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Institut für Energie- und Klimaforschung
Nukleare Entsorgung und Reaktorsicherheit (IEK-6)

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CFD-Modellierung

Simulation des Betriebsverhaltens eines H2-Rekombinators während eines Versuchs in der ThAI-Anlage

Die Abteilung "CFD-Simulation" beschäftigt sich mit der Simulation von dreidimensionalen Strömungs- und Transportprozessen. Im kerntechnischen Bereich werden insbesondere die Thermohydraulik und Wasserstoffverteilung im Sicherheitseinschluss sowie die Wirksamkeit passiver Sicherheitssysteme mit dem Ziel untersucht, belastbarere Aussagen zum Ablauf sowie zu den Folgen eines Störfalls treffen zu können. Schwerpunkte für die Modellentwicklung liegen hierbei auf den physikalischen Phänomenen „Auftriebsströmungen“, „Wandkondensation“ sowie der Abbildung des Betriebsverhaltens katalytischer Rekombinatoren (Siehe Abbildung). Die Arbeiten erfolgen in Zusammenarbeit mit Partnern des nationalen CFD-Verbunds für die Anwendung von CFD-Verfahren in der Reaktorsicherheitsforschung sowie verschiedener internationaler Projekte wie z.B. SARNET2 (EU-FP7 Severe Accident Research Network) oder den OECD/NEA-Vorhaben SETH-2 (SESAR Thermal Hydraulics) und THAI (Thermalhydraulics Hydrogen Aerosols and Iodine).

Die entwickelten Rechenmodelle werden aber auch genutzt, um denkbare Unfallszenarien bei einer zukünftigen Nutzung von Wasserstoff als Energieträger detailliert zu untersuchen und Sicherheitskonzepte zu verbessern. In Zusammenarbeit mit dem Lehrstuhl für Reaktorsicherheit und -technik an der RWTH Aachen wird derzeit ein Modell zur Simulation der Ausbreitung und Verdampfung einer kryogenen Flüssigwasserstofflache entwickelt.

Unterstützend zur Vorbereitung und Auswertung interner sowie externer Experimente (REKO-3) sowie der Weiterentwicklung der Jülicher VHTR-Programmsysteme werden detaillierte CFD-Simulationen durchgeführt. In diesem Zusammenhang wurde z.B. ein CFD-Modell zur Beschreibung der drei-dimensionalen Strömungs- und Transportprozesse in der Kugelschüttung eines VHTR-Kerns entwickelt und einer ersten Überprüfung anhand des Experiments SANA unterzogen (SANA).


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