Nieuw onderzoekscentrum in Karlsruhe: COSMOS-H zet de norm voor onderzoek naar energiecentrales!

Nieuw onderzoekscentrum in Karlsruhe: COSMOS-H zet de norm voor onderzoek naar energiecentrales!

Op 8 mei 2025, op Karlsruhe Instituut voor Technologie (KIT) de nieuwste thermohydraulische testfaciliteit COSMOS-H geopend. Dit state-of-the-art onderzoeksinstrument is specifiek ontworpen om kook- en complexe stromingsverschijnselen te bestuderen onder realistische omstandigheden van een energiecentrale. Met de mogelijkheid om drukken tot 160 bar en temperaturen tot 360 graden Celsius te simuleren, vertegenwoordigt het een belangrijke stap in het onderzoek naar reactorveiligheid.

Het systeem heeft een geïnstalleerd thermisch vermogen van 1,8 megawatt en maakt gebruik van geavanceerde meetmethoden om thermische stromingsverschijnselen te onderzoeken onder nauwkeurig gecontroleerde randvoorwaarden zoals druk, temperatuur en verwarmingsvermogen. Meer dan 100 sensoren met hoge resolutie bewaken het systeem, terwijl een robotsysteem hogesnelheidscamera's positioneert om de experimenten te documenteren.

Onderzoek toepassing en beveiliging

Het onderzoek bij COSMOS-H richt zich op de veiligheid van industriële faciliteiten, met name kernreactoren en zonne-energiecentrales. Het wordt beheerd door de afdeling Multiphase Flows als onderdeel van het Helmholtz-programma NUSAFE Instituut voor Thermische Energie Technologie en Veiligheid (ITES). Kookcrises en warmteoverdrachtsverschijnselen worden geanalyseerd onder prototypische thermodynamische omstandigheden.

Speciale aandacht gaat uit naar kritische punten als ‘Dryout’ en ‘Departure from Nucleate Boiling’, die gekoppeld zijn aan een sterk ontwikkeld regelsysteem waarmee het verwarmingsgedeelte snel kan worden uitgeschakeld. Deze beschermende maatregelen zijn essentieel om mogelijke schade aan het verwarmingssysteem te voorkomen.

Wetenschappelijke achtergrond en betekenis

Het gebruik van COSMOS-H wordt ondersteund door een verscheidenheid aan onderzoeksprojecten die zich bezighouden met de fysica van warmteoverdracht onder hoge druk. Het doel is om niet alleen de efficiëntie van thermische processen bij de energieproductie te verbeteren, maar ook de veiligheid van kerncentrales. De Onderzoeksafdeling Experimentele Thermohydraulica In deze context streeft het KIT naar de ontwikkeling van experimentele databases voor computerondersteunde stromingsanalyses, die essentieel zijn voor de validatie van numerieke modellen.

Het COSMOS-H-systeem vertegenwoordigt daarom een ​​belangrijk hulpmiddel voor het verdiepen van het begrip van meerfasestromen en het verder verhogen van de veiligheidsnormen op het gebied van kernenergie, maar ook in de chemische en procestechniek.

Met ongeveer 10.000 medewerkers en 22.800 studenten is het KIT een van Duitslands toonaangevende universiteiten van uitmuntendheid. De inzet op toekomstgerichte onderzoeksgebieden zoals de thermische hydraulica onderstreept de rol van het instituut als pionier in de ingenieurswetenschappen.