Novo raziskovalno središče v Karlsruheju: COSMOS-H postavlja standarde za raziskave elektrarn!

Novo raziskovalno središče v Karlsruheju: COSMOS-H postavlja standarde za raziskave elektrarn!

8. maja 2025, dne Tehnološki inštitut Karlsruhe (KIT) odprta najnovejša termohidravlična preizkuševalnica COSMOS-H. Ta najsodobnejši raziskovalni instrument je posebej zasnovan za preučevanje pojavov vrenja in zapletenega toka v realnih pogojih elektrarne. Z zmožnostjo simulacije tlakov do 160 barov in temperatur do 360 stopinj Celzija predstavlja pomemben korak v raziskavah varnosti reaktorjev.

Sistem ima nameščeno toplotno moč 1,8 megavata in uporablja napredne merilne metode za raziskovanje pojavov toplotnega toka pod natančno nadzorovanimi mejnimi pogoji, kot so tlak, temperatura in grelna moč. Več kot 100 senzorjev visoke ločljivosti nadzoruje sistem, medtem ko robotski sistem postavlja kamere visoke hitrosti za dokumentiranje poskusov.

Uporaba raziskav in varnost

Raziskave pri COSMOS-H se osredotočajo na varnost industrijskih objektov, zlasti jedrskih reaktorjev in sončnih elektrarn. Upravlja ga oddelek za večfazne tokove v okviru Helmholtzovega programa NUSAFE Inštitut za tehnologijo in varnost toplotne energije (ITES). Krize vrenja in pojavi prenosa toplote so analizirani pod prototipnimi termodinamičnimi pogoji.

Poseben poudarek je na kritičnih točkah, kot sta »Dryout« in »Departure from Nucleate Boiling«, ki sta povezani z visoko razvitim krmilnim sistemom, ki omogoča hiter izklop grelnega dela. Ti zaščitni ukrepi so bistveni za preprečevanje morebitnih poškodb ogrevalnega sistema.

Znanstveno ozadje in pomen

Uporaba COSMOS-H je podprta z različnimi raziskovalnimi projekti, ki se ukvarjajo s fiziko prenosa toplote v pogojih visokega tlaka. Cilj je izboljšati ne le učinkovitost toplotnih procesov pri proizvodnji energije, temveč tudi varnost jedrskih elektrarn. The Raziskovalni oddelek za eksperimentalno termohidravliko V tem okviru si KIT prizadeva za razvoj eksperimentalnih baz podatkov za računalniško podprte analize tokov, ki so bistvenega pomena za validacijo numeričnih modelov.

Sistem COSMOS-H torej predstavlja pomembno orodje za poglabljanje razumevanja večfaznih tokov in nadaljnje povečevanje varnostnih standardov tako v jedrski energiji kot tudi v kemijskem in procesnem inženirstvu.

S približno 10.000 zaposlenimi in 22.800 študenti je KIT ena vodilnih nemških univerz odličnosti. Zavezanost raziskovalnim področjem, usmerjenim v prihodnost, kot je toplotna hidravlika, poudarja vlogo inštituta kot pionirja v inženirski znanosti.