen des chemischen Langzeitverhaltens bei Sumpfumwälzbetrieb nach KMV) eingesetzt werden.

Ergebnisse

Auf Basis der bestehenden, sehr umfangreichen experimentellen Datenbasis wurden zeitunabhängige Freisetzungsmodelle für Zinkquellen an verschiedenen Positionen im SHB erstellt und erfolgreich in ATHLET portiert. Nach dem Aufbau des Kernsimulators THETIS und der vollständigen Isolierung der Rohrleitungssysteme erfolgten 13 Inbetriebnahmeversuche, dessen Ergebnisse in eine umfangreiche technische Dokumentation einflossen. Im Rahmen mehrerer Arbeitstreffen wurden mit allen Projektpartnern die Auswahlkriterien für die Versuchsmatrix definiert und angewendet. Bis Ende 2020 wurden mehrere Versuche im halbtechnischen Maßstab an THETIS durchgeführt, bei denen signifikante, durch Zinkboratanlagerungen bewirkte Differenzdruckanstiege auf Abstandshalterebene zu verzeichnen waren. Zudem wurde ein Konzept für die Durchführung der für 2021 anberaumten Validierungsversuche erarbeitet.

Weitere Daten

Zurück zur Übersicht03.03.2021 21:38:16

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