Verbundprojekt: ECOFLEX-Turbo: 3.1.3.B Experimentelle und numerische Untersuchungen von Lastwechsel, instationären und quasistationären Betrieb von rotierenden Kavitäten
Zeitraum
2017-01-01 – 2022-12-31
Bewilligte Summe
149.464,00 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03ET7090A
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
Dieses Vorhaben ist Teil des Verbundprojektes AG Turbo ECOFLEX und zielt auf Verbesserungen im Sekundärluftsystem von Industriegasturbinen ab. Diese beinhalten eine signifikante Steigerung der Lastwechselflexibilität bei Aufrechterhaltung hoher Wirkungsgrade der Maschinen. Insgesamt wird dadurch eine maßgebliche Reduzierung des Kohlendioxidausstoßes bewirkt. Für die Entwicklung derartig verbesserter Maschinenkomponenten ist die Kenntnis von Strömung, Wärmeübergang und insbesondere sekundären Effekten in den die Kühlluft transportierenden Strukturen erforderlich. Anhand der Ergebnisse können Entwickler Modifikationen vornehmen, die zielsicher den Kühlluftverbrauch mindern, ohne eine Beeinträchtigung der Betriebssicherheit zu riskieren. Diese Auslegungssicherheit ist nur durch gezielte experimentelle Untersuchungen zu erlangen, deren Ergebnisse in eine Modellierung einfließen, die im Rahmen des beantragten Projektes zur verbesserten Auslegung durchgeführt werden. Ziel des Vorhabens ist die Untersuchung von Strömung und Wärmeübergang in einem rotierenden System (10000 UpM) bestehend aus Rotor-Stator-System und rotierender Kammer. Dies ermöglicht die Untersuchung unterschiedlicher Strömungsverzweigungen, wobei beide Kammern telemetrisch & stationär instrumentiert sind. Ergänzend soll ein zweiter Aufbau ermöglichen, transiente Vorgänge zu untersuchen, was auch messtechnische Anstrengungen erfordert. Maßgebliches Ziel ist eine Erweiterung der Datenbasis hinsichtlich aktuell in den Fokus gerückter Lastwechselflexibilität. Gemeinsam mit dem Hochschulpartner werden konzeptionelle/konstruktive Tätigkeiten, die Änderungen am Versuchsstand und Verbesserungen an der Messtechnik festlegen, durchgeführt. Parallel zu den Arbeiten für den Prüfstandsaufbau werden CFD-Modelle erstellt und Berechnungen durchgeführt, wobei die verfügbaren Messdaten zur Validierung herangezogen werden. Zum Abschluß werden Korrelationen im Sekundärluft-Auslegungssystem verbessert.
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