Experimentelle Untersuchung des Betriebsverhaltens gerader und gekrümmter geschlossener Thermosiphons - PALAWERO-II-EXP

Abstract

Die vorliegende Forschungsarbeit im Rahmen des Verbundprojekts „Analytische und experimentelle Untersuchung geschlossener Zweiphasen-Thermosiphons zur passiven Wärmeabfuhr aus Nasslagerbecken (PALAWERO-II)“ (Verbundpartner GRS) befasst sich mit der experimentellen Untersuchung des Betriebsverhaltens gerader und gekrümmter geschlossener Zweiphasen-Thermosiphons im Rahmen der Reaktorsicherheitsforschung. Im Vordergrund steht die Weiterentwicklung und Validierung des Thermohydraulik-Systemcodes ATHLET anhand experimenteller Daten, die mit der Versuchsanlage ATHOS sowie den neu aufgebauten Versuchsständen THOR, Siede und MiniATHOS generiert wurden. Thermosiphons stellen eine vielversprechende passive Wärmeabfuhrlösung für Brennelementnasslager dar, bei der die Nachzerfallswärme ohne aktive Komponenten sicher abgeführt werden kann. Die experimentellen Untersuchungen gliedern sich in drei Themenschwerpunkte: die Verbesserung des inneren und äußeren Wärmeübergangs an Thermosiphons, das Betriebsverhalten langer gekrümmter Thermosiphons sowie Thermosiphon-Bündelversuche unter verschiedenen Kühlbedingungen. In the framework of the joint-project “Analytical and experimental investigation on closed two-phase thermosiphons for the passive heat removal from wet storage pools (PALAWERO-II)” (joint project partner GRS), the present research work deals with the experimental investigation of the operational behaviour of straight and curved closed two-phase thermosiphons in the context of nuclear safety research. The primary focus is on the further development and validation of the thermal-hydraulic system code ATHLET based on experimental data generated at the ATHOS test facility and the newly constructed test rigs THOR, Siede and MiniATHOS. Thermosyphons represent a promising passive heat removal solution for spent fuel pools, enabling the safe dissipation of decay heat without active components. The experimental investigations are structured around three main topics: the enhancement of inner and outer heat transfer in thermosiphons, the operational behaviour of long curved thermosiphons, and thermosiphon bundle experiments under various cooling conditions.