Erprobung von Messtechnik zur Untersuchung und Optimierung strömungsmechanischer und holztechnologischer Abläufe in Refinern

Die Produktion von Holzfasern beinhaltet eine Vielzahl physikalisch-technologischer Prozesse, deren Komplexität vom Holzplatz bis zur Zerfaserung deutlich zunimmt. Da die Wirkungsweise und physikalische Zusammenhänge der Zerfaserung im Refiner zum gegenwärtigen Zeitpunkt nur in geringem Maße beschrieben werden können, kann eine Prozesseinstellung zur definierten und reproduzierbaren Faserqualität nicht durchgeführt werden. Vorhandenes Wissen beruht auf Erfahrungen und empirisch gefundenen Zusammenhängen, nicht aber auf wissenschaftlich fundierten Erkenntnissen. Deshalb soll mit Hilfe verschiedenster Messtechniken versucht werden, Informationen zum Prozess des Faserstofftransportes im Refiner zu erhalten, die anschließend zur Validierung eines CFD Modell des Laborrefiners genutzt werden können. Später sollen – so weit vorhanden – energiebezogene Schwachstellen im CFD Modell des Refiners erkannt und reduziert werden, so dass ein neues energieoptimiertes Refinergehäuse entwickelt werden kann.

Isolationsmaterialbelastete Kühlmittelströmung im Kern – CFD-Modellentwicklung und Untersuchung von Korrosionsprozessen

Im Rahmen der deutschen Reaktorsicherheitsforschung wurden im Vorhaben 1501363 durch das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf theoretische, experi-mentelle und methodische Untersuchungen zum hydrodynamischen und physiko-chemischen Verhalten von freigesetzten Isolationsmaterialfragmenten bzw. Korrosi-onsprodukten in Kühlmittelströmungen kerntechnischer Anlagen nach Kühlmittelverluststörfällen durchgeführt. Das Vorhaben baut auf den Ergebnissen der Forschungsvorhaben 1501270 und 1501307 auf und wurde in enger Kooperation mit der Hochschule Zittau/Görlitz (Vorhaben 1501360) realisiert. Schwerpunkte der Arbeiten bildeten Erweiterungen und Verbesserungen der im Rahmen der o.g. Forschungsvorhaben entwickelten Methoden und Modelle zur dreidimensionalen CFD-Simulation der isolationsmaterialbelasteten Kühlmittelströmung im Containment-Sumpf unter Einbeziehung der Modellierung von Anlagerungs- und Ablösevorgängen von Isoliermaterial-Fasern und Debris an Rückhaltevorrichtungen im Notkühlkreislauf (z.B. Sumpfansaugsiebe). Die Modellentwicklung und –validierung erfolgte auf Basis von an der HS Zittau/Görlitz durchgeführten Experimenten. Weiterhin wurde der Einfluss chemischer Effekte, insbesondere der Korrosion feuerverzinkter Containment-Einbauten, auf die Wasserchemie und das Verblockungsverhalten von mit Isoliermaterial-Fasern belegten Rückhaltevorrichtungen untersucht. Auf Basis der Versuchsergebnisse erfolgte die Identifikation des mechanistischen Korrosionsmodells sowie der Haupt-Einflussfaktoren auf den Korrosions- und den Verblockungsmechanismus. Diese bildeten die Basis für die Ableitung möglicher Maßnahmen zur Minderung des Korrosions- und Verblockungspotenzials.