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
Systemintegration

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Explosionstest eines Raketenantriebs auf einer Testanlage im Freien. FST
Experimental research

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Metallzylinder mit gerillter Innenstruktur aus der Nähe fotografiert. FST
High-performance heat exchanger

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Querschnitt einer industriellen Turbomaschine mit sichtbaren Bauteilen und Rohrleitungen.
Simulation

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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
Solar salt at room temperature

Properties

Composition
[Gew.-%]
Density ρ
[kg/m³]
Heat capacity cv
[J/(kg·K)]
Boiling point
[°C]
Max. temperature
[°C]
Vol. energy density
[kWh/m³]

Solarsalt

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

HITEC

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

HITEC XL

48 Ca(NO₃)₂ – 45 KNO₃ – 7 NaNO₃
2240 – 0.827·T(K)
1542 – 0.322·T(K)
120
500
243
Source: https://doi.org/10.1016/j.cep.2013.07.008
About us
First- / surname Role Room Telephone E-Mail
Xiaoyang Gaus-Liu Head of Department CN 420 +49 721 608-24889 xiaoyang gaus-liu ∂does-not-exist.kit edu
Yekta Görkem Baysan Associate Scientist for integration of Molten Salt Storage 143   yekta baysan ∂does-not-exist.partner kit edu
4 additional persons visible within KIT only.

Aktuelle Projekte

Teaserbox

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Luftaufnahme einer Industrieanlage mit Solarpaneelen und Gebäuden. KIT
Balance of Power (Fusion)

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Kohlekraftwerk mit Kohlehaufen und Förderband unter blauem Himmel.
CFP-Integration

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Metallischer zylindrischer Behälter mit Kabeln und technischer Ausrüstung im Inneren.
LIVE Experiment

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