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Geschwindigkeitsmessungen im Downcomer der ROCOM Versuchsanlage mittels Laser-Doppler Anemometrie im Vergleich mit numerischen Berechnungen

Höhne, T.; Grunwald, G.; Prasser, H.-M.

Abstract

An der Vermischungsanlage ROCOM, einem 1:5 skalierten Modell des Druckwasserreaktors Konvoi wurden umfangreiche Geschwindigkeitsmessungen im Downcomer des Reaktordruckbehälters für verschiedene Schleifendurchsätze und Teilschleifenbetrieb durchgeführt. Durch Verwendung eines leistungsfähigen Lasers konnten auch transiente Geschwindigkeitsprofile aufgenommen werden. Einige der gemessenen Profile wurden mit dem numerischen Strömungsberechnungsprogramm CFX-4 nachgerechnet.

Bei Vierschleifenbetrieb konnte eine Unabhängigkeit der Geschwindigkeitsprofile von der Reynoldszahloberhalb über 100 m³/h pro Schleife im Modell nachgewiesen werden. Im Vergleich zu anderen Reaktortypen bestehen im Ringraum des RDB des DWR Konvoi einige konstruktive Besonderheiten, die die Vermischung nachhaltig beeinflussen. Der Downcomer ist verhältnismäßig kurz und besitzt eine diffusorartige Erweiterung unterhalb der Stutzenebene. Unterhalb der Eintrittsstutzen und Austrittsstutzen existieren Rezirkulationsgebiete mit geringen Geschwindigkeitsgradienten. Zwischen den Eintritts- und Austrittsstutzen liegen Gebiete hoher Geschwindigkeitsgradienten. Transiente Messungen bei Anfahren einer Pumpe belegen, daß die Strömung im Downcomer in den ersten Sekunden wie eine Potentialströmung anläuft. Das Geschwindigkeitsmaximum befindet sich dabei noch annähernd unterhalb des entsprechenden Kühlmittelstutzens. Erst mit einer gewissen Zeitverzögerung entwickeln sich die großräumigen Wirbelgebiete, die letztlich zum Geschwindigkeitsmaximum auf der der in Betrieb gegangenen Schleife entgegengesetzten Seite des Ringspalts führen.

Strömungsuntersuchungen im Downcomer mit Hilfe der LDA-Technik bei naturumlaufnahen Schleifendurchsätzen mit Hinzugabe von Glucose zur Simulation von Dichteeffekten sind geplant.

  • Open Access Logo Wissenschaftlich-Technische Berichte / Forschungszentrum Rossendorf; FZR-334 Oktober 2001
    ISSN: 1437-322X

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Publ.-Id: 3795