„Ortsaufgelöste Temperatur- und Gasphasenge­schwindigkeits­messung zur Analyse der Strömungszu­stände in ausdampfenden Brennelementen“

Die Schwierigkeiten der Vermessung der Gasströmung und Temperaturschichtung in einem beheizten Stabbündel bestehen in der durch die hohen Temperaturen und verwendeten Konstruktionsmaterialien erschwerten messtechnischen Zugänglichkeit der Unterkanäle bzw. in Problemen optischer Verzerrungen durch Temperaturgradienten für typische optische Strömungsmessverfahren (PIV, LDA). Ziel des TUD-ASP-Beitrages zur Messtechnik ist es, geeignete messtechnische Verfahren zu selektieren und zu qualifizieren, mit denen Gasströmungen innerhalb einer Stabbündelgeometrie bei typischen thermohydraulischen Bedingungen vermessen werden können. Dazu wird ein Gittersensor zur Vermessung von Gastemperaturen und Gasgeschwindigkeiten (DE 10 2007 019925 und DE 10 2007 019927) entwickelt und aufgebaut. Neben der Lösung technologischer Problemstellungen (Wandlerelemente, Multiplexing, Temperaturfestigkeit, konstruktive Gestaltung) sind umfangreiche Studien zu Einsatzgrenzen, Messunsicherheiten, Nachweisgrenzen, Querempfindlichkeiten etc. (unter anderem durch Vergleich mit PIV und lokalen Thermoelementmessungen) geplant. Für die Datenauswertung aus Integralexperimenten werden entsprechende Analysealgorithmen entwickelt und Messdaten mit CFD-Simulationsergebnissen verglichen. Außerdem soll eine sensorische Anordnung zur Vermessung von Gasströmungen (Temperatur, Geschwindigkeit, Turbulenz) im beheizten Bündel des Integralversuchs bei TUD-WKET entwickelt werden. Bei erfolgreichem Aufbau des Temperatur und Geschwindigkeit messenden Gittersensorsystems wird diese neue Messmethodik technologisch für die extremen Einsatzbedingungen weiterentwickelt. Parallel dazu wird nach alternativen Messmethoden für die Gasgeschwindigkeitsmessung im Bündel gesucht. Die Entwicklung und der Einsatz der Messtechnik am Integralversuchsstand sind eng mit den Partnern von TUD-WKET abzustimmen und zu verzahnen.