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 Rahmen der wissenschaftlich-technischen Zusammenarbeit der Bundesrepublik Deutschland (BMFT) mit Ungarn (OMFB) soll auf dem Gebiet der Thermohydraulik von WWER-Kernreaktoren ein Vorhaben bearbeitet werden, dessen generelles Ziel es ist, durch die Adaption, Ueberpruefung und Anwendung geeigneter Berechnungsmethoden sowie durch die Einarbeitung ungarischer Anwender einen Beitrag zur Verbesserung von Analysemethoden und Stoerfallanalysen fuer WWER-Reaktoren zu leisten.
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.
Ziel ist die Modellanalyse und Bewertung des Integralcodes ASTEC durch vertiefte externe Validierung anhand ausgewählter Experimente sowie einen Vergleich mit den jeweiligen Simulationsergebnissen der Codes COCOSYS bzw. ATHLET-CD. Die Aufarbeitung der Experimente und Messwerte ist bereits erfolgt. Die Simulationsrechnungen im In-Vessel-Bereich behandeln Phänomene zum Boil-off, Quenchen und zur B4C-Oxidation, die im Ex-Vessel-Bereich zur Thermohydraulik, Aerosolabbau, H2-Verteilung und -Deflagration, Sprühen sowie zum SWR-Blow-Down. Auf Basis der Modellanalyse und übergeordneten Bewertung des Programms erfolgt die Beurteilung des spezifischen Entwicklungspotentials. Durch die Verbreiterung der ASTEC-Validierungsmatrix ergibt sich infolge neuer Erkenntnisse eine Stützung des Qualitätsnachweises, wobei u. a. auch Anforderungen externer Nutzer hinsichtlich der Handhabung aufgezeigt werden. Durch die kontinuierliche Dokumentation der Ergebnisse stehen diese den Code-Entwicklern und -Anwendern umgehend zur Verfügung.
1) Aufbau eines Anlagenmodells. 2) Berechnung des thermohydraulischen Systemverhaltens. 3) Aufbereitung, Komprimierung und grafische Darstellung der Ergebnisse.
Das Forschungsvorhaben zielt auf die Untersuchung des thermohydraulischen Verhaltens von WWER-Reaktoren bzw. Versuchsanlagen fuer Reaktoren vom Typ WWER unter den Bedingungen eines Leckstoerfalls im Primaerkreislauf. Unter diesen Bedingungen wird das Verhalten der Anlage durch konstruktive Besonderheiten gepraegt, welche z.T. erheblich von westlichen Reaktorkonzepten abweichen. Experimentelle Untersuchungen wurden unter Beteiligung des FZR an der ungarischen Versuchsanlage PMK-2 fuer verschiedene Stoerfallszenarien durchgefuehrt, die experimentelle Datenbasis dient hierbei der Validierung thermohydraulischer Systemcodes (ATHLET, RELAP). Die theoretischen Analysen mit Hilfe von ATHLET ermoeglichen weitergehende Untersuchungen zu experimentell beobachteten Phaenomenen, so u.a. die physikalische Interpretation von Naturumlaufinstabilitaeten, welche die Waermeabfuhr aus dem Reaktorkern beeintraechtigen und somit die Sicherheit der Anlage gefaehrden koennen. Im Rahmen der Arbeiten konnten verschiedene Arten von Instabilitaeten klassifiziert, ihre Mechanismen aufgeklaert und die Moeglichkeit der theoretischen Modellierung mit ATHLET nachgewiesen werden.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 37 |
| Wissenschaft | 7 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 37 |
| License | Count |
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| Offen | 37 |
| Language | Count |
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| Deutsch | 37 |
| Englisch | 1 |
| Resource type | Count |
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| Keine | 23 |
| Webseite | 14 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 7 |
| Lebewesen und Lebensräume | 16 |
| Luft | 10 |
| Mensch und Umwelt | 37 |
| Wasser | 7 |
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