Isolationsmaterialbelastete Kühlmittelströmung im Kern – CFD-Modellentwicklung und Untersuchung von Korrosionsprozessen

Im Rahmen der deutschen Reaktorsicherheitsforschung wurden im Vorhaben 1501363 durch das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf theoretische, experi-mentelle und methodische Untersuchungen zum hydrodynamischen und physiko-chemischen Verhalten von freigesetzten Isolationsmaterialfragmenten bzw. Korrosi-onsprodukten in Kühlmittelströmungen kerntechnischer Anlagen nach Kühlmittelverluststörfällen durchgeführt. Das Vorhaben baut auf den Ergebnissen der Forschungsvorhaben 1501270 und 1501307 auf und wurde in enger Kooperation mit der Hochschule Zittau/Görlitz (Vorhaben 1501360) realisiert.
Schwerpunkte der Arbeiten bildeten Erweiterungen und Verbesserungen der im Rahmen der o.g. Forschungsvorhaben entwickelten Methoden und Modelle zur dreidimensionalen CFD-Simulation der isolationsmaterialbelasteten Kühlmittelströmung im Containment-Sumpf unter Einbeziehung der Modellierung von Anlagerungs- und Ablösevorgängen von Isoliermaterial-Fasern und Debris an Rückhaltevorrichtungen im Notkühlkreislauf (z. B. Sumpfansaugsiebe). Die Modellentwicklung und –validierung erfolgte auf Basis von an der HS Zittau/Görlitz durchgeführten Experimenten. Weiterhin wurde der Einfluss chemischer Effekte, insbesondere der Korrosion feuerverzinkter Containment-Einbauten, auf die Wasserchemie und das Verblockungsverhalten von mit Isoliermaterial-Fasern belegten Rückhaltevorrichtungen untersucht. Auf Basis der Versuchsergebnisse erfolgte die Identifikation des mechanistischen Korrosionsmodells sowie der Haupt-Einflussfaktoren auf den Korrosions- und den Verblockungsmechanismus. Diese bildeten die Basis für die Ableitung möglicher Maßnahmen zur Minderung des Korrosions- und Verblockungspotenzials.