Das Projekt "Zeitlicher Druckverlauf in Blow-Down-System waehrend der Druckentlastung einer Anlage" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Roßendorf e.V., Institut für Sicherheitsforschung durchgeführt. Ziel ist die Entwicklung von Modellen fuer die Berechnung des dynamischen Verhaltens von Blow-Down-Systemen. Mit dem Modell sollen die fluid- und thermodynamischen sowie die reaktionskinetischen Vorgaenge waehrend der Druckentlastung eines chemischen Reaktors mit angeschlossenem Blow-Down-System berechnet werden koennen. Die Ergebnisse dienen der sicheren Auslegung von Blow-Down-Systemen. Nach der Aufstellung von flexiblen Modellen der einzelnen Teilsysteme Reaktor, Abblaseleitung, Entlastungsarmatur, Abscheider und Kondensator liegt der Schwerpunkt auf der Kopplung der Teilsysteme. Im Zentrum steht die Schaffung eines praxisorientierten Gesamtmodells, wobei das besondere Augenmerk auf Phaenomene gerichtet ist, die auf das Zusammenspiel der Teilsysteme zurueckzufuehren sind. Dies sind in erster Linie Instabilitaeten im Massenstrom bzw. dem transienten Druckverlauf, die bei unguenstiger Auslegung auftreten koennen. Die Arbeiten sind rein theoretischen Charakters und stuetzen sich, so weit wie moeglich, auf bereits vorhandenes experimentelles Material.
Das Projekt "Hochleistungs-Venturi-Waescher zur Abtrennung von aerosol- und gasgetragener Radioaktivitaet aus einem Luft-Gas-Dampf-Gemisch am Beispiel des Iods" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Lehrstuhl A für Thermodynamik durchgeführt. Ziel der Arbeit ist die experimentelle Untersuchung des Sicherheitsbehaelters von Leichtwasser-Reaktoren. Die Rueckhaltung von auswaschbaren Aerosolen und gasgetragenen radioaktiven Bestandteilen aus der Atmosphaere des Sicherheitsbehaelters soll untersucht werden. Die Druckentlastung erfolgt in einer Technikumsanlage, wobei Anlagenzustaende simuliert werden, die auslegungsueberschreitenden Ereignisse mit Kernschmelze (schwere Stoerfaelle) nachgebildet sind. Das Leistungsverhalten eines Venturiwaeschers mit mehrstufiger Einduesung der Waschfluessigkeit ist hinreichend zu klaeren; Abscheidegrade und Druckverlust sollen optimiert werden.
Das Projekt "Zeitlicher Druckverlauf in einem Blow-Down-System waehrend der Druckentlastung einer Anlage" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hannover, Fachbereich Maschinenbau, Institut für Verfahrenstechnik durchgeführt. Ziel: die zeit- und ortsabhaengigen thermofluiddynamischen und die reaktionskinetischen Vorgaenge im chemischen Reaktor und im gesamten Blow-Down-System auf theoretischem Wege zu beschreiben. Hierfuer sind die Durchstroemung, der Waerme- und Stoffuebergang und die ablaufenden chemischen Reaktionen im gesamten Blow-Down-System auf der Basis einer detaillierten Beschreibung und Berechnung in den einzelnen Komponenten zu simulieren. Obwohl die Phaenomenologie der thermofluiddynamischen Vorgaenge in den Teilkomponenten im wesentlichen bekannt ist, muessen zum Modellieren der Teilkomponenten die Bilanzgleichungen konsistent formuliert werden. Es muessen geeignete konstitutive Gesetzmaessigkeiten erarbeitet werden. Dafuer muessen einzelne Phaenomene detaillierter untersucht werden, deren Beschreibung bisher noch unbefriedigend ist. Beispiele fuer solche noch nicht befriedigend beschreibbare Einzeleffekte sind die Ausbildung der Schaumzone an der Phasengrenzflaeche des aufwallenden Gemisches und das kritische Ausstroemen mit der Beruecksichtigung eines thermodynamischen Nichtgleichgewichts und der ablaufenden chemischen Reaktionen im stroemenden Fluid.
Das Projekt "Projekt UR VI: CO2ISO-LABEL; Kohlen- und Sauerstoffisotope unter extremen Bedingungen - Laboruntersuchungen für die Kohlendioxidspeicherung - Sonderprogramm GEOTECHNOLOGIEN" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Department Geographie und Geowissenschaften, Geozentrum Nordbayern, Lehrstuhl für Angewandte Geologie durchgeführt. Im Rahmen des Projekts CO2ISO-LABEL soll der Einsatz stabiler Isotope für das Monitoring von Kohlendioxidspeichern erprobt werden. Es ist geplant, durch die Bestimmung der Isotopenverhältnisse von Kohlenstoff (ausgedrückt als ä13C) und Sauerstoff (ausgedrückt als ä18O) die Ausbreitung von Kohlendioxid und desim Porenwasser gelösten anorganischen Kohlenstoffs (Dissolved Inorganic Carbon, DIC) zu verfolgen und zu quantifizieren. Hierfür sind umfangreiche Laborexperimente vorgesehen, um die wesentlichen kinetischen Faktoren und Gleichgewichtsreaktionen zu ermitteln, die bei der Wechselwirkung zwischen Gas, Wasser und Gestein unter Reservoirbedingungen auftreten. Weiterhin sind Untersuchungen zum Sauerstoffaustausch zwischen Kohlendioxid und Porenwassermolekülen beabsichtigt, um einen von Kohlenstoffisotopen unabhängigen Indikator zu entwickeln. Da stabile Isotope außerdem verschiedene Transport- und Reaktionsprozesse anzeigen, soll geprüft werden, ob sich diese zur Quantifizierung geochemischer Prozesse im Reservoir und in den Deckschichten eignen. Mit den im Projekt geplanten Experimenten wird der Einfluss von Temperatur, Druck und Fluidzusammensetzung auf die Isotopenfraktionierung untersucht. Ein besonderes Augenmerk ist dabei auf mögliche Gewichtsreaktionen gerichtet. Weiterhin sollen Effekte der Karbonat- und Silikatlösung auf die Isotopensignale des DIC quantifiziert werden. Außerdem ist beabsichtigt, die Auswirkungen verschiedener Probenahmetechniken auf die Isotopenverhältnisse zu evaluieren und die Untersuchungsergebnisse in numerische Reservoirsimulationen zu integrieren. Das Vorhaben soll in enger Zusammenarbeit mit der Universität Calgary (Kanada) stattfinden. Das dortige Department für Geowissenschaften (Applied Geochemistry Group) ist, wie das GeoZentrum Nordbayern der Universität Erlangen-Nürnberg, auf Isotopenanalysen spezialisiert. Die Expertise der beteiligten Wissenschaftler und die experimentelle Ausstattung ergänzen sich für das geplante Projekt in idealer Weise. Die Ergebnisse sollen in gemeinsamen Publikationen veröffentlicht werden.
Das Projekt "Auswirkungen von Staubexplosionen auf die Umgebung druckentlasteter Anlagenteile" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Battelle-Institut e.V. durchgeführt. Durch Staubexplosionen in Silos verursachte Gefaehrdungen in den Aussenbereichen vor Druckentlastungseinrichtungen. Ziel: Ermittlung des Gefaehrdungspotentials von Druckentlastungseinrichtungen fuer Staubexplosionen; Aufklaerung von Art, Ausmass, Wirkungsmechanismen und Einflussfaktoren der Druckwelle bzw. Flamme, die bei einer in der Anlage (Behaelter, Silo) erfolgten Staubexplosion durch die Druckentlastungsoeffnung austreten. Methodik: Modellversuche (Staubexplosion in einem 1 cbm-Behaelter mit Berstscheibe) unter Variation von Grundkonfiguration (raeumliche Anordnung, Behaelterkonstruktions), Oeffnungsquerschnitt, Staubmenge und -konzentration innen und aussen, Staubart, Ansprechdruck der Berstscheibe, Zuendort; ergaenzende Versuche mit einem 5 cbm-Behaelter zur Pruefung der Uebertragbarkeit der Ergebnisse auf Grossbehaelter.
Das Projekt "Statusbericht ueber konstruktive Schutzmassnahmen sowie Rueckhalte- und Auffangsysteme fuer gefaehrliche chemische Reaktionsablaeufe" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Hamburg-Harburg, Forschungsschwerpunkt Bautechnik und Meerestechnik, Arbeitsbereich Strömungsmechanik durchgeführt. In der Literatur sind zahlreiche konstruktive Schutzmassnahmen beschrieben. Sie gelten jedoch in der Regel nur fuer spezielle Anwendungen und lassen sich nicht ohne weiteres verallgemeinern oder auf andere Gegebenheiten uebertragen, insbesondere bei einer Kombination mit Rueckhalte- und Auffangsystemen. Es wird ein Ueberblick ueber kurz- und mittelfristig verfuegbare konstruktive Schutzmassnahmen gegeben. Dabei ist unterschieden worden zwischen primaeren und sekundaeren Schutzmassnahmen ohne Freisetzung sowie der Absicherung durch Entlastung. Im einzelnen wird auf die Systeme und die Einsatzgrenzen sowie auf die Auslegung eingegangen. Im Ergebnis dieser Zusammenstellung wird dringender Forschungsbedarf hinsichtlich der Eignung von Knickstabarmaturen als innovative Alternative zu Berstscheiben, dem Auftreten von multiplen kritischen Stroemungszustaenden sowie gefaehrlichen Rueckstosskraeften bei Sicherheitsventilen, der Druckentlastung und Rueckhaltung bei Stoffsystemen mit hoher Viskositaet und Schaumbildung sowie der Schallemission im nicht bestimmungsgemaessen Betrieb konstatiert. Auch die thermo- und fluiddynamische Kopplung von Behaelter, Abblaseleitung und Rueckhaltung oder gemeinsamer Schutzeinrichtung fuer mehrere Anlagenteile bzw. Anlagen ist noch nicht ausreichend erforscht.
Das Projekt "Auslegung von Sicherheitsventilen samt Leitungen bei kompressibler Einphasen- und Zweiphasen-Gas/Fluessigkeit-Stroemung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Hamburg-Harburg, Forschungsschwerpunkt Bautechnik und Meerestechnik, Arbeitsbereich Strömungsmechanik durchgeführt. Das Arbeitsziel beinhaltet die Verknuepfung der Gesetzmaessigkeiten der stationaeren, kompressiblen Einphasen- und Zweiphasenstroemung in Rohren und Rohrleitungskomponenten mit denen in Sicherheitsventilen, so dass das System Sicherheitsventil samt Leitungen ganzheitlich mathematisch behandelbar wird. Hierbei sollen die massgeblichen unabhaengigen geometrischen, stofflichen und betrieblichen Einflussgroessen fuer den Fall einer Einphasenstroemung zu direkt fuer die Problemloesung auswertbaren Gleichungssystemen und/oder Nomogrammen zusammengefasst werden. Fuer den Fall der Zweiphasenstroemung wird wegen des wesentlich groesseren mathematischen und rechentechnischen Aufwandes versucht, eine Kopplung mit vorhandenen einfachen und allgemein zugaenglichen Rohrleitungsprogrammen, die den Fall eines kritischen Stroemungszustandes beinhalten, zu erreichen.
Das Projekt "Erweiterung des Anwendungsbereiches von Strahlkondensatoren zur Direktkondensation von Dampf-Gas-Gemischen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Wilhelm-Jost-Institut Förderverein - Institut für angewandte physikalisch-chemische Verfahrenstechnik durchgeführt. Bei der Notentspannung von Chemiereaktoren kann es zu Freisetzung unerwuenschter Stoffe kommen. Um die Umgebung vor diesen Medien zu schuetzen, sollte ein entsprechendes Auffangsystem vorgesehen werden. Es wurde ein entsprechendes System entwickelt, das eine effektive Kondensation von notentspannten Medien unter dem Einsatz von Strahlapparaten ermoeglicht. Im experimentellen Teil dieser Arbeit wurde ein solches Auffangsystem fuer die unterschiedlichen Medien, Strahlapparate und Notentspannungsbedingungen untersucht. Die erzielten Ergebnisse aus den Experimenten wurden mit dem entwickelten theoretischen Modell fuer die Beschreibung der Kondensation in Strahlapparaten verglichen. Die Resultate lassen eine Massstabsvergroesserung auf den grosstechnischen Massstab zu, so dass mit den entwickelten Grundlagen und Berechnungsmodellen ein technischer Einsatz innerhalb eines Sicherheitssystems moeglich ist.
Das Projekt "Auswirkungen von Staubexplosionen auf die Umgebung druckentlasteter Anlagenteile - Folgeprojekt (Phase 2)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Battelle Ingenieurtechnik Eschborn durchgeführt. Im abgeschlossenen Projekt FO 050 wurde eine Vielzahl von Parametern fuer die Heftigkeit der Aussenwirkung einer Staubexplosions-Druckentlastung gefunden. Nur ein Teil der Parameter wurde naeher untersucht. Insbesondere ist noch ungeklaert, wovon die unterschiedliche Ausbildung einer Sekundaerreaktion (entweder Verbrennung oder Explosion) im Aussenraum abhaengt. Ziel: Weitergehende Eingrenzung des Gefahrenpotentials. Methodik: Untersuchung des Einflusses der materialspezifischen Kenngroessen des Staubes und der Parameter der Staubwolkenbildung (Konzentrations-, Turbulenz- und Geschwindigkeitsverteilung als Funktion der Zeit) und der zeitlichen Abstaende zwischen Druckentlastung, Staubwolkenbildung und Freistrahlzuendung.
Das Projekt "Direktkondensation mit Hilfe von Tauchvorlagen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Dortmund, Abteilung Chemietechnik, Lehrstuhl für Thermische Verfahrenstechnik durchgeführt. Beim Auftreten einer unzulaessigen Druckueberschreitung an einem Chemiereaktor muessen die nach Druckentlastung ueber Berstscheiben oder Sicherheitsventile austretenden Stoffmassen oftmals durch Ueberfuehrung an einen sicheren Ort unschaedlich gemacht werden. Dies kann durch Direktkondensation des Dampfes oder des Dampfgemisches in einem Wassertank (Tauchvorlage) geschehen. Die Kondensation eines Dampfes durch direkten Kontakt mit einer Kuehlfluessigkeit wird durch nichtkondensierbare Gase im Dampfraum stark behindert. Die bisher vorliegenden experimentellen Untersuchungen und theoretischen Ansaetze lassen eine zuverlaessige Auslegung und einen sicheren Einsatz derartiger Direktkondensatoren noch nicht zu. Dies soll durch ein gezieltes Versuchsprogramm, in dem insbesondere der Inertgasanteil im technisch interessierenden Bereich variiert wird, ermoeglicht werden.
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