SECA

• Forschungszentrum Dresden-Rossendorf – Institut für Sicherheitsforschung
• Technische Universität  München – Lehrstuhl für Thermodynamik
• Karlsruhe Institute of Technology – Institut für Kern- und Energietechnik
• Ruhr Universität Bochum – Lehrstuhl für Energiesysteme und Energiewirtschaft
• Hochschule Zittau/Görlitz – Institut für Prozesstechnik, Prozessautomatisierung und Messtechnik
• ANSYS Germany GmbH
• Technische Universität Dresden – Medizinische Fakultät
• Technische Universität Dresden – Institut für Strömungsmechanik

Siedephänomene treten bei Leichtwasserreaktoren in vielfältigen Formen auf. Das reicht bei Druckwasserreaktoren vom unterkühlten Sieden im Normalbetrieb bis zum Volumensieden oder sogar bis zu kritischen Siedezuständen bei Störfällen bzw. Unfällen. Insbesondere beeinflussen Siedephänomene entscheidend den Wärmeübergang vom Brennstoff über das Hüllrohrmaterial in das Kühlmittel. Sie sind deshalb von herausragender sicherheitstechnischer Bedeutung. Die zuverlässige theoretische Beschreibung der Siedevorgänge leistet einen unmittelbaren Beitrag zur Erhöhung der Sicherheit von Kernkraftwerken.

In einem gemeinsamen Vorhaben der Projektpartner sollen Computational Fluid Dynamics (CFD) – Modelle für Siedevorgänge in Druckwasserreaktoren, vom Blasensieden bis hin zu Phänomenen des Filmsiedens, weiterentwickelt und validiert werden.

Der Schwerpunkt der Arbeiten der Professur für Wasserstoff- und Kernenergietechnik zum Verbundprojekt besteht in der Untersuchung der Beeinflussung der Siedevorgänge vom unterkühlten Sieden bis zum Filmsieden durch DWR-typische Zusätze, wie z.B. Borsäure und Lithium-Hydroxid. Die Versuche werden an der eigens für das Projekt vorgesehenen Versuchsanlage SECA (Study into the effects of coolant additives) durchgeführt. In Abhängigkeit von Art und Konzentration des Zusatzes, Druck, Temperatur sowie Kühlmittelgeschwindigkeit und Heizleistung sollen untersucht werden:

• Merkmale der Blasenbildung auf der Oberfläche vom unterkühlten Sieden bis zum Filmsieden
• Blasenablösung und Blasentransport im Ringspalt
• Dampfgehalt am Kanalaustritt zur Bilanzierung der Siedemodelle