Reaktorkern und Anlagendynamik

Sicherheit in der Kerntechnik

Vor allem das Herz eines jeden Kernkraftwerkes, der Reaktorkern mit seinen Brennelementen und den dazugehörigen Systemen, bedarf einer ständigen Kontrolle und Prüfung aller Systeme und Anlagen.

TÜV SÜD bietet Ihnen hierzu spezielle Prüf- und Beratungsleistungen in den Bereichen

  1. Reaktorphysik
  2. Thermo- und Fluiddynamik
  3. Brennelemente und Kernbauteilen

Reaktor Physik

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Zur Überprüfung und Ermittlung der nuklearen Auslegung und sicheren Betriebsweise der Brennelemente und Kernkonfiguration für Leichtwasser- und Forschungsreaktoren werden hochspezialisierte Rechencodes wie z.B. CASMO / SIMULATE, DYN3D, SCALE oder MCNP verwendet. Aspekte der Reaktordynamik des Kerns gehören ebenso wie die Kernüberwachung (Leistungs­dichteverteilung, Abbrand, Abschaltspanne) und die Bewertung nuklearer Messungen zu unserem Handwerk. Ferner berechnen wir die Kritikalitätssicherheit und das Aktivitätsinventar von Kernbrennstoffen.

Thermo- und Fluiddynamik

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Im atomrechtlichen Aufsichts- und Genehmigungsverfahren werden insbesondere bei verfahrenstechnischen Änderungen Analysen zu verschiedenen Betriebstransienten oder Störfällen durchgeführt. Diese Betrachtungen dienen dazu, einerseits die Einhaltung der Auslegungs­anforderungen nach erfolgten Anlagenänderungen nachzuweisen, oder aber die minimalen Systemansprüche zur Einhaltung dieser Anfor­derungen im Rahmen der PSÜ/PSA zu ermitteln.
TÜV SÜD analysiert sämtliche Auslegungstransienten und Störfälle (z.B. LOCA-Unfälle, TUSA, Sprödbruch, Notstromausfall) hinsichtlich zeitabhängigen Druckverhalten, Temperatur und Massenstrom. Im Zusammenhang mit diesen Transienten untersuchen wir außerdem das Verhalten von Rohrleitungssystemen und Arma­turen bezüglich dynamischer Lasten, die durch Kondensationsphänomene, Rohrbrüche oder schnelle Armaturstellungen ausgelöst werden. Um die Vorgänge der Anlagendynamik zu simulieren verwenden wir international anerkannte Rechencodes wie RELAP, ATHLET oder ANSYS-CFX.

Computational Fluid Dynamics (CFD, Numerische Strömungsmechanik) stellt die umfassendste Methode zur Simulation von Strömungsphänomenen dar. Mit CFD werden die Navier/Stokes-Gleichungen für Strömungen auch für komplexe Geometrien in 2D- bzw. 3D-Geometrie gelöst. Diese Methode hat sich in allen industriellen Anwendungsgebieten etabliert und gibt Einsichten in Strömungsvorgänge, wo Experimente zu aufwendig oder gar unmöglich wären. Physische Phänomene wie Vermischung, Zwei-Phasen-Strömung, Temperaturverteilung oder Verbrennungsprozesse können mit dieser Methode modelliert werden.

Brennelemente und Kernbauteile

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TÜV SÜD überprüft und begutachtet jedes Kernbauteil während seiner gesamten Lebensdauer: Von der Planung über die Herstellung, seinem Einsatz und Betriebsverhalten bis zur Entsorgung. In der Auslegungsphase überprüfen wir das Verhalten des Brennelementes mit Rechencodes wie Transuranus oder MSC Marc.
Im Laufe dieser Überwachung werden komplexe Festigkeitsuntersuchungen durchgeführt, Spezifikationen und Zeichnungen geprüft, Prüfpläne in Zusammen­arbeit mit den Betreibern erstellt, Vor-Ort-Inspektionen sowohl in den Herstellerwerken als auch in den Kraftwerken vorgenommen und die Ergebnisse analysiert und bewertet.