HITEMAGEN4

Hochtemperaturwerkstoffe für Flüssigsalz-Reaktoren der Generation IV

Kurzbeschreibung des Projektes:

Thermische Kraftwerke nehmen in globalen Energieversorgungskonzepten eine zentrale Rolle ein. Zur Effizienzerhöhung derartiger Kraftwerke wird die anfallende Abwärme bei möglichst großen Temperaturdifferenzen genutzt. Salzschmelzen sind als Wärmeträger- sowie als effiziente Wärmespeichermedien bei sehr hohen Betriebstemperaturen besonders geeignet (Beispiel: Carnot-Batterien oder PCM, Phase Change Material).

Derzeit verwendete Nitratsalzschmelzen sind bis etwa 500 °C stabil, bevor sie sich chemisch zersetzen. Für höhere Temperaturen sind daher alternative Salze wie z. B. Chloridsalze attraktiv, da sie eine hohe thermische Stabilität aufweisen und Temperaturen von bis zu 800 °C standhalten. Allerdings tragen diese Salze insbesondere im Hochtemperaturbereich zur Korrosion bei den verwendeten Bauteilwerkstoffen bei, was eine Herausforderung für die langfristige Betriebssicherheit von Anlagen darstellt. Es gilt daher, Konstruktionswerkstoffe zu identifizieren, die bei den zuvor genannten Temperaturen eine hohe Korrosionsbeständigkeit aufweisen. Flüssigsalzreaktoren als Vertreter der IV. Generation verwenden Salzschmelzen (Chlorid- oder Fluoridsalzschmelzen) sowohl als Kühlmittel als auch als Brennstoffträger.

Das Projekt HITMAGEN4 verfolgt das Ziel der Identifikation geeigneter Konstruktionswerkstoffe für den Einsatz in hydraulischen Systemen, insbesondere mit dem Blick auf Flüssigsalzreaktoren. Der Projektpartner KSB SE & Co. KGaA koordiniert das Projekt und bringt als international agierendes deutsches Traditionsunternehmen für die Herstellung von Pumpen und Armaturen eine langjährige Expertise im Bereich der hydraulischen Systemtechnik in das Projekt mit ein. Zu Beginn des Projektes werden die thermochemische und -mechanische Beständigkeit von Werkstoffen, Dichtungen und Fügeverbindungen unter praxisnahen Reaktorbedingungen in Chlorid-Salzschmelzen untersucht. Mit Hilfe der an der TU Dresden entwickelten Versuchsanlage COSMOS (COrrosion and Heat Storage test facility for MOlten Salts) werden Versuchsproben sowohl in statischen als auch in strömenden Chloridsalz-Schmelzen bei Temperaturen bis 800 °C untersucht. Im späteren Verlauf des Projektes werden die gewonnen Erkenntnisse für die Fertigung von Komponenten und Tests derer in COSMOS verwendet. Die qualitative und quantitative Analyse des Korrosionsangriffes sollen einen Beitrag zum besseren Verständnis von Korrosionsprozessen in Chlorid-Salzschmelzen leisten und die Materialauswahl für den Primärkühlkreislauf von Flüssigsalzreaktoren erweitern.

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