BMBF-Verbundprojekt SAVE: Sicherheitsrelevante Analyse des Verhaltens von Armaturen, Kreiselpumpen und Einlaufgeometrien unter Berücksichtigung störfallbedingter Belastungen

In Leichtwasserreaktoren sind Not- und Nachkühlsysteme vorhanden, die auch bei einem Kühlmittelverluststörfall zu jedem Zeitpunkt die im Kern erzeugte Nachzerfallsleistung über einen längeren Zeitraum abführen müssen. Dazu muss die für die Abfuhr der Nachwärme erforderliche Menge Wasser zur Verfügung stehen. Die Not- und Nachkühlsysteme müssen derart betrieben werden, dass ihre Funktion weder durch Einschränkungen des hydraulischen Verhaltens noch durch mechanische Probleme beeinträchtigt wird. Insbesondere Gasmitriss durch luftziehende Hohlwirbel, Dralleintrag sowie Kavitation können zu einer Störung oder sogar zu einem Ausfall des Not- oder Nachkühlsystems führen. Das Ziel des Verbundprojektes SAVE ist die Bereitstellung von verbesserten bzw. neuen Berechnungsgleichungen sowie von Auslegungsempfehlungen zur Vermeidung von Gasmitriss in Pumpenzuläufen. Da sich ein Gasmitriss nicht immer konstruktiv ausschließen lässt, erfolgt darüber hinaus die Beschreibung des Gasmitrisses in Pumpenzuläufen und des hieraus resultierenden Einflusses auf Kreiselpumpen und Armaturen. Hierfür werden experimentelle Messungen an groß- und kleindimensionierten Anlagenkomponenten durchgeführt und durch dreidimensionale Strömungssimulationen (CFD) ergänzt. Die Ergebnisse der Untersuchungen dienen der Aufstellung und Validierung theoretischer Modelle, die durch physikalisch begründete Ansätze an reale Prozesse angepasst werden können. Die experimentelle und theoretische Analyse ist für die Ermittlung von Gültigkeitsbereichen und Skalierungsansätzen sowie für die Gewährleistung der Übertragbarkeit auf andere Stoffsysteme und Betriebsbedingungen unerlässlich. Dies wiederum ermöglicht eine Übertragung der Erkenntnisse über die nukleare Sicherheitsforschung hinaus auf andere Forschungsbereiche.