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:;'rJ Technische Mitteilung TM-HL-238

Abteilung: HL Bearbeiter: Prof ., M. Taube /skh Visum: Oofifi:

Betrifft: Datum:l 6. 9.7 4

Hochtemperatur-Wirmespeicher mit Salzschmelze 6 Seiten

und intermediidrem Gaskreislauf. Zeichnungen

Die Speicherung der Wirme mit etwa 260 * 20°C in Form von latenter
Wirme der Salzschmelze als einen Ersatz fiir Elektro-Pumpenspeicher-

werke im Tag/Nacht Speicherregime, wurde in der TM-HL-233 diskutiert.

Eine der grissten Schwierigkeiten die man ebenfalls diskutiert hat,
ist die Kristallbildung auf der Warmeaustauschoberfliche, welche
die Effektivitidt des Warmelibergangprozesses wesentlich verschlech-
tert.

Hier schligt man ein System vor, in welchem die "Kihlung" der
Salzschmelze direkt vor sich geht, d.h. in direktem Kontakt zwischen
Salzphase und Kiihlmittel ohne jede Wand (Rohre, Platte etc.).

Ein solch direkter Wirmeaustausch ist méglich, wenn:

1) man die zweli Phasen relativ einfach und effektiv separieren

kann.

2) beide Phasen nicht chemisch aufeinander wirken.

Verteiler

Abteliung Name Expl Abtellung Name Expl.
GL Prof. H. Grédnicher s § DO Bibliothek 3
Dr. P. Tempus 1
Dr. W. Seifritz 1 Reserve 10
Dr. W. Zinti 1
HL Dr. J. Peter 1
IN P. Moser 1
Dr. G. Markoczy 1
ME Dr. K.H. Buob 1
ST Dr. G. Sarlos 1
J.C. Mayor %
Mr. Pinto i

-Dieses Dokument ist Eigentum des Eidg. Institutes fir Reaktorforschung-
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3) thermodynamische Eigenschaften der sekunddren Phase folgenden

Kriterien entsprechen:
a) genlgend hohe Enthalpie des Siedens

b) Arbeitsparameter unter kritischem Parameter

Die Wdrmespeicherung hat man in friilheren Publikationen (TM's) so

postuliert:
Salzphase Metallisch Wasser-Dampf
fliussig/fest Wand Phase

Jetzt schldgt man folgendes System vor:

Salzphase ~ Inerter Wirmetréiger Metallisch  Wasser-Dampf

fliissig/fest flissig-Dampf Wand Phase

in konkretem Fall:

NaOH Eutektik Oktan Stahl Wasser-Dampf
fllissig/fest flissig/Dampf

~260°¢ ~250 + 10°C ~260 + 12°c 260 + 20°%
>2 bar ~15 bar 35/65 bar

Fig. 1 zeigt die Bilanz bezogen auf 1 g Salzschmelze pro Sekunde.
Fig. 2 stellt das Schema fur 1 GWth dar. Fig. 3 zeigt die Dampf-
druckkurve des Oktans.
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Nicht gekldrte Probleme

1) Das kinetische Verhalten von Tropfen in strdmendem, kdlteren
Gas und die Keimbildungs- und Erstarrungskinetik.

2) Die Kontrolle der Grosse der Tropfen im freien Fall und im
zentrifugalen Feld.

3) Das Pumpen der Magma (d.h. Fllissigkeit mit etwa 10-50% gew.
festen Anteil); die Errosions- und Korrosionsprobleme.

4) Die Vermeidung der Kristallisation an den Wdnden des Wirme-
austauschers (ev. zusédtzliche Wirmung der Winde).

5) Separierung von flilissigem Oktan und fliissiger Salzschmelze,
sowie der Dampfphase.

6) Chemische Stabilitidt der NaOH-Eutektik und des Oktans in
~260°C und ~15bar

Bemerkung

Das selbe Prinzip kann man auch filir die Speicherung der Wirme im
Befeich ~500°C verwenden (z.B. fir HTGR Reaktoren), selbstverstind-

lich mit anderen Arbeitsstoffpaaren.

Fir HHT-Reaktoren muss dieses Prinzip noch weiter ausgeklligelt wer-

den, weill der primdre Arbeitsagent (Helium) in diesem Temperatur-

gebiet keine latente Enthalpie (Phasenumwandlung) zeigt.