2019-02-01  –  2023-09-30

207.671,00 EUR

MAN Energy Solutions SE, Oberhausen, Nordrhein-Westfalen

0324358B

Fortgeschrittene Kraftwerkssysteme - Kraftwerke mit Null Emissionen [EA1325]

01185151/1  –  KüpLe - ECOFLEX-turbo: Kühlung für eine optimierte Lebensdauer

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE5)

Energie

Das Projekt ist Teil des Verbundprojektes AG Turbo und zielt auf ein besseres Verständnis der Kühlluftausbreitung auf gekrümmten Seitenwände und Schaufeloberflächen von Gasturbinenleitschaufeln ab. Dies ermöglicht die Optimierung der Kühlung, was sich nicht nur positiv auf dem Wirkungsgrad auswirkt, sondern durch die Begrenzung der thermischen Belastung auch die zulässige Zyklenzahl erhöht und somit einen hochflexiblen Betrieb der Anlage ermöglicht. Ein bisher wenig erforschten Aspekt dieses Themenkomplexes ist die Kombination von Krümmung, gezielte Filmkühlung und die Effekte der Leckageluftströme auf die Kühlluftausbreitung bzw. -Optimierung mit gleichzeitiger Beibehaltung oder Erhöhung des aerodynamischen Wirkungsgrades. Zur Erlangung der o.g. Erkenntnisse sind engverzahnte numerische und experimentelle Untersuchungen notwendig. MAN übernimmt die numerische Nachrechnung der experimentellen Ergebnisse der beiden Universitätspartner. Dabei werden sowohl ebene als auch gekrümmte Seitenwände betrachtet, die an der TU Kaiserslautern untersucht werden, und die aerodynamische Unterschiede sowie die damit einhergehende Unterschiede in Wärmebelastung der Seitenwände quantifiziert. Auf derer Basis wird für beide Fälle eine optimierte Filmkühlung ausgelegt. Die experimentellen Ergebnisse aus dem Projekt an der RWTH Aachen ermöglichen es, den Effekt der Filmkühlung auf die Bauteiltemperaturen möglichst effizient herzuleiten, was die Auslegung der Filmkühlung in dem Sinne beschleunigt, dass mit erheblich gesteigerter Sicherheit eine Vorpositionierung der Filmkühlungslöcher vorgenommen werden kann.