Verbundvorhaben: HWT III - Auslegung und Betrieb einer Teststrecke im Grosskraftwerk Mannheim zur Abbildung zukünftiger Beanspruchungen des flexiblen, hocheffizienten Kraftwerksbetriebs auf verbesserte Werkstoffe; Teilvorhaben: Werkstofftechnische Untersuchungen an der TU Darmstadt
Zeitraum
2019-01-01 – 2024-03-31
Bewilligte Summe
341.099,00 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03ET7079I
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. Im Vorhaben werden verbesserte Werkstoff-, Berechnungs- und Überwachungsmodelle für höchstbeanspruchte Kraftwerkskomponenten untersucht. Die bestehende Teststrecke im GKM wird modifziert und Bauteile aus neuen Werkstoffe eingebaut. Das IfW befasst sich mit Experimenten zum Zeitstand-, Kriechverhalten und Ermüdungsverhalten. Weiterhin sollen mit den experimell gewonnenen Daten Modellierungen von Kriechverformung, Zeitstandbruch und Bruchverformung sowie von zyklischer Verformung und Lebensdauer durchgeführt werden. Schließlich sind in speziellen Experimenten zur Temperaturwechselfestigkeit grundlegende Fragen der Wechselwirkung von Kriechen und Ermüdung in Verbindung mit transienten Vorgängen zur bearbeiten. Für alle experimentellen Daten ist eine Streubandanalyse zur Einordnung der Werkstoffeigenschaften in Vergleichsdaten aus der Literatur durchzuführen. Mithilfe stichprobenartiger metallographischer und fraktographischer Untersuchungen sollen werkstofftechnische Fragen wie Anriss- und Bruchverformungsverhalten sowie Rückgang der Duktilität und Versagensverhalten von Schweißverbindungen bewertet werden. In den Experimenten und Modellierungsarbeiten werden Daten und Werkstoffbeschreibungen generiert, die langfristig für Industrie und Forschung von Bedeutung sind.