Qualifizierung optischer Messtechnik zur Aerosolcharakterisierung und Feuchtebestimmung unter den Randbedingungen eines unbeherrschten Kühlmittelverluststörfalls: = Qualification of optical sensors to characterise aerosols and measure the humidity under the thermal-hydraulic conditions of a loss of coolant accident
Gespeichert in:
| 1. Verfasser: | |
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Aachen
[2020]
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|---|---|
| adam_text | INHALTSVERZEICHNIS
ABKUERZUNGSVERZEICHNIS
V
ABBILDUNGSVERZEICHNIS
XII
TABELLENVERZEICHNIS
XIV
1
EINLEITUNG
X
2
GRUNDLAGEN
3
2.1
AUSLEGUNG
EINES
KERNKRAFTWERKS
GEGENUEBER
KUEHLMITTELVERLUSTSTOERFAELLEN
......................
3
2.1.1
DAS
SICHERHEITSKONZEPT
IN
KERNTECHNISCHEN
ANLAGEN
...........................................
3
2.1.2
DER
KUEHLMITTELVERLUSTSTOERFALL
...............................................................................
5
2.1.2.1
ATMOSPHAERENCHARAKTERISTIK
...................................................................
8
2.1.2.2
AUSWIRKUNGEN
VON
AEROSOLEN
AUF
DEN
MENSCHLICHEN
ORGANIS
MUS
...
11
2.1.3
SICHERHEITSBEHAELTER
EINES
KERNKRAFTWERKES
..........................................................
12
2.2
AEROSOLE
................................................................................................................................
13
2.2.1
PARTIKELENTSTEHUNG
..................................................................................................
15
2.2.2
PARTIKELTRANSPORTPHAENOMENE
IN
RUHENDEN
AEROSOLEN
........................................
16
2.2.3
PARTIKELTRANSPORTPHAENOMENE
IN
AEROSOLSTROEMUNGEN
...........................................
20
2.2.4
ELEKTROSTATISCHE
AUFLADUNG
VON
PARTIKELN
..........................................................
21
2.2.5
OPTISCHE
AEROSOLEIGENSCHAFTEN
...............................................................................
23
2.3
FEUCHTE
UND
IHRE
AUSWIRKUNG
AUF
AEROSOLE
......................................................................
26
3
STAND
DER
TECHNIK
29
3.1
AEROSOLCHARAKTERISIERUNG
.....................................................................................................
29
3.1.1
FILTERMESSUNG
...........................................................................................................
30
3.1.2
AERODYNAMIC
PARTICLE
SIZER
SPECTROMETER
..........................................................
33
3.1.3
SCANNING
MOBILITY
PARTICLE
SIZER
.........................................................................
34
3.1.4
AUSWERTUNG
UND
VERGLEICH
UNTERSCHIEDLICHER
AEROSOLMESSVERFAHREN
...............
37
3.1.5
PROBENENTNAHME
.....................................................................................................
38
3.1.5.1
PROBENENTNAHME
AUS
STROEMENDEN
AEROSOLEN
........................................
39
3.1.5.2
PROBENENTNAHME
AUS
NAHEZU
RUHENDEN
AEROSOLEN
...............................
41
3.1.5.3
AEROSOLVERDUENNUNG
...............................................................................
43
3.1.6
UEBERWACHUNG
RADIOAKTIVER
PARTIKEL
IM
KERNKRAFTWERK
.....................................
47
3.2
FEUCHTEMESSTECHNIK
..............................................................................................................
49
3.2.1
FEUCHTEMESSTECHNIK
IN
DER
REAKTORSICHERHEITSFORSCHUNG
.....................................
49
3.2.2
FEUCHTEMESSTECHNIK
IM
KERNKRAFTWERK
................................................................
51
3.3
AUFBAU
DER
ZU
UNTERSUCHENDEN
OPTISCHEN
MESSGERAETE
....................................................
52
3.3.1
FAST
AEROSOL
SPECTROMETER
.....................................................................................
52
3.3.2
STEAM-FASP
...........................................................................................................
57
3.3.3
TUNABLE
DIODE
LASER
ABSORPTION
SPECTROSCOPY
.................................................
62
3.4
AUSWIRKUNGEN
EINER
STOERFALLATMOSPHAERE
AUF
DIE
MESSTECHNIK
........................................
65
4
AUSLEGUNG
UND
AUFBAU
DER
VERSUCHSANLAGE
69
4.1
CHARAKTERISTIK
EINER
ATMOSPHAERE
IM
KUEHLMITTELVERLUSTSTOERFALL
.....................................
69
4.2
AUSLEGUNG
UND
UMSETZUNG
EINER
AEROSOLGERECHTEN
STROEMUNGSFUEHRUNG
........................
71
V
INHALTSVERZEICHNIS
4.3
VERFAHRENSTECHNISCHE
AUSLEGUNG
UND
BESCHREIBUNG
DER
VERSUCHSANLAGE
IN-EX
IM
FOR
SCHUNGSZENTRUM
JUELICH
................................................................................................
73
4.3.1
GASVERSORGUNG
.........................................................................................................
77
4.3.2
PARTIKELERZEUGUNG
...................................................................................................
79
4.3.2.1
PULVERDISPERGIERER
MIT
BUERSTE
.................................................................
79
4.3.2.2
ZWEISTOFFDUESENSYSTEM
.............................................................................
84
4.3.3
AEROSOLKONDITIONIERUNG
............................................................................................
90
4.3.4
DRUCKGERAET
IN-EX
...................................................................................................
96
4.3.5
ABGASBEHANDLUNG
......................................................................................................
101
4.3.6
AEROSOLCHARAKTERISIERUNG
.............................................................................................
105
4.3.7
SICHERHEITSKONZEPT
DER
VERSUCHSANLAGE
IN-EX
........................................................
108
4.4
DISKUSSION
DER
MESSGENAUIGKEIT
.............................................................................................
111
4.4.1
FEHLERBETRACHTUNG
KONVENTIONELLER
SENSOREN
...........................................................
111
4.4.2
FEHLERBETRACHTUNG
DER
AEROSOLCHARAKTERISIERUNG
.....................................................
114
5
VERSUCHSDURCHFLIHRUNG
UND
ERGEBNISSE
121
5.1
QUALIFIZIERUNG
DES
PARTIKELMESSGERAETS
FASP
........................................................................
121
5.1.1
VERSUCHSMATRIX
.............................................................................................................
127
5.1.2
VERSUCHSAUFBAU
.............................................................................................................
127
5.1.3
VERSUCHSDURCHFUEHRUNG
................................................................................................
128
5.1.4
ERGEBNISSE
......................................................................................................................
134
5.1.5
BEWERTUNG
DER
VERSUCHSERGEBNISSE
...........................................................................
159
5.2
QUALIFIZIERUNG
DER
FEUCHTEMESSGERAETE
STEAM-FASP
UND
TDLAS
......................................
161
5.2.1
VERSUCHSMATRIX
.............................................................................................................
162
5.2.2
VERSUCHSAUFBAU
.............................................................................................................
163
5.2.3
VERSUCHSDURCHFUEHRUNG
................................................................................................
165
5.2.4
ERGEBNISSE
......................................................................................................................
169
5.2.5
BEWERTUNG
DER
VERSUCHSERGEBNISSE
...........................................................................
197
6
ZUSAMMENFASSUNG
UND
AUSBLICK
201
LITERATURVERZEICHNIS
205
A
MESSPRINZIP
VON
IMPAKTOREN
213
B
VERWENDETE
INSTRUMENTIERUNG
219
C
PARTIKELDICHTEN
UND
GESAMTPARTIKELANZAHL
229
D
BOXPLOTS
DER
STATISTISCHEN
TESTS
233
D.L
LEVENE
TEST
...............................................................................................................................
234
D.2
ANOVA
.....................................................................................................................................
241
E
TEMPERATURVERLAEUFE
ZU
VERSUCH
3
DER
FEUCHTEQUALIFIZIERUNG
249
VI
|
| adam_txt |
INHALTSVERZEICHNIS
ABKUERZUNGSVERZEICHNIS
V
ABBILDUNGSVERZEICHNIS
XII
TABELLENVERZEICHNIS
XIV
1
EINLEITUNG
X
2
GRUNDLAGEN
3
2.1
AUSLEGUNG
EINES
KERNKRAFTWERKS
GEGENUEBER
KUEHLMITTELVERLUSTSTOERFAELLEN
.
3
2.1.1
DAS
SICHERHEITSKONZEPT
IN
KERNTECHNISCHEN
ANLAGEN
.
3
2.1.2
DER
KUEHLMITTELVERLUSTSTOERFALL
.
5
2.1.2.1
ATMOSPHAERENCHARAKTERISTIK
.
8
2.1.2.2
AUSWIRKUNGEN
VON
AEROSOLEN
AUF
DEN
MENSCHLICHEN
ORGANIS
MUS
.
11
2.1.3
SICHERHEITSBEHAELTER
EINES
KERNKRAFTWERKES
.
12
2.2
AEROSOLE
.
13
2.2.1
PARTIKELENTSTEHUNG
.
15
2.2.2
PARTIKELTRANSPORTPHAENOMENE
IN
RUHENDEN
AEROSOLEN
.
16
2.2.3
PARTIKELTRANSPORTPHAENOMENE
IN
AEROSOLSTROEMUNGEN
.
20
2.2.4
ELEKTROSTATISCHE
AUFLADUNG
VON
PARTIKELN
.
21
2.2.5
OPTISCHE
AEROSOLEIGENSCHAFTEN
.
23
2.3
FEUCHTE
UND
IHRE
AUSWIRKUNG
AUF
AEROSOLE
.
26
3
STAND
DER
TECHNIK
29
3.1
AEROSOLCHARAKTERISIERUNG
.
29
3.1.1
FILTERMESSUNG
.
30
3.1.2
AERODYNAMIC
PARTICLE
SIZER
SPECTROMETER
.
33
3.1.3
SCANNING
MOBILITY
PARTICLE
SIZER
.
34
3.1.4
AUSWERTUNG
UND
VERGLEICH
UNTERSCHIEDLICHER
AEROSOLMESSVERFAHREN
.
37
3.1.5
PROBENENTNAHME
.
38
3.1.5.1
PROBENENTNAHME
AUS
STROEMENDEN
AEROSOLEN
.
39
3.1.5.2
PROBENENTNAHME
AUS
NAHEZU
RUHENDEN
AEROSOLEN
.
41
3.1.5.3
AEROSOLVERDUENNUNG
.
43
3.1.6
UEBERWACHUNG
RADIOAKTIVER
PARTIKEL
IM
KERNKRAFTWERK
.
47
3.2
FEUCHTEMESSTECHNIK
.
49
3.2.1
FEUCHTEMESSTECHNIK
IN
DER
REAKTORSICHERHEITSFORSCHUNG
.
49
3.2.2
FEUCHTEMESSTECHNIK
IM
KERNKRAFTWERK
.
51
3.3
AUFBAU
DER
ZU
UNTERSUCHENDEN
OPTISCHEN
MESSGERAETE
.
52
3.3.1
FAST
AEROSOL
SPECTROMETER
.
52
3.3.2
STEAM-FASP
.
57
3.3.3
TUNABLE
DIODE
LASER
ABSORPTION
SPECTROSCOPY
.
62
3.4
AUSWIRKUNGEN
EINER
STOERFALLATMOSPHAERE
AUF
DIE
MESSTECHNIK
.
65
4
AUSLEGUNG
UND
AUFBAU
DER
VERSUCHSANLAGE
69
4.1
CHARAKTERISTIK
EINER
ATMOSPHAERE
IM
KUEHLMITTELVERLUSTSTOERFALL
.
69
4.2
AUSLEGUNG
UND
UMSETZUNG
EINER
AEROSOLGERECHTEN
STROEMUNGSFUEHRUNG
.
71
V
INHALTSVERZEICHNIS
4.3
VERFAHRENSTECHNISCHE
AUSLEGUNG
UND
BESCHREIBUNG
DER
VERSUCHSANLAGE
IN-EX
IM
FOR
SCHUNGSZENTRUM
JUELICH
.
73
4.3.1
GASVERSORGUNG
.
77
4.3.2
PARTIKELERZEUGUNG
.
79
4.3.2.1
PULVERDISPERGIERER
MIT
BUERSTE
.
79
4.3.2.2
ZWEISTOFFDUESENSYSTEM
.
84
4.3.3
AEROSOLKONDITIONIERUNG
.
90
4.3.4
DRUCKGERAET
IN-EX
.
96
4.3.5
ABGASBEHANDLUNG
.
101
4.3.6
AEROSOLCHARAKTERISIERUNG
.
105
4.3.7
SICHERHEITSKONZEPT
DER
VERSUCHSANLAGE
IN-EX
.
108
4.4
DISKUSSION
DER
MESSGENAUIGKEIT
.
111
4.4.1
FEHLERBETRACHTUNG
KONVENTIONELLER
SENSOREN
.
111
4.4.2
FEHLERBETRACHTUNG
DER
AEROSOLCHARAKTERISIERUNG
.
114
5
VERSUCHSDURCHFLIHRUNG
UND
ERGEBNISSE
121
5.1
QUALIFIZIERUNG
DES
PARTIKELMESSGERAETS
FASP
.
121
5.1.1
VERSUCHSMATRIX
.
127
5.1.2
VERSUCHSAUFBAU
.
127
5.1.3
VERSUCHSDURCHFUEHRUNG
.
128
5.1.4
ERGEBNISSE
.
134
5.1.5
BEWERTUNG
DER
VERSUCHSERGEBNISSE
.
159
5.2
QUALIFIZIERUNG
DER
FEUCHTEMESSGERAETE
STEAM-FASP
UND
TDLAS
.
161
5.2.1
VERSUCHSMATRIX
.
162
5.2.2
VERSUCHSAUFBAU
.
163
5.2.3
VERSUCHSDURCHFUEHRUNG
.
165
5.2.4
ERGEBNISSE
.
169
5.2.5
BEWERTUNG
DER
VERSUCHSERGEBNISSE
.
197
6
ZUSAMMENFASSUNG
UND
AUSBLICK
201
LITERATURVERZEICHNIS
205
A
MESSPRINZIP
VON
IMPAKTOREN
213
B
VERWENDETE
INSTRUMENTIERUNG
219
C
PARTIKELDICHTEN
UND
GESAMTPARTIKELANZAHL
229
D
BOXPLOTS
DER
STATISTISCHEN
TESTS
233
D.L
LEVENE
TEST
.
234
D.2
ANOVA
.
241
E
TEMPERATURVERLAEUFE
ZU
VERSUCH
3
DER
FEUCHTEQUALIFIZIERUNG
249
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