Das Projekt "Teilprojekt: Versuchsstandsinstrumentierung und ATHLET-Modellierung für den Nachweis der Beherrschbarkeit von Auslegungsstörfällen allein mit passiven Systemen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Energietechnik, AREVA-Stiftungsprofessur für Bildgebende Messverfahren für die Energie- und Verfahrenstechnik durchgeführt. Das Ziel des Vorhabens ist die Weiterentwicklung und Validierung eines gekoppelten Programmsystems für integrale Nachweise der Beherrschbarkeit von Auslegungsstörfällen allein mit passiven Systemen. Das Programmsystem wird anhand von integralen Experimenten am INKA Versuchsstand mit Komponenten in Originalabmessungen validiert. Mit den Arbeiten soll der Nachweis erbracht werden dass die analytischen Modelle in der Lage sind, das Betriebsverhalten von passiven Systemen bei den postulierten Störfällen zuverlässig zu simulieren und die Einhaltung der im kerntechnischen Regelwerk geforderten Kriterien zu belegen. Darüber hinaus soll ein Programmsystem entwickelt werden, welches auch zur sicherheitstechnischen Bewertung von Neubauten mit passiven Sicherheitssystemen speziell in Europa genutzt werden kann und den Bund bei der Wahrnehmung vitaler deutscher Sicherheitsinteressen sowie der Durchsetzung höchster nuklearer Sicherheitsstandards in der EU unterstützt. Der INKA-Versuchsstand wird mit druck- und temperaturfesten Thermo-Nadelsonden (Spezialinstrumentierung) instrumentiert, nachdem diese im eigenen Labor getestet und kalibriert wurden. Die Sonden und ein Gammadensitometer werden an INKA installiert und getestet. Der Messbetrieb während der Versuche und die Datenauswertung werden unterstützt. Es wird ein ATHLET-Modell für den Passiven Impulsgeber geschaffen und anhand experimenteller Daten validiert (Nutzung der PIG-Kompetenzen bei WKET). Es wird ein ATHLET-Modell für INKA erstellt und anhand von Testrechnungen überprüft. Das Modell wird für die Implementierung der Teilmodelle (von den Verbundpartnern erstellt) vorbereitet. In Kooperation mit den Verbundpartnern wird das Modell komplettiert und getestet. Es werden Voraus- und Nachrechnungen für ein Integralexperiment zu einem Speisewasserleitungsleck und einem RDB-Bodenleck durchgeführt. Nach Bereitstellung der experimentellen Daten werden die Vorausrechnungen überprüft und Nachrechnungen durchgeführt.
Das Projekt "Teilprojekt: Experimentelle Untersuchungen an der INKA-Versuchsanlage" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von AREVA GmbH durchgeführt. Ziel des Verbundvorhabens ist die Weiterentwicklung und Validierung des gekoppelten Programmsystems ATHLET-COCOSYS (A-C) zur Beschreibung von Auslegungsstörfällen in KKW, in denen diese Störfalle allein mit passiven Sicherheitssystemen abgefangen werden können. Nach der Fukushima-Havarie 2011 beschloss die deutsche Regierung den Ausstieg aus der Kernenergienutzung bis Ende 2022. Die Evaluierungskommission des BMWi stellte bzgl. der RSForschung jedoch fest, dass neue KKW-Konzepte (im Ausland) forschend begleitet werden sollen. Neue Reaktoren werden verstärkt mit passiven Sicher-heitssystemen ausgerüstet werden. Die heutigen Systemcodes wurden jedoch optimiert zur Beschreibung aktiver Systeme. Sie können heute noch nicht ohne Weiteres passive Systeme in einer ganzen Kühlkette beschreiben. Das Verbund-vorhaben zielt daher darauf ab, A-C entsprechend zu ertüchtigen. In diesem Teilvorhaben bringt AREVA bereits vorhandene Daten von Einzel-komponentenversuchen und noch zu erzeugende Daten zum Systemverhalten ein. AREVA führt hierzu lntegralversuche an der INKA-Versuchsanlage durch. Diese Versuchsanlage modelliert den Reaktordruckbehälter, das gesammte Druckabbau-Containment und die speziellen passiven Sicheheitssyteme eines fortschrittlichen Siedewasserreaktors in einem sehr großen Maßstab. Höhenmäßig entspricht INKA der Referenzanlage, wichtige Komponenten sind in Originalgröße vorhanden. Weltweit gibt bzw. gab es auch in anderen Versuchsanlagen Untersuchungen zu passiven Sicherheitssystemen. Die Daten dieser Versuche sind jedoch nicht in einem Umfang zugänglich wie er zur Codeertüchtigung erforderlich wäre. Das Verbundprojekt besteht aus: 1.: Analytischen Vorarbeiten, d.h. Modell-entwicklung für passive Komponenten, Adaption der Kopplung A-C und Validierung anhand v. Einzelkomponentenversuchen. AREVA bereitete die Daten der bereits früher durchgeführten Einzelversuche zu Beginn des Projekts auf und stellte sie den Partnern mit den Geometriedaten der INKA-Anlage zur Verfügung. 2.: lntegralversuchen an der INKA-Versuchsanlage zu folgenden Störfallszenarien: - RDB-Bodenleck - FD-Leitungsbruch im Containment - Kleines FDLeitungsleck im C. - SpW-Leitungsbruch im C. - Ausfall der Hauptwärmesenke. AREVA führt die Versuche in den Jahren 2016 und 2017 durch und übergibt die Daten an die Partner. 3.: Analytischen Arbeiten. 4.: Projektleitung und Dokumentation.
Das Projekt "Teilprojekt: Analytische Nachweise der Beherrschbarkeit von Auslegungsstörfällen allein mit passiven Systemen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS) gGmbH durchgeführt. Das Ziel des Vorhabens ist die Weiterentwicklung eines gekoppelten Programsystems bestehend aus Codes zur Modellierung des Kühlkreislaufs sowie des Sicherheitsbehälters und dessen Validierung anhand bestehender und neuer Experimente zur Beherrschbarkeit von Auslegungsstörfällen allein mit passiven Systemen. Im Rahmen des Vorhabens soll geklärt werden, wie gut die genannten Simulationstools in der Lage sind, die Betriebspunkte der passiven Systeme in Abhängigkeit einer Vielzahl sich kontinuierlich ändernder Parameter vorherzusagen. Zur Absicherung bzw. Erhöhung der Aussagesicherheit der Ergebnisse wird eine Sensitivitäts- und Unsicherheitsanalyse durchgeführt. Ein Alleinstellungsmerkmal des Vorhabens ist die Durchführung von eigens für dieses Vorhaben konzipierte und durchgeführte Versuche in dem Integral Teststand Karlstein (INKA). In diesem können passive Komponenten in den Originalabmessungen unter störfalltypischen Bedingungen getestet werden. Das Projekt ist in vier Arbeitspakete (AP) gegliedert. Im AP1 'Modellweiterentwicklung, Adaption der Kopplung ATHLET/COCOSYS und Validierung anhand von Einzeleffektversuchen zu passiven Systemen' sind die notwendigen analytischen Vorarbeiten zu den im Arbeitspaket 3 geplanten Nachrechnungen zusammengefasst. Im AP2 'Experimentelle Untersuchungen an der Versuchsanlage INKA' werden die Auslegungsstörfälle identifiziert. Für das in AP1 gekoppelte Programmsystem ATHLET/COCOSYS wird im AP3 'Integralmodelle, Validierungsrechnungen und Unsicherheitsanalysen' ein Eingabedatensatz für die INKA-Versuchsanlage erstellt. Hierbei wird und a. auf die Modellierung der passiven Komponenten aus AP1 zurückgegriffen. Mit Hilfe des INKA-Eingabedatensatzes und des adaptierten Programmsystems ATHLET/COCOSYS führt die GRS eine blinde Voraus- sowie eine Nachrechnung eines Integralversuches durch. Mit dem Arbeitspaket 4 wird die Projektleitung und Dokumentation während der gesamten Projektlaufzeit gewährleistet.
Das Projekt "Integrale experimentelle und analytische Nachweise der Beherrschbarkeit von Auslegungsstörfällen allein mit passiven Systemen (EASY)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Deggendorf, Fakultät Maschinenbau und Mechatronik, Fachgebiet Strömungsmechanik und Strömungssimulation durchgeführt. Das Ziel des Vorhabens (EASY) ist die Weiterentwicklung und Validierung eines gekoppelten Programmsystems, mit dem Passive Sicherheitskonzepte in ihrer Funktionalität bei der Beherrschung von Auslegungsstörfällen untersucht werden können. Dabei werden folgende Arbeitspakete bearbeitet: Die Arbeitspakete haben die Überschriften AP1: Modellweiterentwicklung, Adaption der Kopplung ATHLET/COCOSYS und Validierung anhand von Einzeleffektversuchen zu passiven Systemen AP2: Experimentelle Untersuchungen an der Versuchsanlage INKA AP3: Integralmodelle, Validierungsrechnungen und Unsicherheitsanalysen, AP4: Projektleitung und Dokumentation. Dabei wird die THD in allen vier Arbeitspaketen mitarbeiten. Eine Beschreibung des THD Beitrags zu den Arbeitspaketen AP1 und AP 2 folgt in der Beschreibung des Arbeitsplans. Die Technischen Hochschule Deggendorf beteiligt sich am geplanten Verbundprojekt in den Arbeitspaketen AP1 und AP2 mit Arbeiten zur Entwicklung eines Modells einer Rückschlagklappe sowie zur Validierung des Programms ATHLET anhand der bereits in INKA durchgeführten Einzeleffektversuche zum passiven Flutsystem. Weiterhin unterstützt die THD die Versuchsdurchführung der integralen Experimente am Standort Karlstein durch die AREVA sowie die Erstellung des ATHLET/COCOSYS Datensatzes durch die TUD und GRS. Abschließend ist die Durchführung einer integralen Störfallrechnung zur Validierung des Programmsystems ATHLET/COCOSYS basierend auf dem von der TU Dresden / GRS zur Verfügung gestellten Eingabedatensatz der INKA-Versuchsanlage und den von AREVA NP zur Verfügung gestellten experimentellen Daten zum großen Frischdampfleitungsleck innerhalb des Containments geplant. .Die Ergebnisse der zuvor beschriebenen Arbeiten werden in technischen Fachberichten sowie im Abschlussbericht dokumentiert.
Das Projekt "Rechenmethodenentwicklung für Reaktorsicherheitsanalysen mit dem Systemcode ATHLET" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS) gGmbH durchgeführt. Das Ziel des Vorhabens ist die Weiterentwicklung des System-Rechenprogramms ATHLET zur realistischen Simulation und Unsicherheitsanalyse von Transienten und Störfällen im Kühlsystem von Leichtwasserreaktoren. Hintergrund sind ständig wachsende Anforderungen an Umfang, Genauigkeit, Aussagesicherheit und Rechengeschwindigkeit der Störfallsimulation mit thermohydraulischen Systemrechenprogrammen. Begründet ist dies durch weiterentwickelte Reaktordesigns und neue Sicherheitssysteme, ein erweitertes Spektrum von Sicherheitsanalysen sowie neue sicherheitstechnische Anforderungen des kerntechnischen Regelwerks. Vorhabenschwerpunkte sind die Entwicklung von Modellen zur Simulation passiver Sicherheitssysteme, Modellverbesserungen zur Beschreibung sicherheitstechnisch relevanter Phänomene, die Weiterentwicklung der Methoden für Unsicherheitsanalysen zu ATHLET Ergebnissen sowie die Qualitätssicherung der ATHLET Programmentwicklung. Im Einzelnen sind drei Arbeitspakete vorgesehen: (1) die Erweiterung der Modellierung zur Beschreibung von Sicherheitssystemen und Phänomenen in aktuellen und fortschrittlichen Leichtwasserreaktoren, (2) die Analyse von Unsicherheiten der physikalischen Modellierung für zukünftige Reaktordesigns sowie die Entwicklung neuer Methoden zur Durchführung von Unsicherheits- und Sensitivitätsanalysen zu ATHLET Rechenergebnissen, (3) die Intensivierung der Zusammenarbeit mit externen Partnern sowie die Qualitätssicherung der Programmentwicklung.
Das Projekt "Teilprojekt: Wahrung der Containmentintegrität mittels passiver Gebäudekondensatoren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Lehrstuhl für Reaktorsicherheit und -technik durchgeführt. Das Gesamtziel des Verbundvorhaben ist die Weiterentwicklung und Validierung eines gekoppelten Programmsystems, mit dessen Hilfe der Nachweis geführt werden soll, dass die Nachzerfallswärme in einem großen Kernreaktor allein mit passiven Komponenten zuverlässig abgeführt werden kann. In der Vergangenheit wurden diverse passive Komponenten zur Beherrschung von Auslegungsstörfällen entwickelt, eine integrale Betrachtung aller passiven Komponenten wurde aber bislang nicht durchgeführt. Daher sollen im Rahmen des Verbundprojekts zunächst Einzeleffektanalysen und daran folgend das Zusammenspiel aller passiven Komponenten experimentell analysiert werden und die so gewonnenen Erkenntnisse für die Entwicklung und Validierung vorrausagefähiger Simulationsprogramme verwendet werden. Im Rahmen des Verbundprojekts beinhalten die Arbeiten des RWTH-LRST die Entwicklung von Modellen und einem Datensatz für Kondensations-, H2-Überström- und Überlaufrohre in COCOSYS sowie die Weitentwicklung und Validierung eines Simulationsmodells für Gebäudekondensatoren bei SWR, inklusive einer daran anschließenden Sensitivitäts- und Unsicherheitsanalyse. Im Rahmen des Arbeitspaktes 1 werden Eingabedatensätze für Überströmrohre (Kondensations-, H2-Überström- und Überlaufrohre) in COCOSYS entwickelt und damit Einzeleffektversuche aus der INKA-Versuchsanlage nachgerechnet. Weiterhin wird für die Einzeleffektanalysen im Arbeitspaket 2 ein Datensatz für Gebäudekondensatoren im gekoppelten COCOSYS-CoPool-System weiterentwickelt und validiert. Im Arbeitspacket 3 werden Validierungsrechnungen für Integraltests mit dem von der GRS bereitgestellten, gekoppelten ATHLET-COCOSYS-System durchgeführt, als Szenario ist das kleine Frischdampfleitungsleck im Containment geplant. Diese Validierungsrechnungen liefern die Grundlage für die daran folgenden Sensitivitäts- und Unsicherheitsanalysen. Arbeitspaket 4 umfasst die fortlaufende Dokumentation der im Verbundprojekt durchgeführten Arbeiten des RWTH-LRST.
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