Zeitschrift für Kernenergiewissenschaft und Energieerzeugungstechnologie

Konvention zur dynamischen Simulation von Sicherheitsanalysen für Kernreaktoren der Zukunft

Sharma RC, Pankaj Goswami und Durgesh Wadhwa

Anlagenweite Kontrollsysteme, die eine stabile Regulierungsautorität bei einem bestimmten Betriebszustand bieten, werden häufig durch die Entwicklung interaktiver biochemischer Reaktionen entwickelt. Diese Studie zeigt, dass sie auch bei der Untersuchung von Sicherheitsproblemen unter extremen Umständen sehr hilfreich sein können. Bei der Entwicklung von Sicherheitsmaßnahmen für den Prozess ist die dynamische Reaktion des Verfahrens bei Auftreten verschiedener Fehler wichtig (Alarme, Übersteuerungen, Verriegelungen, Sicherheitsventile und Berstscheiben). Wenn beispielsweise die Kühlwasserversorgung ausfällt, würden Temperatur und Druck im Betrieb schnell ansteigen. Der Ingenieur kann geeignete Sicherheitsmaßnahmen mathematisch formulieren, indem er die Wachstumsraten dieser Schlüsselvariablen sowie die Zeit bis zum Erreichen kritischer Grenzen (Sicherheitsreaktionszeit) berechnet. In vielen Prozessen sind chemische Reaktoren die empfindlichsten und potenziell gefährlichsten Einheiten, insbesondere wenn thermische Zersetzungsreaktionen sowie geringe Umwandlungen von Inhaltsstoffen pro Durchgang beteiligt sind. Diese Studie hat gezeigt, wie Aspen auf vielfältige Weise eingesetzt werden kann. Zur Vorhersage dynamischer Änderungen in Schlüsselkomponenten kann die Technologie voll ausgenutzt werden. In dynamischen Notfallsicherheitssimulationen werden fünf Verfahren mit verschiedenen Kühlreaktortypen (CSTR sowie Rohrreaktoren) und Verweildauern von 0,16 bis 60 Minuten gezeigt. Je nach Reaktor, geografischer Umgebung, in der er eingesetzt wird, und dem Grad der Umwandlung der Bestandteile liegen die Sicherheitsdurchlaufzeiten zwischen einigen Sekunden und mehreren Minuten.