Molten Salt Technologies

Current Research Activities

The research group is specialized in large-scale experiments on the simulation of core melt accidents in GENII, GENIII and GENIV nuclear power plants. The simulant materials and heating methods stress the similarity in approach in prototypic conditions. The main topics are:

  • In-vessel melt behavior of PWR after the relocation of core melt from the core region into the lower head of the RPV in the LIVE test program, including LIVE-3D and LIVE-2D test facility
  • The interaction of the core melt with an in-vessel core catcher in GENIV sodium fast reactors (SFR):
    - Impingement of the core melt jet on the core catcher substrate (JIMEC experiments).
    - Ablation process of the core catcher substrate by the core melt in a modified LIVE test facility (ESFR-LIVE).
  • Molten corium concrete interaction (MCCI) in 3D large-scale geometry in the MOCKA test facility.

Completed Research Activities

  • DISCO (Direct Containment Heating and Fuel-Coolant Interaction)
  • COMET (Development of core catcher concepts based on water addition from below)
  • BETA (Investigation of molten corium concrete interaction, MCCI)
  • KATS (Core melt spreading)
  • ECOKATS (Core melt spreading)
  • KAJET (Erosion of metallic jet and oxide jet on concrete)
  • KAPOOL (Melt-through of a metallic plate by a core melt)

Codes and Modelling

Projects

Contact: Ms. Dr. Xiaoyang Gaus-Liu, email: xiaoyang gaus-liu ∂does-not-exist.kit edu

Industrielle Solaranlage mit Feldern und Gebäuden auf freiem Gelände. FST
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Explosionstest eines Raketenantriebs auf einer Testanlage im Freien.
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Metallzylinder mit gerillter Innenstruktur aus der Nähe fotografiert. FST
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Warum Salz als thermisches Speichermedium?

Flüssigsalz kann je nach Zusammensetzung bis zu 750 °C drucklos als Speichermaterial eingesetzt werden, damit ist Salz ein kostengünstiges Speichermaterial mit großer Speicherkapazität und ideal in der Anwendung für Vorlauftemperaturen von 150°C bis 700°C. Flüssigsalz auf Nitratbasis wird seit Jahrzehnten in solarthermischen Kraftwerken eingesetzt, um Wärme effizient und sicher zu speichern - ohne Druck und bei Temperaturen bis zu 560 °C.

Im Gegensatz zu Wasser bleiben Salze bei hohen Temperaturen bis 750 °C einphasig - also vollständig flüssig. Sie haben zwar nur etwa ein Drittel der Wärmespeicherkapazität von Wasser, sind aber chemisch stabil und können kostengünstig im großen Maßstab eingesetzt werden.

Nitrat- und Nitritsalze sind bis 560 °C chemisch und physikalisch stabil. Sie werden hauptsächlich als Speichermedium und Wärmeträger für Dampfkraftwerke und industrielle Wärmeprozesse verwendet. Unten sind die thermischen Eigenschaften von den 3 typischen Salzen dargestellt:

Weißes Kalziumcarbonat-Granulat auf blauem Hintergrund, für industrielle Nutzung geeignet. FST
Solarsalz in Raumtemperatur

Eigenschaften

Zusammensetzung
[Gew.-%]
Dichte ρ
[kg/m³]
Wärmekapazität cv
[J/(kg·K)]
Schmelzpunkt
[°C]
Max. Temperatur
[°C]
Vol. Speicherdichte
[kWh/m³]

Solarsalz

40 NaNO₃ – 60 KNO₃
2090 – 0.636·T
1443 + 0.172·T
220
600
322

HITEC

7 NaNO₃ – 53 KNO₃ – 40 NaNO₂
1938 – 0.732·T
1.560 – 0.001·T
142
535
267

HITEC XL

7 NaNO₃ – 45 KNO₃ – 48 Ca(NO₃)₂
2240 – 0.827·T
1542 – 0.322·T
120
500
243
Über Uns
Vor- / Nachname Funktion Raum Telefon E-Mail
Yekta Görkem Baysan Hilfswissenschaftler für Integration von TES 143 +49 179 565 0 639 yekta baysan ∂does-not-exist.partner kit edu
5 additional persons visible within KIT only.

Aktuelle Projekte

Solarkraftwerk mit Sonnenkollektoren und technischen Anlagen in ländlicher Umgebung. FST
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Luftaufnahme einer Industrieanlage mit Solarpaneelen und Gebäuden.
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Kohlekraftwerk mit Kohlehaufen und Förderband unter blauem Himmel. FST
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Metallischer zylindrischer Behälter mit Kabeln und technischer Ausrüstung im Inneren.
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