Verbundvorhaben: HWT III - Auslegung und Betrieb einer Teststrecke im Grosskraftwerk Mannheim zur Abbildung zukünftiger Beanspruchungen des flexiblen, hocheffizienten Kraftwerksbetriebs auf verbesserte Werkstoffe; Teilvorhaben: Modifikation der Teststrecke
Zeitraum
2019-01-01 – 2022-12-31
Bewilligte Summe
2.268.069,00 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03ET7079B
Leistungsplansystematik
Fortgeschrittene Kraftwerkssysteme - Kraftwerke mit Null Emissionen [EA1325]
Verbundvorhaben
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE5)
Förderprogramm
Energie
Die Umsetzung und Einführung neuer Technologien/Prozesse in schadstoffarmen, flexiblen und höchsteffizienten Hochleistungskraftwerken ist verbunden mit einer signifikanten Anhebung der Beanspruchungsparameter. Durch die vermehrte Stromerzeugung über erneuerbare Energieträger ist die Steigerung der Betriebsparameter mit einer erhöhten Lastwechselzahl aufgrund vermehrter An- und Abfahrten fossil befeuerter Kraftwerksanlagen gekoppelt. Die prozessumschließenden Strukturwerkstoffe, die die Sicherheit und Verfügbarkeit gewährleisten, werden komplexeren Beanspruchungssituationen aus mechanischen und thermischen Lasten, deren Gradienten und Überlagerungen sowie mediumsbedingten Angriffen ausgesetzt. Das frühzeitige Versagen von Schlüsselkomponenten des Kraftwerks (Rohrleitung, Kessel) infolge thermisch-mechanischer Wechselbeanspruchung stellt die Verfügbarkeit der Anlagen in Frage und ist daher besonders kritisch im Hinblick auf den Ausgleich der Versorgungslücke durch konventionelle Kraftwerke zu sehen. Im Vorhaben werden verbesserte Werkstoff-, Berechnungs- und Überwachungsmodelle für höchstbeanspruchte Kraftwerkskomponenten untersucht. Die bestehende Teststrecke im GKM wird für die Erreichung der definierten Vorhabenziele modifiziert. Dafür erforderlich ist eine Gesamtplanung und Auslegung der Testrecke mit den neuen Bauteilen im Bereich der dickwandigen Teststreckenabschnitte sowie des Überhitzers und des Sammlervorbaus. Die Teststreckenabschnitte mit neuen Werkstoffen und weiteren Komponenten zur Ertüchtigung der Teststrecke werden gefertigt, auf die Baustelle geliefert und eingebaut. Die Regelung der Teststrecke wird überarbeitet, die Temperaturregelung im zyklischen Bereich angepasst. Begleitet werden die Arbeiten durch vor- und parallellaufende Qualifizierungsuntersuchungen. Der sich anschließende Teststreckenbetrieb wird überwacht und mit numerischen Modellen zur Schädigungsentwicklung abgeglichen.
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