Verlag des Forschungszentrums Jülich
JUEL-3617
Im Rahmen dieser Arbeit wurde das thermohydraulische Verhalten des Gebäudekondensators
des SWR 1000 sowohl experimentell als auch analytisch unter den zu erwartenden
Einsatzbedingungen und darüber hinaus untersucht. Insgesamt wurden 81 stationäre
Experimente in dem Thermohydraulikversuchsstand NOKO durchgeführt, der speziell
für den Nachweis der Wirksamkeit passiver Systeme am Institut für Sicherheitsforschung
und Reaktortechnik der Forschungszentrum Jülich GmbH errichtet wurde. Dabei wurde
der Wärmeübergang bei der Kondensation von Wasserdampf an den Rippenrohren eines
Ausschnittes des Gebäudekondensators an zwei unterschiedlichen Konzepten des
Kondensators (mit/ohne Wanne und mit/ohne Fallschacht) bestimmt. In den Experimenten
wurde der Einfluß von den unterschiedlichen nichtkondensierbaren Gase Sauerstoff
und Helium und deren Konzentration auf die Kondensation experimentell bestimmt.
Aus den experimentellen Ergebnissen wurde eine empirische Korrelation entwickelt,
mit der die Leistung des Kondensatorbündels in Abhängigkeit des Gesamtdrucks und
des Volumen- bzw. Massenanteils der nichtkondensierbaren Gase Sauerstoff und
Helium im zum Kondensator strömenden Gasgemisch berechnet werden kann.
Zur Nachrechnung der Gebäudekondensatorexperimente in der NOKO-Anlage wurde das
von der Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS) mbH entwickelte
Rechenprogramm RALOC Mod 4.0 AF um neue Wärmeübergangsberechnungsmodelle erweitert,
damit die Kondensation von Wasserdampf an den Rippenrohren des Kondensators in und
ohne Anwesenheit nicht-kondensierbarer Gase sowie die Wärmeübertragung von den
Kondensatorrohren an das durch die Rohre strömende Wasser berechnet werden kann.
Das Rechenprogramm RALOC wurde anhand der Nachrechnung von insgesamt 75
Gebäudekondensatorexperimenten validiert. Ein Vergleich der Experimente und
Rechenergebnisse zeigt eine gute Übereinstimmung. Die in RALOC implementierten
HT-Modelle erwiesen sich als äußerst robust und beeinflussen nicht die Stabilität
der Rechnungen. Mit der erweiterten RALOC-Version wurde abschließend die Wirksamkeit
des Gebäudekondensators als passives Nachwärmeabfuhrsystem in einem innovativen
Siedewasserreaktor, der sich am SWR 1000 orientiert, für die Störfälle "2F-Bruch
in einer Frischdampfleitung" und "Kleines Leck in einer Frischdampfleitung"
berechnet. Die Rechnungen zeigen den erwarteten Einfluß des Kondensators als
passives Nachwärmeabfuhrsystem aus dem Sicherheitsbehälter während unterschiedlicher
Störfälle. Selbst nach einer Kernschmelze wird durch die Nachwärmeabfuhr aus dem
Sicherheitsbehälter mittels der Kondensatoren der Druckanstieg begrenzt.
Fethke, Martin
Experimentelle und analytische Untersuchungen der Effektivität des Gebäudekondensators im SWR 1000
206 S., 1998
In dem derzeit von der Siemens AG entwickelten innovativen Siedewasserreaktor
SWR 1000 werden zur Erhöhung der Sicherheit und der Wirtschaftlichkeit aktive
Sicherheitssysteme weitestgehend durch passive ersetzt oder mit diesen kombiniert.
Eines dieser passiven Sicherheitssysteme ist der zur Nachwärmeabfuhr aus dem
Sicherheitsbehälter vorgesehene Gebäudekondensator.
Neuerscheinungen
Schriften des Forschungszentrums Jülich
Ihre Ansprechperson
Heike Lexis
+49 2461 61-5367
zb-publikation@fz-juelich.de