(GRS-630) Weiterentwicklung des AC² Thermohydraulik- Moduls ATHLET zur Simulation komplexer, zweiphasiger Strömungsphänomene

P. Schöffel, S. Buchholz, N. Dünne, L. Guo, V. Jacht, C. Köllein, A. Krüssenberg, J. Lee, G. Lerchl, T. Skorek, D. von der Cron, F. Weyermann, A. Wielenberg, K. W. Wong

Das vom BMWi geförderte Projekt RS1565 zur Weiterentwicklung des AC² Thermohydraulik-Moduls ATHLET zur Simulation komplexer, zweiphasiger Strömungsphänomene hatte die Entwicklung und Ertüchtigung von Modellen und Methoden zum Ziel, um den zahlreichen nationalen und internationalen Nutzern von ATHLET ein leistungsstarkes und zuverlässiges Werkzeug für die Durchführung von Sicherheitsanalysen nach dem aktuellen Stand von Wissenschaft und Technik für bestehende und zukünftige Reaktoren und kerntechnische Einrichtungen zur Verfügung zu stellen.

Im Zentrum des Vorhabens stand die Weiterentwicklung von ATHLET zur Analyse von Leichtwasserreaktoren. Für die detaillierte und realistische Simulation komplexer Strömungsvorgänge im Reaktorkern unter Störfallbedingungen wurde ein 3-Felder-Modell entwickelt und implementiert. Außerdem wurden zahlreiche Teile der bestehenden 2-Fluid-Modellierung erweitert. Neben verbesserten Modellen zur Entrainmentberechnung wurde als zusätzliches Strömungsbild die Ringströmung aufgenommen und durch entsprechende Schließungsgleichungen ergänzt. Zur Sicherheitsbewertung von Forschungsreaktoren wurden die beiden Aspekte der Strömungsinstabilität und des DNB in engen Kühlkanälen näher betrachtet und neue Modelle zur Verdampfung wie auch zur Bestimmung der kritischen Heizflächenbelastung bereitgestellt.