Gesamtziel ist es, das bis dato etablierte Numerical Toolkit (NuT) zur effizienteren Handhabung numerischer Aufgaben im Rechenablauf der AC2-Komponente ATHLET weiter zu beschleunigen, auszubauen und flexibler zu gestalten. Hierbei besteht ein wesentlicher Fokus darauf, ebenfalls die AC2-Komponente COCSYS in die NuT-Architektur aufzunehmen, so dass die gesamte AC2-Rechenkette von den dedizierten Numerik-Strukturen profitieren kann.
Im Zuge der Energiewende haben sich durch veränderte politische Randbedingungen die wirtschaftlichen Rahmenbedingungen für die Fernwärme signifikant geändert. Expertenprognosen zeigen, dass der Fernwärme im Rahmen der 'Wärme-Energiewende' insbesondere im urbanen, zunehmend aber auch im ländlichen Raum eine wichtige Aufgabe zukommt. Zukunftsorientierte Energieversorgungsunternehmen möchten sich dieser Aufgabe stellen, wobei derzeit für die Planung und Bewertung möglicher volatiler, dezentral erzeugter Anteile in der Fernwärme aus z. B. Solarthermie, Wärme aus BHKW und Power-to-heat lediglich erste Planungswerkzeuge existieren. Das Vorhaben stellt sich deshalb als wesentliches Ziel die Schaffung von Werkzeugen, die die Veränderung der Thermohydraulik der Fernwärmenetze sowie der Wirkungen auf die Komponenten (Umwälzpumpen, Druckhaltung, Rohrleitungen) und die Effekte verschiedener Speicherstandorte realitätsnah abbildet. Dazu sind z. B. folgende Arbeitspunkte erforderlich: Erstellen von Verbraucher- und Erzeugermodellen, die z.B. eine Abhängigkeit von der solaren Strahlung und Zeiten wärmetechnischer Über- und Unterversorgung möglichst realitätsnah berücksichtigen. Erweiterung der Fernwärmenetz-Simulation zur Abbildung der Netzveränderungen aufgrund unterschiedlicher Erzeuger- und Einbindeszenarien. Erstellen von Bereitstellungsprofilen der Solarthermie und anderer Wärmeerzeuger in Abhängigkeit von der Art der Kopplung Abnehmer - Speicher - Fernwärmenetz. Wirkungen auf die primärenergetisch und wirtschaftlich sinnvolle Betriebsführung der Fernwärmesysteme inkl. Untersuchung von Betriebsführungskonzepten unter besonderer Berücksichtigung von Speichern, die dezentral oder teilzentral in das Fernwärmesystem eingebunden werden.
1. Vorhabenziel: Weiterentwicklung des ursprünglich für die Transientenanalyse in Leichtwasserreaktoren (LWR) entwickelten Reaktorphysikcodes DYN3D. Der Code dient zur dreidimensionalen, nodalen Berechnung der stationären und transienten Leistungsverteilung im Reaktorkern unter Berücksichtigung der Koppelung der neutronenphysikalischen und der thermohydraulischen Vorgänge. 2. Arbeitsplanung: Die Weiterentwicklung des Codes umfasst die Modellierung der, durch die Ausdehnung von Strukturen bedingten, Rückwirkungseffekte, die in schnellen Reaktoren - im Gegensatz zu LWR - einen wichtigen Beitrag zum inhärenten Sicherheitsverhalten leisten. Um die Anwendbarkeit des Codes sicherzustellen, muss des Weiteren die Bereitstellung von homogenisierten Wirkungsquerschnitten auf Brennelementbasis speziell für schnelle Reaktorsysteme gewährleistet sein. Hierzu gilt es einen entsprechenden Code auszuwählen, für schnelle Reaktoren zu validieren und die notwendigen Anwendungsprozeduren zu entwickeln. Zur Absicherung der neu entwickelten Teile des Codes werden Validierungsrechnungen für das stationäre und das transiente Verhalten des Reaktorkerns der BFS Anlage (Nullleistungsreaktor mit schnellem Neutronenspektrum am IPPE Oninsk) durchgeführt. Nach der Validierung sind Untersuchungen zur Beurteilung des Einsatzes von fein verteiltem moderierendem Material zur Verstärkung der Rückwirkungseffekte zur Verbesserung der Sicherheit von schnellen Reaktoren als letzter Baustein des Projektes vorgesehen.