Verbundvorhaben: HWT III - Auslegung und Betrieb einer Teststrecke im Grosskraftwerk Mannheim zur Abbildung zukünftiger Beanspruchungen des flexiblen, hocheffizienten Kraftwerksbetriebs auf verbesserte Werkstoffe; Teilvorhaben: Bypass-Ventil
Zeitraum
2019-01-01 – 2024-03-31
Bewilligte Summe
226.119,00 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03ET7079F
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
Weltweit werden zur Stromerzeugung überwiegend Dampfkraftwerke auf Basis fossiler Brennstoffe betrieben. Die Senkung der CO2-Emissionen ist eine wesentliche Entwicklungsaufgabe für zukünftige Anlagen. Eine bekannte Möglichkeit der Effizienzsteigerung ist die Erhöhung der Prozessdrücke und Prozesstemperaturen. Im geplanten Vorhaben werden Ventile mit einer heute noch nicht industriell genutzten Dampftemperatur zwischen 600 und 725°C betrieben. Es erfolgt eine Modifizierung der vorhandenen Dampf-/Wassereinspritzung, so dass thermische Wechsel im Temperaturbereich von 380°C und 620°C erfolgen. Dies gibt die Möglichkeit, die Erprobung von neuen und bekannten Werkstoffen unter thermischer Wechselbeanspruchung, wie sie bei flexibler zyklischer Fahrweise mit hohen An- und Abfahrgradienten zu erwarten ist. Die Kombination zweier Regelventile kann in Bezug auf Teillastbetrieb sowie hoher Lastwechselzyklen wichtige neue Erkenntnisse liefern. Insbesondere die rasche Findung der Betriebspunkte stellt hier eine neue Anforderung dar. Nach Abschluss der Planungen wird die Fertigung der Ventile bei Welland & Tuxhorn durchgeführt. Anschließend werden die Ventile im Rahmen der Teststrecke im GKM installiert. Ein Schwerpunkt der Untersuchungen liegt in der Erprobung der Funktionalität der erforderlichen Druckreduzierung anhand von 2 Ventilen gleichzeitig, statt üblicherweise nur mit einem. Begleitend zu den experimentellen Untersuchungen erfolgen numerische Simulationen und Berechnungen von Strömungen und Wärmeübergängen mittels CFD. Weitere FEM-Analysen von Bauteilen werden durchgeführt, um so neue Konstruktionen mit unterschiedlichen Wandstärken zu prüfen.