2017-09-01  –  2021-09-30

413.618,00 EUR

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. - Institut für Verbrennungstechnik, Stuttgart, Baden-Württemberg

03ET7091N

Fortgeschrittene Kraftwerkssysteme - Kraftwerke mit Null Emissionen [EA1325]

01172231/1  –  ECOFLEX-Turbo

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE5)

Energie

Dieses Vorhaben ist Teil des Verbundprojekts ECOFlex-turbo und bildet dort mit zwei weiteren Teilprojekten einen Themenkomplex. Im Mittelpunkt des Projekts steht die Weiterentwicklung von Verbrennungssystemen für die nächste Gasturbinengeneration in Bezug auf a) höhere Wirkungsgrade >61% im GuD-Betrieb bei Volllast durch Erhöhung der Turbineneintrittstemperatur auf 1730 °C unter Einhaltung der Emissionsgrenzwerte für Stickoxide; b) Betrieb bei sehr niedriger Teillast (30%) unter Einhaltung der Emissionsgrenzwerte für Kohlenmonoxid; c) Unterstützung schneller Leistungsänderungen. Im Vorhaben sollen dazu Hochdruckexperimente im Labormaßstab durchgeführt werden, die entscheidende Charakteristika der genannten Ziele untersuchen (Machbarkeit von Brennkammern mit reduzierter Verweilzeit, Stufungskonzepte von Strahlflammen) und so Gasturbinenhersteller in die Lage versetzen, FLOX® basierte Verbrennungssysteme weiter zu verbessern. Das Vorhaben ist in zwei Abschnitte unterteilt: 1) Zur weiteren Erhöhung der Turbineneintrittstemperatur ist es notwendig, die Verweilzeit und damit primär die Flammenlänge in der Brennkammer zu verringern, um die Stickoxidemissionen zu beherrschen. Im ersten Abschnitt wird eine Untersuchung der Machbarkeit der Verweilzeitverkürzung bei Strahlflammen durchgeführt, indem in Hochdruckexperimenten im Labormaßstab die Verkürzung der Flammenlänge charakterisiert wird. 2) Zur Verbesserung der Teillastfähigkeit müssen Stufungskonzepte weiterentwickelt werden. Im 2. Abschnitt werden die dazu notwendigen Daten in Hochdruckexperimenten im Labormaßstab ermittelt, indem in einem eigens entwickelten Versuchsträger Strahlflammeninteraktion von befeuerten und nicht befeuerten Düsen laserdiagnostisch vermessen werden.