Transiente Kondensationsversuche an einem Notkondensator - Einzelrohr

Die in diesem Bericht vorgestellten Experimente betreffen die Kondensation von Dampf in horizontalen bzw. leicht geneigten Rohren bei hohen auftretenden Temperaturdifferenzen bis zu über 200 K. Weitere Besonderheiten sind die detaillierte Untersuchung des transienten Verhaltens eines nichtkondensierbaren Gases mit einer neuartigen Messtechnik sowie die Ermittlung des Einflusses des Gases auf den Kondensationsvorgang. Beim Experiment wurden schnelle Übergangsvorgänge ausgelöst, indem ein in einer Kühlwanne liegendes, leicht geneigtes Wärmeübertragerrohr plötzlich mit dem Dampfraum eines unter Druck stehenden Kessels verbunden wurde. Dabei wurden im Rohr unterschiedliche Anfangsbedingungen hinsichtlich der Vorlage von nichtkondensierbaren Gasen (in diesem Falle Luft) eingestellt. Es wurden Versuche mit Atmosphärendruck, mit erhöhtem Druck, aber auch mit vorheriger Evakuierung des Versuchsrohrs durchgeführt. Durch eine Instrumentierung mit neuartigen Nadelsonden, die eine Phasendetektion kombiniert mit einer schnellen lokalen Temperaturmessung ermöglichen, konnte die Umverteilung von Dampf, Kondensat und nichtkondensierbarem Gas als Funktion der Zeit beobachtet werden. Damit bieten die erhaltenen Daten die Möglichkeit, insbesondere die in den Thermohydraulikprogrammen vorhandenen Optionen zur Berechnung der Ausbreitung von nichtkondensierbaren Gasen unter transienten Bedingungen zu validieren

Lieferung von Investitionsgütern zur Erhöhung der Betriebssicherheit des Kernkraftwerkes Saporoshje - Betriebliche Überwachung, 2. Realisierungsstufe -

Im Rahmen eines Programms des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit zur Zusammenarbeit mit den MOE-Staaten und der GUS auf dem Gebiet der kerntechnischen Sicherheit hat das Forschungszentrum Rossendorf, Institut für Sicherheitsforschung, im Verbund mit dem technischen Überwachungsverein TÜV Rheinland, Institut für Kerntechnik und Strahlenschutz, die einvernehmlich spezifizierten "technischen Mittel für ein System zur verbesserten betrieblichen Überwachung" an das Kernkraftwerk Saporoshje, Ukraine, geliefert und in Betrieb genommen. Im vorliegenden Bericht (Textteil) werden die Lieferungen und Leistungen nach Art und Umfang (Beschaffenheit, Abnahmeprüfung, Übergabe und Inbetriebnahme der technischen Mittel und die für das ukrainische Fachpersonal durchgeführten Schulungsmaßnahmen) bis zur Aufnahme des Probebetriebes am 30. November 1995 beschrieben. Dem Bericht ist ein Anhang A mit Vorschlägen zur Gestaltung der automatisch arbeitenden Überwachungssoftware und ein Anhang B mit wissenschaftsorganisatorischen Details beigefügt

Ein technisches Informationssystem zur verbesserten betrieblichen Überwachung des Kernkraftwerkes Saporoshje/Ukraine

In order to improve the operational surveillance of a VVER-1000 unit of the Ukrainian nuclear power plant Zaporosh´ye a technical monitoring system has been specified. The system will enable the state regulatory and supervisory bodies to survey the unit operation independently of operators to assess its safety status, and to impose appropriate conditions. Due to its up-to-date configuration the system provides early indication of any operational incident and emission of radioactive materials connected. Based on the system an immediate warning in mergency situations is possible as well as an effective emergency management. For this purpose 49 different operational parameters of the unit, 18 radiological parameters of the unit and the plant site and 6 meteorological parameters are monitored. The monitoring concept and its technical realization are described

Tomographisches Messverfahren für die Gasverteilung in einer Axialpumpe bei Zweiphasenbetrieb

Bei einer Vielzahl von natürlichen und technischen Strömungsvorgängen besteht das strömende Medium aus mehreren Phasen. Bei der Förderung derartiger Medien mit Kreiselpumpen führen bislang nicht genügend bekannte Vorgänge bei bestimmten Betriebsbedingungen zu einer starken Verringerung der Förderleistung und einem Anstieg des Leistungsbedarfs. Bei der Förderung von gasbeladenen Flüssigkeiten kann ein zu hoher Gasanteil zum vollständigen Zusammenbruch der Förderung führen. Zusätzlich führt die erosive Wirkung von Kavitation zu einer starken Minderung der Lebensdauer der Pumpe. Diese Arbeit beschreibt ein neuartiges Verfahren, das es erstmals gestattet, die Methode der Gamma-Tomographie zur Bestimmung der örtlichen Phasenverteilung innerhalb von rotierenden Pumpenläufern und ähnlichen Bauteilen anzuwenden. Dabei wird eine Zeitauflösung von ca. 100 µs erreicht, mit der die Gasverteilung wesentlich genauer als bisher erfaßt werden kann. Mit dem Tomographen wurden die Vorgänge innerhalb des Läufers einer Axialpumpe bei Förderung eines Luft-Wasser-Gemischs visualisiert. Es wird gezeigt, wie sich die Änderung äußerer Strömungsparameter und die Variation des Arbeitspunktes auf die räumliche Phasenverteilung innerhalb des Läufers auswirkt

Operational Earthquake Forecasting: State of Knowledge and Guidelines for Utilization

Following the 2009 L'Aquila earthquake, the Dipartimento della Protezione Civile Italiana (DPC), appointed an International Commission on Earthquake Forecasting for Civil Protection (ICEF) to report on the current state of knowledge of short-term prediction and forecasting of tectonic earthquakes and indicate guidelines for utilization of possible forerunners of large earthquakes to drive civil protection actions, including the use of probabilistic seismic hazard analysis in the wake of a large earthquake. The ICEF reviewed research on earthquake prediction and forecasting, drawing from developments in seismically active regions worldwide. A prediction is defined as a deterministic statement that a future earthquake will or will not occur in a particular geographic region, time window, and magnitude range, whereas a forecast gives a probability (greater than zero but less than one) that such an event will occur. Earthquake predictability, the degree to which the future occurrence of earthquakes can be determined from the observable behavior of earthquake systems, is poorly understood. This lack of understanding is reflected in the inability to reliably predict large earthquakes in seismically active regions on short time scales. Most proposed prediction methods rely on the concept of a diagnostic precursor; i.e., some kind of signal observable before earthquakes that indicates with high probability the location, time, and magnitude of an impending event. Precursor methods reviewed here include changes in strain rates, seismic wave speeds, and electrical conductivity; variations of radon concentrations in groundwater, soil, and air; fluctuations in groundwater levels; electromagnetic variations near and above Earth's surface; thermal anomalies; anomalous animal behavior; and seismicity patterns. The search for diagnostic precursors has not yet produced a successful short-term prediction scheme. Therefore, this report focuses on operational earthquake forecasting as the principle means for gathering and disseminating authoritative information about time-dependent seismic hazards to help communities prepare for potentially destructive earthquakes. On short time scales of days and weeks, earthquake sequences show clustering in space and time, as indicated by the aftershocks triggered by large events. Statistical descriptions of clustering explain many features observed in seismicity catalogs, and they can be used to construct forecasts that indicate how earthquake probabilities change over the short term. Properly applied, short-term forecasts have operational utility; for example, in anticipating aftershocks that follow large earthquakes. Although the value of long-term forecasts for ensuring seismic safety is clear, the interpretation of short-term forecasts is problematic, because earthquake probabilities may vary over orders of magnitude but typically remain low in an absolute sense (< 1% per day). Translating such low-probability forecasts into effective decision-making is a difficult challenge. Reports on the current utilization operational forecasting in earthquake risk management were compiled for six countries with high seismic risk: China, Greece, Italy, Japan, Russia, United States. Long-term models are currently the most important forecasting tools for civil protection against earthquake damage, because they guide earthquake safety provisions of building codes, performance-based seismic design, and other risk-reducing engineering practices, such as retrofitting to correct design flaws in older buildings. Short-term forecasting of aftershocks is practiced by several countries among those surveyed, but operational earthquake forecasting has not been fully implemented (i.e., regularly updated and on a national scale) in any of them. Based on the experience accumulated in seismically active regions, the ICEF has provided to DPC a set of recommendations on the utilization of operational forecasting in Italy, which may also be useful in other countries. The public should be provided with open sources of information about the short-term probabilities of future earthquakes that are authoritative, scientific, consistent, and timely. Advisories should be based on operationally qualified, regularly updated seismicity forecasting systems that have been rigorously reviewed and updated by experts in the creation, delivery, and utility of earthquake information. The quality of all operational models should be evaluated for reliability and skill by retrospective testing, and they should be under continuous prospective testing against established long-term forecasts and alternative time-dependent models. Alert procedures should be standardized to facilitate decisions at different levels of government and among the public. Earthquake probability thresholds should be established to guide alert levels based on objective analysis of costs and benefits, as well as the less tangible aspects of value-of-information, such as gains in psychological preparedness and resilience. The principles of effective public communication established by social science research should be applied to the delivery of seismic hazard information

Local and integral ultrasonic gauges for two-phase flow instrumentation in nuclear reactor and safety technology

Das vorliegende Projekt wurde im Rahmen einer Kooperationsvereinbarung zwischen dem Forschungszentrum Rossendorf (FZR) und der wissenschaftlichen Gruppe von Prof. Melnikon von der Technischen Universität Nishny Novgorod (TUNN) der Russischen Föderation durchgeführt. Es ist Teil des Wissenschaftsunterstützungsprogramms / FSU der Bundesregierung im Rahmen der Beratungshilfe für den Aufbau von Demokratie und sozialer Marktwirtschaft (TRANSFORM). Neue Methoden der Instrumentierung für Zweiphasenströmungen wurden entwickelt: Ultraschall-Wellenleitersonden können zur lokalen Gas- bzw. Dampfgehaltsmessung eingesetzt werden. Der neue Ultraschall-Gittersensor erlaubt eine Visualisierung der Zweiphasenströmung mit ca. 250 Bildern/Sekunde. Sowohl die lokalen Sonden als auch der Ultraschall-Gittersensor können erfolgreich unter den Bedingungen von Wasser-Dampf-Gemisch bei hohem Druck und hoher Temperatur, sowie in anderen Fluiden, wie organischen Flüssigkeiten und Kältemitteln, eingesetzt werden. Darüber hinaus wurden berührungslos arbeitende Wellenleitersonden für die Durchschallung von Rohrleitungen und Dichtesensoren, die auf der Messung der Ausbreitungsgeschwindigkeit von Ultraschall in Wellenleitern beruhen, die sich im Messmedium befinden, entwickelt und getestet. Bei dem gegenwärtigen Stand der Entwicklung können die berührungslosen Sensoren lediglich als qualitativer Nachweis von Gas in einer Flüssigkeitsströmung dienen. Die Funktion der Dichtesensoren wurde anhand von Messungen in verschiedenen einphasigen Flüssigkeiten unterschiedlicher Dichte demonstriert. Für einen praktischen Einsatz ist die weitere Verbesserung der elektronischen Signalerfassung erforderlich. Die hauptsächliche Innovation wird durch den Ultraschall-Gittersensor verkörpert, dessen Auflösung mit der von schnellen elektrischen Gittersensoren und ultraschnellen Röntgentomographen vergleichbar ist, während das Gerät selbst sehr robust und preiswert ist

GFZ Wireless Seismic Array (GFZ-WISE), a Wireless Mesh Network of Seismic Sensors: New Perspectives for Seismic Noise Array Investigations and Site Monitoring

Over the last few years, the analysis of seismic noise recorded by two dimensional arrays has been confirmed to be capable of deriving the subsoil shear-wave velocity structure down to several hundred meters depth. In fact, using just a few minutes of seismic noise recordings and combining this with the well known horizontal-to-vertical method, it has also been shown that it is possible to investigate the average one dimensional velocity structure below an array of stations in urban areas with a sufficient resolution to depths that would be prohibitive with active source array surveys, while in addition reducing the number of boreholes required to be drilled for site-effect analysis. However, the high cost of standard seismological instrumentation limits the number of sensors generally available for two-dimensional array measurements (i.e., of the order of 10), limiting the resolution in the estimated shear-wave velocity profiles. Therefore, new themes in site-effect estimation research by two-dimensional arrays involve the development and application of low-cost instrumentation, which potentially allows the performance of dense-array measurements, and the development of dedicated signal-analysis procedures for rapid and robust estimation of shear-wave velocity profiles. In this work, we present novel low-cost wireless instrumentation for dense two-dimensional ambient seismic noise array measurements that allows the real–time analysis of the surface-wavefield and the rapid estimation of the local shear-wave velocity structure for site response studies. We first introduce the general philosophy of the new system, as well as the hardware and software that forms the novel instrument, which we have tested in laboratory and field studies