DRESDEN-TANK
Sicherheitstechnische Untersuchungen zur Freisetzung von Graphitstaub aus dem Primärkreis von modularen gasgekühlten Kernreaktoren
Die Kenntnis des Transports, der Ablagerung sowie der Remobilisierung des Graphitstaubs im Primärkreislauf eines modularen Hochtemperaturreaktors (HTR) ist von essenzieller Bedeutung für die Beantwortung der Frage, wie viel des an den Staub gebundenen Radionuklidinventars während einer Druckentlastung des Primärkreises ausgetragen wird. Diese Kenntnis ist für die Bewertung der Sicherheit von gasgekühlten Kernreaktoren unerlässlich und kann helfen, die radiologische Situation während des Normalbetriebes der Reaktoranlage bei Revisions‐ und Wartungsarbeiten abzuschätzen.
Zur Vertiefung des grundlegenden Verständnisses des Staubverhaltens unter HTR-Bedingungen und der Gewinnung experimentelle Daten, die für Simulationsrechnungen zwingend erforderlich sind, wurde die Versuchsanlage DRESDEN-TANK (dust resuspension and deposition in tank geometry) aufgebaut. Dabei können temperaturgetriebene Einzeleffekte (Verhalten einzelner Partikel im Bereich der Wandoberfläche) sowie die Überlagerung verschiedener Effekte (Auswirkung mehrschichtiger Staubablagerungen) im Langzeitverhalten untersucht werden. Schwerpunkt ist dabei die Untersuchung der thermochemischen Reaktionen zwischen den Partikel bzw. Staubschichten und den Probenoberflächen, z.B. Stahl.
Anlagenschema DRESDEN-TANK
Hierfür wurde DRESDEN-TANK für die Versuchsdauer von mehr als 1000 h bei bis zu 1000 °C und einem Druck von 60 bar ausgelegt. In Bild 1 ist der Aufbau und der interne Probenraum schematisch dargestellt. Der Versuchstand DRESDEN-TANK ist in Form eines Hochtemperatur-Autoklaven aufgebaut. In dem druckfest verschließbaren Probenraum (Ø = 55 mm; Höhe = 200 mm) können mit Graphitstaub beladene Metallproben in verschiedenen Atmosphären, wie Helium, Argon, Stickstoff oder Luft, ausgelagert werden.
Der innere Aufbau wurde als Kaltwandofen realisiert und kann mit Fluiden für Versuche im Temperaturbereich von 0 – 1000 °C genutzt werden. Der Rest des inneren Aufbaus ist mit dichtem Isolationsmaterial befüllt, welches durch den reduzierten Platzbedarf zu einer Einsparung des Gasverbrauches während der Langzeitversuche führt. Die Deckelflansche an der Ober- und Unterseite sind mit elektrischen Durchführungen für die Regelung der axial aufgebauten Mehrzonenheizung (3x1 kW) sowie der Temperaturerfassung ausgestattet.
In Tabelle 1 sind die wichtigsten Parameter, die möglichen Fluide (Anwendungsfelder) und die zur Verfügung stehende Messtechnik aufgeführt.
Tabelle 1: Technische Daten von DRESDEN-TANK
| Hochtemperaturautoklav mit rotierendem gekühlten Probenträger | |||
| Durchmesser des Rezipienten | Ø = 55 mm | ||
| Testvolumen | V = 0,57 Liter | ||
| Vakuumfähig | Feinvakuum pmin < 1 mbar | ||
| Maximale Temperatur | Tmax = 1050 ºC | ||
| Maximaler Druck | pmax = 60 bar | ||
| Größe der Versuchsproben | A = 22,5 x 30 mm² | ||
| Mögliche Arbeitsmedien | |||
| Argon | Helium | Stickstoff | Luft |
| Messtechnik | |||
| Temperaturfeld | Thermoelemente Typ K | ||
| Gassensor | Oxidsensor, Gaschromatographie | ||
| Drucküberwachung | Drucksensoren, Überdruckventile | ||
| Prozessüberwachung | Kühlmitteldurchfluss- und Videoüberwachung | ||
| Anlagenbetreuer | |
| Finanzierung | GRS |
| Projekte |