Partikel IV

Allgemeine Informationen

Projektnummer	610237
Projekttitel laut Förderbescheid	Partikelentstehung und -transport im Kern von Druckwasserbehältern; Thermo- und fluiddynamische Mechanismen
Akronym	Partikel IV
Projektlaufzeit	01.04.2012 - 31.03.2014
Forschungsschwerpunkt	Energie und Umwelt
Projektkategorie	Forschung
Grundeinheit	Institut für Prozesstechnik, Prozessautomatisierung und Messtechnik

Inhaltliche Projektbeschreibung

Im Rahmen der nuklearen Sicherheitsforschung des BMWi erfolgte im Vorhaben 150 1468 die Fortführung der experimentellen und methodischen Untersuchungen für die systematische Klärung möglicher physiko-chemischer Mechanismen und deren Auswirkungen auf thermo-fluiddynamische Prozesse infolge eines Kühlmittelverluststörfalles (KMV) in Druckwasserreaktoren (DWR). Experimentell wurde die Phase des Sumpfumwälzbetriebs nachgestellt, wenn in boriertem Kühlmittel (KM) gelöstes Zink, das durch Korrosion feuerverzinkter Bauteile im KM freigesetzt wird, in Kernbereiche höherer Temperatur (Hot-Spots) gelangt.

Die Projektarbeiten trugen generischen Charakter. Das Projekt wurde in Zusammenarbeit mit dem Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) (Projekt 150 1467) durchgeführt. Zielstellung waren die Entwicklung und der Test von Strategien zur Verminderung oder Verhinderung der Bildung zinkhaltiger Ablagerungen an den beheizten Hüllrohren. Hintergrund bildeten die Ergebnisse des Projektes 150 1431, welche das Potenzial der physiko-chemischen Mechanismen der Zinkfreisetzung im Reaktorsumpf nach einem KMV und mögliche Korrosionsproduktablagerungen im Reaktorkern aufzeigten. Als Einzelzielsetzungen standen die Erarbeitung von Vorschlägen zur Verminderung der Gefahr der Bildung fester Korrosionsproduktablagerungen und die Aufstellung eines daten- und wissensbasierten Modellierungskonzeptes.

An den Versuchsanlagen der HSZG wurde im Rahmen des Projektes die Übertragbarkeit möglicher Präventivmaßnahmen in den halbtechnischen Maßstab untersucht. Die Randbedingungen für die Durchführung der Experimente wurden auf Grundlage von Untersuchungsergebnissen des HZDR festgelegt. Des Weiteren lieferten die Experimente ergänzende Informationen zu den komplexen Prozessmechanismen als Voraussetzung für eine Modellierung von Partikelquellen und -senken.
Als Folge der pH-Wert-Anhebung durch Erhöhung der LiOH Dosierung (Alkalisierung) wurde nachgewiesen, dass die Zinkfreisetzungsrate absinkt, jedoch nicht vollständig vermieden werden kann. Die Zn-Konzentration im KM zeigte auch bei Alkalisierung den typischen zeitlichen Verlauf. Mit der Hierarchischen Regression wurde zudem ein geeigneter Modellansatz mit guter Extrapolationsfähigkeit gewählt und dessen Eignung praktisch nachgewiesen.

Zusammenfassend wurde deutlich, dass fundierte Aussagen zur Übertragbarkeit der Bildung fester Korrosionsprodukte und den daraus folgenden Auswirkungen auf reale DWR-Anlagengeometrien nur getroffen werden können, wenn die Temperaturgradienten im KM und an den Hüllrohroberflächen exakt nachgebildet werden. Dies betrifft neben den Freisetzungs - und Anlagerungsprozessen weitere Effekte wie z.B. das Ausgasen von im KM gelöster Luft und lokales unterkühltes Sieden. Diese können zu einer Mobilisierung fester Produkte beitragen bzw. diese Mechanismen verstärken.

Weitere Daten

• Ansprechpartner

  • Herr Prof. Wolfgang Kästner (Projektleitung)
  • Herr Sören Alt
  • Herr Thoralf Gocht
  • Herr Steffen Härtelt
  • Herr Dr. Stefan Kittan
  • Herr Matthias Pfeiffer
  • Herr Dr. Stefan Renger
  • Herr Dr. André Seeliger
  • Herr Frank Zacharias

• Fördermittelgeber

  • 1501431 - BMWi/GRS
  
  
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• Finanzierung

  • 607.072,00 €