Nytt forskningscenter i Karlsruhe: COSMOS-H sätter standarder för kraftverksforskning!

Nytt forskningscenter i Karlsruhe: COSMOS-H sätter standarder för kraftverksforskning!

Den 8 maj 2025, den Karlsruhe Institute of Technology (KIT) den nyaste termohydrauliska testanläggningen COSMOS-H öppnade. Detta toppmoderna forskningsinstrument är speciellt utformat för att studera kokande och komplexa flödesfenomen under realistiska kraftverksförhållanden. Med förmågan att simulera tryck på upp till 160 bar och temperaturer på upp till 360 grader Celsius, utgör den ett viktigt steg i reaktorsäkerhetsforskningen.

Systemet har en installerad termisk effekt på 1,8 megawatt och använder avancerade mätmetoder för att undersöka termiska flödesfenomen under exakt kontrollerade randförhållanden som tryck, temperatur och värmeeffekt. Över 100 högupplösta sensorer övervakar systemet, medan ett robotsystem placerar höghastighetskameror för att dokumentera experimenten.

Forskningsansökan och säkerhet

Forskningen vid COSMOS-H fokuserar på säkerheten i industrianläggningar, särskilt kärnreaktorer och solkraftverk. Den drivs av Multiphase Flows-avdelningen som en del av Helmholtz-programmet NUSAFE Institutet för termisk energiteknik och säkerhet (ITES). Kokkriser och värmeöverföringsfenomen analyseras under prototypiska termodynamiska förhållanden.

Särskilt fokus ligger på kritiska punkter som ”Dryout” och ”Departure from Nucleate Boiling”, vilka är kopplade till ett högt utvecklat styrsystem som gör att värmedelen snabbt kan stängas av. Dessa skyddsåtgärder är nödvändiga för att förhindra eventuella skador på värmesystemet.

Vetenskaplig bakgrund och mening

Användningen av COSMOS-H stöds av en mängd olika forskningsprojekt som handlar om fysiken för värmeöverföring under högtrycksförhållanden. Syftet är att förbättra inte bara effektiviteten hos termiska processer vid energiproduktion, utan också säkerheten i kärnkraftverk. De Forskningsavdelningen för experimentell termohydraulik I detta sammanhang driver KIT utvecklingen av experimentella databaser för datorstödda flödesanalyser, vilka är väsentliga för validering av numeriska modeller.

COSMOS-H-systemet representerar därför ett viktigt verktyg för att fördjupa förståelsen för flerfasflöden och ytterligare höja säkerhetsstandarderna inom såväl kärnenergi som inom kemi- och processteknik.

Med cirka 10 000 anställda och 22 800 studenter är KIT ett av Tysklands ledande excellensuniversitet. Engagemanget inom framtidsinriktade forskningsområden som termisk hydraulik understryker institutets roll som pionjär inom ingenjörsvetenskap.