{"id":42327,"date":"2019-10-04T08:32:35","date_gmt":"2019-10-04T07:32:35","guid":{"rendered":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/was-ist-dnb-abweichung-von-der-nukleate-boiling-definition\/"},"modified":"2021-06-09T17:15:30","modified_gmt":"2021-06-09T16:15:30","slug":"was-ist-dnb-abweichung-von-der-nukleate-boiling-definition","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/de\/was-ist-dnb-abweichung-von-der-nukleate-boiling-definition\/","title":{"rendered":"Was ist DNB &#8211; Abweichung von Blasensieden &#8211; Definition"},"content":{"rendered":"<div class=\"su-quote su-quote-style-default\">\n<div class=\"su-quote-inner su-clearfix\">Im Falle von PWRs wird das kritische Sicherheitsproblem als DNB (Abweichung vom Blasensieden) bezeichnet, was zur Bildung einer lokalen Dampfschicht f\u00fchrt.\u00a0Die Marge wird von DNBR dargestellt.\u00a0W\u00e4rmetechnik<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"su-divider su-divider-style-dotted\"><\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<div class=\"su-spacer\"><\/div>\n<h2>Abweichung von Blasensieden &#8211; DNB<\/h2>\n<p><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/DNBR-Departure-from-Nucleate-Boiling-Ratio.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"alignright size-medium wp-image-20775 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/DNBR-Departure-from-Nucleate-Boiling-Ratio-289x300.png\" alt=\"DNBR - Abfahrt vom Keimbildungsverh\u00e4ltnis\" width=\"289\" height=\"300\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/DNBR-Departure-from-Nucleate-Boiling-Ratio-289x300.png\" \/><\/a>Im Fall von\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/pwr-pressurized-water-reactor\/\">PWRs<\/a>\u00a0wird das kritische Sicherheitsproblem als\u00a0<strong>DNB<\/strong>\u00a0(\u00a0<strong>Abweichung vom Blasensieden<\/strong>\u00a0) bezeichnet, was zur Bildung einer\u00a0<strong>lokalen Dampfschicht f\u00fchrt<\/strong>\u00a0und eine dramatische Verringerung der W\u00e4rme\u00fcbertragungsf\u00e4higkeit zur Folge hat.\u00a0Dieses Ph\u00e4nomen tritt im unterk\u00fchlten oder minderwertigen Bereich auf.\u00a0Das Verhalten der Siedekrise h\u00e4ngt von vielen Str\u00f6mungsverh\u00e4ltnissen ab (Druck, Temperatur, Str\u00f6mungsgeschwindigkeit), die Siedekrise tritt jedoch bei relativ hohen W\u00e4rmestr\u00f6men auf und scheint mit der Blasenwolke in der N\u00e4he der Oberfl\u00e4che verbunden zu sein.\u00a0Diese Blasen oder D\u00e4mpfe reduzieren die Menge des einstr\u00f6menden Wassers.\u00a0Da dieses Ph\u00e4nomen den W\u00e4rme\u00fcbergangskoeffizienten verschlechtert und der W\u00e4rmefluss erhalten bleibt,\u00a0<strong>sammelt sich<\/strong>\u00a0W\u00e4rme\u00a0<strong>an<\/strong>in dem Brennstab verursacht\u00a0<strong>dramatischen Anstieg<\/strong>\u00a0von Mantel- und\u00a0<strong>Kraftstofftemperatur<\/strong>\u00a0.\u00a0Es ist lediglich eine sehr hohe Temperaturdifferenz erforderlich, um den kritischen W\u00e4rmestrom, der von der Oberfl\u00e4che des Brennstabs erzeugt wird, auf das Reaktork\u00fchlmittel (durch die Dampfschicht) zu \u00fcbertragen.<\/p>\n<p>Bei PWRs ist der kritische Fluss ein\u00a0<strong>invertierter<\/strong>\u00a0Ringfluss, w\u00e4hrend bei SWRs der kritische Fluss normalerweise ein Ringfluss ist.\u00a0Der Unterschied im Str\u00f6mungsregime zwischen der Str\u00f6mung nach dem Austrocknen und der Str\u00f6mung nach dem DNB ist in der Abbildung dargestellt.\u00a0In\u00a0<strong>PWRs<\/strong>\u00a0im\u00a0<strong>Normalbetrieb wird<\/strong>\u00a0der Durchfluss als einphasig betrachtet.\u00a0Es wurden jedoch zahlreiche Studien zur Art der\u00a0<strong>zweiphasigen Str\u00f6mung<\/strong>\u00a0bei\u00a0<strong>Transienten und Unf\u00e4llen<\/strong>\u00a0(z. B.\u00a0<strong>K\u00fchlmittelverlust-Unfall &#8211; LOCA oder Ausl\u00f6sung von RCPs<\/strong>\u00a0) durchgef\u00fchrt, die f\u00fcr die Reaktorsicherheit und f\u00fcr die Reaktorsicherheit von Bedeutung sind muss im\u00a0<strong>Sicherheitsanalysebericht<\/strong>\u00a0(SAR)\u00a0nachgewiesen und deklariert werden\u00a0.<\/p>\n<p>In Druckwasserreaktoren besteht eine der wichtigsten Sicherheitsanforderungen darin, dass w\u00e4hrend des station\u00e4ren Betriebs, normaler Betriebstransienten und erwarteter Betriebsereignisse (AOOs) keine Abweichung vom Kernsieden (DNB) auftritt.\u00a0Die Integrit\u00e4t der Kraftstoffh\u00fclle bleibt erhalten, wenn die Mindest-DNBR \u00fcber der 95\/95-DNBR-Grenze f\u00fcr PWRs liegt (eine Wahrscheinlichkeit von 95% bei einem Vertrauensniveau von 95%).\u00a0Das DNB-Kriterium ist eines der Akzeptanzkriterien in Sicherheitsanalysen und bildet eine der Sicherheitsgrenzen in technischen Spezifikationen.<\/p>\n<p>Eine wichtige Aufgabe des Anlagenbetreibers besteht darin, die Anlagenparameter so zu steuern, dass ein\u00a0<strong>sicherer Abstand zu DNB<\/strong>\u00a0(oder Abstand von DNB auf der W\u00e4rme\u00fcbertragungskurve) eingehalten wird.\u00a0Jede pl\u00f6tzliche, gro\u00dfe \u00c4nderung der folgenden Anlagenparameter \/ -richtungen verringert den Spielraum f\u00fcr DNB:<\/p>\n<ul>\n<li><strong>Verringern Sie den Druck des Reaktork\u00fchlmittels<\/strong><\/li>\n<li><strong>Verringerung der Durchflussrate des Reaktork\u00fchlmittels<\/strong><\/li>\n<li><strong>Erh\u00f6hung der Reaktorleistung<\/strong><\/li>\n<li><strong>Erh\u00f6hung der Reaktork\u00fchlmittel-Einlasstemperatur<\/strong><\/li>\n<\/ul>\n<p>Die Funktion der Bediener und der Anlagenauslegung besteht daher darin, eine pl\u00f6tzliche, gro\u00dfe \u00c4nderung dieser Anlagenparameter zu verhindern.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<h2>Kritischer W\u00e4rmestrom<\/h2>\n<p><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Dryout-DNB-min.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"alignright size-medium wp-image-14862 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Dryout-DNB-min-225x300.png\" alt=\"Dryout vs. DNB\" width=\"225\" height=\"300\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Dryout-DNB-min-225x300.png\" \/><\/a>Wie bereits geschrieben, sind in\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power-plant\/nuclear-reactor\/\">Kernreaktoren<\/a>\u00a0Einschr\u00e4nkungen des\u00a0<strong>lokalen W\u00e4rmeflusses<\/strong>\u00a0f\u00fcr die Reaktorsicherheit von h\u00f6chster Bedeutung.\u00a0Bei\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/pwr-pressurized-water-reactor\/\">Druckwasserreaktoren<\/a>\u00a0und auch bei\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/bwr-boiling-water-reactor\/\">Siedewasserreaktoren<\/a>\u00a0gibt es thermohydraulische Ph\u00e4nomene, die zu einer pl\u00f6tzlichen Abnahme der\u00a0<strong>Effizienz der W\u00e4rme\u00fcbertragung f\u00fchren<\/strong>\u00a0(genauer gesagt des\u00a0<strong>W\u00e4rme\u00fcbergangskoeffizienten<\/strong>\u00a0).\u00a0Diese Ph\u00e4nomene treten bei einem bestimmten Wert des W\u00e4rmeflusses auf, der als \u201e\u00a0<strong>kritischer W\u00e4rmefluss<\/strong>\u00a0\u201c bezeichnet wird.\u00a0Die Ph\u00e4nomene, die die Verschlechterung der W\u00e4rme\u00fcbertragung verursachen, sind f\u00fcr PWRs und f\u00fcr BWRs unterschiedlich.<\/p>\n<p>Bei beiden Reaktortypen ist das Problem mehr oder weniger mit der Abweichung vom Sieden der Keime verbunden. Der W\u00e4rmefluss beim Blasensieden kann nicht unbegrenzt erh\u00f6ht werden. Bei einem bestimmten Wert, den wir als \u201e <strong>kritischen W\u00e4rmefluss<\/strong>\u00a0\u201c (\u00a0<strong>CHF<\/strong> ) bezeichnen, kann der erzeugte Dampf eine Isolierschicht \u00fcber der Oberfl\u00e4che bilden, was wiederum den W\u00e4rme\u00fcbergangskoeffizienten verschlechtert. Unmittelbar nach Erreichen des kritischen W\u00e4rmeflusses wird das Sieden instabil und es tritt ein Filmsieden auf. Der \u00dcbergang vom Blasensieden zum Filmsieden wird als \u201e <strong>Siedekrise<\/strong>\u00a0\u201c bezeichnet.\u00a0Wie geschrieben wurde, sind die Ph\u00e4nomene, die die Verschlechterung der W\u00e4rme\u00fcbertragung verursachen, f\u00fcr PWRs und f\u00fcr BWRs unterschiedlich.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Boiling-Curve-Boiling-Modes.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"aligncenter size-full wp-image-20779 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Boiling-Curve-Boiling-Modes.png\" alt=\"Siedekurve - Siedemodi\" width=\"601\" height=\"866\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Boiling-Curve-Boiling-Modes.png\" \/><\/a><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<div class=\"su-spacer\"><\/div>\n<h2>Kritischer W\u00e4rmestrom f\u00fcr DNB &#8211; Korrelationen<\/h2>\n<p>Wie geschrieben, die\u00a0<strong>Siedekrise<\/strong>\u00a0k\u00f6nnen wie folgt eingestuft werden\u00a0<strong>Austrocknen<\/strong>\u00a0im hochwertigen Bereich und (wird weiter\u00a0unten beschrieben DNB)\u00a0<strong>Abfahrt von Blasensieden (DNB)<\/strong>\u00a0in der unterk\u00fchlten oder minderwertigen Region (ungef\u00e4hrer Qualit\u00e4tsbereich: -5% bis + 5%).\u00a0Der\u00a0<strong>kritische W\u00e4rmefluss<\/strong>\u00a0wird jedoch f\u00fcr beide Regime verwendet.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<div class=\"su-spacer\"><\/div>\n<h2>DNB &#8211; W-3 Korrelation<\/h2>\n<p>Eine der bekanntesten Konstruktionskorrelationen zur Vorhersage der\u00a0<strong>Abweichung vom Sieden von Keimen<\/strong>\u00a0ist die\u00a0<strong>W-3-Korrelation<\/strong>\u00a0, die\u00a0<strong>Tong<\/strong>\u00a0in der\u00a0<strong>Westinghouse Atomic Power Division entwickelt hat<\/strong>\u00a0.\u00a0Sie ist anwendbar f\u00fcr die\u00a0unterk\u00fchlten und niedriger bis m\u00e4\u00dfiger Qualit\u00e4t flows.The\u00a0<strong>W-3 Korrelation<\/strong>\u00a0ist eine Funktion der K\u00fchlmittel\u00a0<a title=\"Was ist Enthalpie?\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/thermodynamics\/what-is-energy-physics\/what-is-enthalpy\/\">Enthalpie<\/a>\u00a0(ges\u00e4ttigt und Einlass),\u00a0<a title=\"Was ist Druck - Physik?\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/thermodynamics\/thermodynamic-properties\/what-is-pressure-physics\/\">Druck<\/a>\u00a0,\u00a0<a title=\"Dampfqualit\u00e4t - Trockenheitsanteil\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/materials-nuclear-engineering\/properties-steam-what-is-steam\/vapor-quality-dryness-fraction\/\">Qualit\u00e4t<\/a>\u00a0und der\u00a0K\u00fchlmittelmassenstrom:<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/CHF-Critical-Heat-Flux-Correlation.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"aligncenter size-full wp-image-20791 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/CHF-Critical-Heat-Flux-Correlation.png\" alt=\"CHF - Kritischer W\u00e4rmestrom - Korrelation\" width=\"489\" height=\"46\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/CHF-Critical-Heat-Flux-Correlation.png\" \/><\/a><\/p>\n<p>Die Korrelation W-3 gilt f\u00fcr den kritischen W\u00e4rmefluss in gleichm\u00e4\u00dfig beheizten Kan\u00e4len.\u00a0Um ungleichm\u00e4\u00dfige W\u00e4rmestr\u00f6me zu ber\u00fccksichtigen, f\u00fchrte Tong den Korrekturfaktor F ein.<\/p>\n<p>Besondere Referenz: Tong, LS, Weisman, Joel.\u00a0Thermische Analyse von Druckwasserreaktoren.\u00a0Amer Nuclear Society, 3. Auflage, 5\/1996.\u00a0ISBN-13: 978-0894480386.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<div class=\"su-spacer\"><\/div>\n<h2>Cold Wall Factor &#8211; CWF<\/h2>\n<p>Tong, LS und Weisman, Joel f\u00fchren auch einen neuen Faktor ein, der als \u201e\u00a0<strong>Kaltwandfaktor<\/strong>\u00a0\u201c bekannt ist und CHF in einem Kanal korrigiert, der eine nicht beheizte Wand enth\u00e4lt (z. B. Kanal neben dem F\u00fchrungsrohr der Steuerstange).\u00a0In diesen Kan\u00e4len baut sich entlang der kalten Wand ein Fl\u00fcssigkeitsfilm auf, und dieses Fluid k\u00fchlt die erhitzte Oberfl\u00e4che nicht wirksam, und das die erhitzte Oberfl\u00e4che k\u00fchlende Fluid weist eine h\u00f6here Enthalpie auf als ohne Annahme einer kalten Wand berechnet.\u00a0Es ist zu beachten, dass angenommen wird, dass die kalte Wand die W\u00e4rme\u00fcbertragung im Vergleich zum Kanal verschlechtert, wenn alle Seiten mit der\u00a0<strong>gleichen Volumenaustrittsenthalpie<\/strong>\u00a0erw\u00e4rmt werden\u00a0.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<div class=\"su-spacer\"><\/div>\n<h2>CHF Nachschlagetabellen<\/h2>\n<p><strong>CHF-Nachschlagetabellen<\/strong>\u00a0werden h\u00e4ufig zur Vorhersage des kritischen W\u00e4rmeflusses (CHF) verwendet.\u00a0Die CHF-Nachschlagetabelle ist im Grunde eine normalisierte Datenbank f\u00fcr ein vertikales wassergek\u00fchltes 8-mm-Rohr.\u00a0Die CHF-Nachschlagetabelle von 2006 basiert auf einer Datenbank mit mehr als 30.000 Datenpunkten und deckt die Bereiche von 0,1\u201321 MPa Druck, 0\u20138000 kg.m\u00a0<sup>\u20132<\/sup>\u00a0.s\u00a0<sup>-1 ab<\/sup> ( Nullfluss bezieht sich auf Freisieden Bedingungen) Massenfluss und \u20130,5 bis 1 Dampfqualit\u00e4t (negative Eigenschaften beziehen sich auf unterk\u00fchlte Bedingungen).<\/p>\n<p>Spezielle Referenz: GROENEVELD, DC et al., Nachschlagetabelle 2006, Nuclear Engineering and Design 237 (2007), 1909\u20131922.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<div class=\"su-spacer\"><\/div>\n<h2>Abweichung vom Nucleate Boiling Ratio &#8211; DNBR<\/h2>\n<p>Wie bereits geschrieben, wird im Fall von\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/pwr-pressurized-water-reactor\/\">PWRs<\/a>\u00a0das kritische Sicherheitsproblem als\u00a0<strong>DNB<\/strong> (<strong>Abweichung vom Blasensieden<\/strong>) bezeichnet, was zur Bildung einer\u00a0<strong>lokalen Dampfschicht f\u00fchrt<\/strong>\u00a0und die W\u00e4rme\u00fcbertragungsf\u00e4higkeit dramatisch verringert.\u00a0Beachten Sie, dass auch bei BWRs, die ein Axialleistungsprofil mit deutlich niedrigerer Spitze aufweisen, das DNB-Risiko ber\u00fccksichtigt werden muss.<\/p>\n<p>DNB tritt auf, wenn der lokale W\u00e4rmefluss den Wert des kritischen W\u00e4rmeflusses erreicht.\u00a0Dieses Ph\u00e4nomen tritt im Bereich unterk\u00fchlter oder minderwertiger Qualit\u00e4t auf (ungef\u00e4hrer Qualit\u00e4tsbereich: von \u20135% bis + 5%).\u00a0Das Verhalten dieser Art von Krise siedenden h\u00e4ngt von vielen Str\u00f6mungsbedingungen (Druck, Temperatur, Durchfluss), da der kritische W\u00e4rmeflu\u00df allgemeines eine Funktion der K\u00fchlmittel\u00a0 &#8211;\u00a0<a title=\"Was ist Enthalpie?\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/thermodynamics\/what-is-energy-physics\/what-is-enthalpy\/\">Enthalpie<\/a>\u00a0\u00a0(ges\u00e4ttigt und Einlass),\u00a0\u00a0<a title=\"Was ist Druck - Physik?\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/thermodynamics\/thermodynamic-properties\/what-is-pressure-physics\/\">Druck<\/a>\u00a0,\u00a0\u00a0<a title=\"Dampfqualit\u00e4t - Trockenheitsanteil\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/materials-nuclear-engineering\/properties-steam-what-is-steam\/vapor-quality-dryness-fraction\/\">Qualit\u00e4t<\/a>\u00a0\u00a0und dem\u00a0K\u00fchlmittelmassenstrom:<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/CHF-Critical-Heat-Flux-Correlation.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"aligncenter size-full wp-image-20791 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/CHF-Critical-Heat-Flux-Correlation.png\" alt=\"CHF - Kritischer W\u00e4rmestrom - Korrelation\" width=\"489\" height=\"46\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/CHF-Critical-Heat-Flux-Correlation.png\" \/><\/a><\/p>\n<p>Diese Art der Siedekrise tritt bei relativ hohen W\u00e4rmestr\u00f6men auf und scheint mit der Blasenwolke neben der Oberfl\u00e4che verbunden zu sein.\u00a0Diese Blasen oder Dampffilme reduzieren die Menge des einstr\u00f6menden Wassers.\u00a0Da dieses Ph\u00e4nomen der W\u00e4rme\u00fcbergangskoeffizient und der W\u00e4rmefluss bleibt verschlechtert, dann W\u00e4rme\u00a0<strong>akkumuliert<\/strong>\u00a0in dem Brennstab verursacht\u00a0<strong>dramatischen Anstieg<\/strong>\u00a0der Mantel- und\u00a0<strong>Kraftstofftemperatur<\/strong>\u00a0.\u00a0Es ist einfach eine sehr hohe Temperaturdifferenz erforderlich, um den kritischen W\u00e4rmefluss, der von der Oberfl\u00e4che des Brennstabs erzeugt wird, auf das Reaktork\u00fchlmittel (durch die Dampfschicht) zu \u00fcbertragen.\u00a0Im Fall von PWRs ist der kritische Fluss ein\u00a0<strong>invertierter<\/strong>\u00a0Ringfluss, w\u00e4hrend in BWRs der kritische Fluss normalerweise ein Ringfluss ist.<\/p>\n<p>In Druckwasserreaktoren besteht eine der wichtigsten Sicherheitsanforderungen darin, dass w\u00e4hrend des station\u00e4ren Betriebs, normaler Betriebstransienten und erwarteter Betriebsereignisse (AOOs) keine Abweichung vom Keimsieden (DNB) auftritt.\u00a0Die Integrit\u00e4t der\u00a0<strong>Kraftstoffverkleidung bleibt<\/strong>\u00a0erhalten, wenn der Mindest-\u00a0<strong>DNBR \u00fcber<\/strong>\u00a0dem 95\u00a0<strong>\/<\/strong>\u00a095-\u00a0<strong>DNBR-Grenzwert<\/strong>\u00a0f\u00fcr\u00a0<strong>PWRs liegt<\/strong>\u00a0(eine Wahrscheinlichkeit von 95% bei einem Konfidenzniveau von 95%).\u00a0Das DNB-Kriterium ist eines der Akzeptanzkriterien in Sicherheitsanalysen und stellt eine der Sicherheitsgrenzen in technischen Spezifikationen dar.\u00a0Es ist unn\u00f6tig zu erw\u00e4hnen, dass die Festlegung eines minimalen DNB-Verh\u00e4ltnisses die Auslegung wassergek\u00fchlter Reaktoren erheblich einschr\u00e4nkt.\u00a0Dieses Ph\u00e4nomen begrenzt die maximale W\u00e4rmeleistung jedes PWR.<\/p>\n<p><strong>Das DNB-Verh\u00e4ltnis (DNBR &#8211; Abweichung vom Nucleate Boiling Ratio)<\/strong>\u00a0ist das Ma\u00df f\u00fcr den Abstand zum kritischen W\u00e4rmefluss.\u00a0DNBR ist definiert als:<\/p>\n<p><em>der kritische W\u00e4rmefluss an einem bestimmten Ort und bestimmte K\u00fchlmittelparameter geteilt durch den lokalen Betriebsw\u00e4rmefluss an diesem Ort<\/em>\u00a0.<\/p>\n<p><em><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/DNBR-definition.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"aligncenter size-full wp-image-20792 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/DNBR-definition.png\" alt=\"DNBR - Definition\" width=\"242\" height=\"82\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/DNBR-definition.png\" \/><\/a><\/em><\/p>\n<p>Der Reaktorkern muss so ausgelegt sein, dass der DNBR w\u00e4hrend des station\u00e4ren Betriebs, normaler Betriebstransienten und erwarteter Betriebsereignisse (AOOs) gr\u00f6\u00dfer als der minimal zul\u00e4ssige Wert (als Korrelationsgrenze bezeichnet) bleibt.\u00a0Zur Vorhersage der Abweichung vom Sieden der Keime kann CHF beispielsweise unter Verwendung der W-3-Korrelation bestimmt werden, die bei der Westinghouse Atomic Power Division entwickelt wurde.\u00a0Wenn diese Korrelation perfekt w\u00e4re (ohne Unsicherheiten), w\u00e4re das Kriterium einfach:<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/DNBR-criterion.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"aligncenter size-full wp-image-20793 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/DNBR-criterion.png\" alt=\"DNBR - Kriterium\" width=\"278\" height=\"74\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/DNBR-criterion.png\" \/><\/a><\/p>\n<p><em>Der lokale W\u00e4rmefluss muss niedriger als der kritische W\u00e4rmefluss sein (dh DNBR muss h\u00f6her als eins sein).<\/em><\/p>\n<p><strong><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/DNBR-Departure-from-Nucleate-Boiling-Ratio.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"alignright size-medium wp-image-20775 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/DNBR-Departure-from-Nucleate-Boiling-Ratio-289x300.png\" alt=\"DNBR - Abweichung vom Keimkochverh\u00e4ltnis\" width=\"289\" height=\"300\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/DNBR-Departure-from-Nucleate-Boiling-Ratio-289x300.png\" \/><\/a>In Wirklichkeit<\/strong>\u00a0ist jedoch keine Korrelation perfekt und es m\u00fcssen Unsicherheiten in diese Berechnung einbezogen werden.\u00a0Diese Unsicherheitsb\u00e4nder oder Fehlergrenzen legen einen akzeptablen Mindestwert f\u00fcr das DNB-Verh\u00e4ltnis fest, der erheblich gr\u00f6\u00dfer als eins sein kann, wie in der Abbildung angegeben.\u00a0Die Unsicherheiten k\u00f6nnen etwa 20% erreichen, und daher muss der DNBR gr\u00f6\u00dfer sein als beispielsweise\u00a0<strong>DNBR\u00a0<sub>lim<\/sub>\u00a0= 1,2<\/strong>\u00a0.<\/p>\n<p>Wie aus der Figur ersichtlich ist, nimmt der CHF mit zunehmender K\u00fchlmittelenthalpie signifikant ab, daher liegt der minimale Wert von DNBR nicht notwendigerweise in der Mitte des Kerns.\u00a0Das minimale DNB-Verh\u00e4ltnis (MDNBR) tritt an der Stelle auf, an der der kritische W\u00e4rmefluss und der Betriebsw\u00e4rmefluss am n\u00e4chsten sind, und befindet sich normalerweise im oberen Teil des Kerns.\u00a0Dar\u00fcber hinaus w\u00fcrden wir an dem Kanaleinlass, an dem die K\u00fchlmittelunterk\u00fchlung am h\u00f6chsten ist, erwarten, dass der W\u00e4rmefluss, der erforderlich ist, um DNB an dieser Stelle zu verursachen, extrem hoch ist.\u00a0Andererseits sollte am Kanalausgang, wo die K\u00fchlmittelenthalpie am h\u00f6chsten ist, der W\u00e4rmefluss, der erforderlich ist, um DNB zu verursachen, am niedrigsten sein.<\/p>\n<p>Besondere Referenz: Tong, LS, Weisman, Joel.\u00a0Thermische Analyse von Druckwasserreaktoren.\u00a0Amer Nuclear Society, 3. Auflage, 5\/1996.\u00a0ISBN-13: 978-0894480386.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/critical-heat-flux-vs-local-heat-flux.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"aligncenter size-full wp-image-20776 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/critical-heat-flux-vs-local-heat-flux.png\" alt=\"kritischer W\u00e4rmefluss gegen lokalen W\u00e4rmefluss\" width=\"582\" height=\"622\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/critical-heat-flux-vs-local-heat-flux.png\" \/><\/a><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\"><\/div>\n<\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<div class=\"su-spacer\"><\/div>\n<h2>W\u00e4rme\u00fcbertragung nach DNB<\/h2>\n<p>Der W\u00e4rmefluss beim Blasensieden kann nicht unbegrenzt erh\u00f6ht werden. Bei einem bestimmten Wert, den wir als \u201e <strong>kritischen W\u00e4rmefluss<\/strong>\u00a0\u201c (\u00a0<strong>CHF<\/strong> ) bezeichnen, kann der erzeugte Dampf eine Isolierschicht \u00fcber der Oberfl\u00e4che bilden, was wiederum den W\u00e4rme\u00fcbergangskoeffizienten verschlechtert. Dies liegt daran, dass ein gro\u00dfer Teil der Oberfl\u00e4che von einem Dampffilm bedeckt ist, der aufgrund der im Vergleich zu der Fl\u00fcssigkeit geringen W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit des Dampfes als W\u00e4rmed\u00e4mmung wirkt. Unmittelbar nach Erreichen des kritischen W\u00e4rmeflusses wird das Sieden instabil und es tritt ein \u00dcbergangssieden auf. Der \u00dcbergang vom Blasensieden zum Filmsieden wird als \u201e <strong>Siedekrise<\/strong>\u00a0\u201c bezeichnet.\u00a0Da jenseits des CHF-Punktes der W\u00e4rme\u00fcbergangskoeffizient abnimmt, ist der \u00dcbergang zum Filmsieden normalerweise unvermeidlich.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Boiling-Curve-Boiling-Modes.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"alignright size-medium wp-image-20779 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Boiling-Curve-Boiling-Modes-208x300.png\" alt=\"Siedekurve - Siedemodi\" width=\"208\" height=\"300\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Boiling-Curve-Boiling-Modes-208x300.png\" \/><\/a>Eine weitere Erh\u00f6hung des W\u00e4rmeflusses ist nicht erforderlich, um das Filmsieden aufrechtzuerhalten.\u00a0Ein Dampffilm bedeckt die Oberfl\u00e4che vollst\u00e4ndig.\u00a0Dies verringert den Konvektionskoeffizienten erheblich, da die Dampfschicht eine wesentlich geringere W\u00e4rme\u00fcbertragungsf\u00e4higkeit aufweist.\u00a0Infolgedessen schie\u00dft die \u00dcbertemperatur auf einen sehr hohen Wert.\u00a0Jenseits des\u00a0<a title=\"Leidenfrost-Effekt - Leidenfrost-Punkt\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/heat-transfer\/boiling-and-condensation\/leidenfrost-effect-leidenfrost-point\/\">Leidenfrostpunkts<\/a>\u00a0bedeckt ein kontinuierlicher Dampffilm die Oberfl\u00e4che und es besteht kein Kontakt zwischen der fl\u00fcssigen Phase und der Oberfl\u00e4che.\u00a0In dieser Situation erfolgt die W\u00e4rme\u00fcbertragung sowohl durch Strahlung als auch durch Leitung zum Dampf.\u00a0Die beheizte Oberfl\u00e4che stabilisiert stabilisiert die Temperatur am Punkt E (siehe Abbildung).\u00a0Wenn das Material nicht stark genug ist, um dieser Temperatur standzuhalten, versagt das Ger\u00e4t durch Besch\u00e4digung des Materials.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\"><\/div>\n<\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"su-spoiler-content su-clearfix\">\n<p>&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;.<\/p>\n<p>Dieser Artikel basiert auf der maschinellen \u00dcbersetzung des englischen Originalartikels. Weitere Informationen finden Sie im Artikel auf Englisch. Sie k\u00f6nnen uns helfen. Wenn Sie die \u00dcbersetzung korrigieren m\u00f6chten, senden Sie diese bitte an: translations@nuclear-power.com oder f\u00fcllen Sie das Online-\u00dcbersetzungsformular aus. Wir bedanken uns f\u00fcr Ihre Hilfe und werden die \u00dcbersetzung so schnell wie m\u00f6glich aktualisieren. Danke.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Im Falle von PWRs wird das kritische Sicherheitsproblem als DNB (Abweichung vom Blasensieden) bezeichnet, was zur Bildung einer lokalen Dampfschicht f\u00fchrt.\u00a0Die Marge wird von DNBR dargestellt.\u00a0W\u00e4rmetechnik Abweichung von Blasensieden &#8211; DNB Im Fall von\u00a0PWRs\u00a0wird das kritische Sicherheitsproblem als\u00a0DNB\u00a0(\u00a0Abweichung vom Blasensieden\u00a0) bezeichnet, was zur Bildung einer\u00a0lokalen Dampfschicht f\u00fchrt\u00a0und eine dramatische Verringerung der W\u00e4rme\u00fcbertragungsf\u00e4higkeit zur Folge hat.\u00a0Dieses &#8230; <a title=\"Was ist DNB &#8211; Abweichung von Blasensieden &#8211; Definition\" class=\"read-more\" href=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/de\/was-ist-dnb-abweichung-von-der-nukleate-boiling-definition\/\" aria-label=\"Mehr dazu unter Was ist DNB &#8211; Abweichung von Blasensieden &#8211; Definition\">Weiterlesen<\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[9],"tags":[],"yoast_head":"<!-- This site is optimized with the Yoast SEO plugin v15.4 - https:\/\/yoast.com\/wordpress\/plugins\/seo\/ -->\n<title>Was ist DNB - Abweichung von Blasensieden - Definition<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"Im Falle von PWRs wird das kritische Sicherheitsproblem als DNB (Abweichung vom Blasensieden) bezeichnet, was zur Bildung einer lokalen Dampfschicht f\u00fchrt. 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