Experimentelle Untersuchung von Armaturen und Kreiselpumpen unter störfallbedingten Belastungen


Experimentelle Untersuchung von Armaturen und Kreiselpumpen unter störfallbedingten Belastungen

Schäfer, T.; Szeliga, N.; Bezecny, D.; Richter, S.; Hoffmann, M.; Blömeling, F.; Lawall, R.; Hamberger, M.; Walberer, A.; Schlüter, M.; Hampel, U.

Abstract

In Kraftwerken ist der zuverlässige Betrieb von Pumpen und Armaturen eine Grundvoraussetzung für einen effizienten und sicheren Betrieb. Beispielsweise sind in Kernkraftwerken mit Leichtwasserreaktoren Not- und Nachkühlsysteme vorhanden, die auch bei einem Kühlmittelverluststörfall zu jedem Zeitpunkt die im Kern erzeugte Nachzerfallsleistung über einen längeren Zeitraum abführen müssen. Im Rahmen des Verbundprojektes SAVE wird das Verhalten von Pumpen und Armaturen in Leichtwasserreaktoranlagen unter kritischen Betriebsbedingungen untersucht. Ein Schwerpunkt bildet dabei die Problematik des Gasmitrisses durch Hohlwirbelbildung in Pumpenzulaufbecken sowie die Auswirkung von Luftmitriss auf das Betriebsverhalten der Komponenten. Dazu wurden umfangreiche experimentelle Studien an Einlaufbeckengeometrien, Kreiselpumpen und Armaturen durchgeführt und durch numerische Simulationen begleitet. Ziel ist die experimentelle Validierung bzw. Weiterentwicklung von Modellen zur Auslegung von Einlaufgeometrien sowie zur Festlegung sicherer Einlaufüberdeckungen. Die Ergebnisse können für die Auslegung, Optimierung, Nachrechnung sowie Prüfung von Zulauf- und Armaturgeometrien genutzt werden. Einer der Schwerpunkte liegt hierbei auf der Erfassung von Maßstabseffekten, wofür Untersuchungen in verschiedenen Größenordnungen durchgeführt wurden. Die Arbeiten umfassen u. a. die experimentelle Untersuchung der Hohlwirbelbildung im Pumpenansaugbecken sowie der Auswirkungen des daraus resultierenden Luftmitrisses auf nachfolgende Systemkomponenten wie Kreiselpumpen und Armaturen, die tomographische Untersuchung und Visualisierung der Gas-Flüssigkeitsverteilungen im Inneren von Kreiselpumpen und Armaturen sowie die experimentelle Untersuchung von nuklearen Armaturen in verschiedenen Stresstests, so zum Beispiel unter erhöhten seismischen Belastungen. Begleitet werden die experimentellen Untersuchungen von numerischen Simulationen, wobei die experimentell erzielten Ergebnisse in eine verbesserte Modellbildung einfließen.

Keywords: Kreiselpumpen; Armaturen; störfallbedingte Belastungen; Hohlwirbelbildung; Gaseintrag

Involved research facilities

  • TOPFLOW Facility
  • Poster
    48. Kraftwerkstechnisches Kolloquium, 18.-19.10.2016, Dresden, Deutschland

Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-23771