Druckstöße können in kerntechnischen Anlagen die Integrität druckführender Rohrleitungen gefährden. Übersteigt die Druckerhöhung den zulässigen Spannungsbereich, sind Materialverformung und -versagen nicht auszuschließen. Während des Anlagenbetriebs kann eine rapide Änderung der stationären Strömungs-geschwindigkeit in einer Druckerhöhung resultieren und eine Transiente einleiten. Diese Geschwindigkeitsabweichungen können mitunter durch schnelle Armaturbewegungen sowie Kondensationsphänomene induziert werden. Als ein mögliches störfallauslösendes und -begleitendes Ereignis ist eine genaue Kenntnis sowie die Bewertung von Druckamplituden unabdinglich. Eine analytische Betrachtung des transienten Ereignisses im Rahmen einer Anlagenrechnung ist nicht möglich. Für eine genaue Untersuchung von Druckstoßphänomenen und einer Bewertung des Gefährdungspotentials in ein- sowie zweiphasigen Strömungen, ist der Einsatz numerischer Simulationstools unerlässlich.
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wird die Abbildbarkeit von Druckstoßphänomenen mit dem Thermohydraulikcode ATHLET untersucht. Mit einer Modellerweiterung werden die Amplitudenwiedergabe und das Reflexionsverhalten verbessert. Dazu wird die Modellbasis zur Berechnung der Druckverluste aufgrund von Wandreibung durch die Berücksichtigung instationärer Reibungsphänomene erweitert. Darüber hinaus werden Berechnungsvorschriften zur Ermittlung eines Vergleichsspannungszustandes implementiert, um eine direkte Abschätzung der Auswirkungen eines Druckstoßes auf umliegende Materialien zu ermöglichen.
Aktualisiert: 2020-12-17
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