Verbundvorhaben: TurboGruen - Turbomaschinen für Energiespeicher und grüne Brennstoffe; Teilvorhaben: 4.3, 4.5a, 4.5b und 4.6
Zeitraum
2021-07-01 – 2024-12-31
Bewilligte Summe
1.504.424,45 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03EE5068B
Leistungsplansystematik
Konventionelle Kraftwerkstechnik - Komponentenentwicklung [EA1312]
Verbundvorhaben
01232326/1 – TurboGruen - Turbomaschinen für Energiespeicher und grüne Brennstoffe
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE5)
Förderprogramm
Energie
Die Arbeiten der MTU fokussieren auf eine spätere Umsetzung in Turbokomponenten von Gasturbinen mit verbesserter Robustheit und Optimierung von Bauteilen und Komponenten für einen fluktuierenden Betrieb mit hohen Lastzyklen in HAP 4 'Expander und Verdichter für die Energiewende': Das Stabilitätsverhalten des Verdichters ist von zentraler Bedeutung für Betriebssicherheit und Wirkungsgrad von Gasturbinen bei tiefer Teillast und schnellen Lastwechseln. Für eine umfassende Bewertung des Verdichterverhaltens soll ein Konzept zur thermodynamischen Gesamtverdichtermodellierung, zur Simulation des transienten Gasturbinen-Betriebs im Bereich ‚Sub-Idle‘ und ‚Above-Idle‘ und Bestimmung der Sensitivitäten bei Abweichungen der VSV (Verstellbare Leitgitter) über den gesamten Betriebsbereich (AP4.3) erarbeitet werden. Schnellansprechende Hochtemperatursensorik für Gasturbinenverdichter ist von hoher Bedeutung zur experimentellen Ermittlung der Strömungszustände im Verdichter, insbesondere bei transienten Betriebszuständen und den thermisch hochbelasteten hinteren Stufen. Hierzu sollen eine präzise Temperaturmessung (AP4.5a) und eine genaue Druckmessung bei stationären und insbesondere transienten Versuchsbedingungen entwickelt werden (AP4.5b) mit erhöhter Zeitauflösung und Genauigkeit gegenüber dem Stand der Technik. Die Modellierung des Verschleißes bei dynamischer Belastung von ungekühlten Turbinenlaufschaufeln und Ableitung von Maßnahmen zur Verbesserung des Verschleißverhaltens haben erheblichen Einfluss auf die Berechnung der Lebensdauer; insbesondere bei stark zyklischem Betrieb mit schnellen Lastwechseln. Ausgehend von der experimentellen Evaluierung der Einflüsse einer Alitierschicht auf die Ausbildung von reibenden und schlagenden Verschleißerscheinungen werden die analytischen Abtragsmodelle für den Fall einer Alitierschicht erweitert und validiert (AP4.6).