Verbundvorhaben: HWT III - Auslegung und Betrieb einer Teststrecke im Grosskraftwerk Mannheim zur Abbildung zukünftiger Beanspruchungen des flexiblen, hocheffizienten Kraftwerksbetriebs auf verbesserte Werkstoffe; Teilvorhaben: Werkstofftechnische Untersuchungen an der Universität Stuttgart
Zeitraum
2019-01-01 – 2024-03-31
Bewilligte Summe
855.625,00 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03ET7079H
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
Die Umsetzung und Einführung neuer Technologien/Prozesse in schadstoffarmen, flexiblen und höchsteffizienten Hochleistungskraftwerken ist verbunden mit einer signifikanten Anhebung der Beanspruchungsparameter. Durch die vermehrte Stromerzeugung über erneuerbare Energieträger ist die Steigerung der Betriebsparameter mit einer erhöhten Lastwechselzahl aufgrund vermehrter An- und Abfahrten fossil befeuerter Kraftwerksanlagen gekoppelt. Die prozessumschließenden Strukturwerkstoffe, die die Sicherheit und Verfügbarkeit gewährleisten, werden komplexeren Beanspruchungssituationen aus mechanischen und thermischen Lasten, deren Gradienten und Überlagerungen sowie mediumsbedingten Angriffen ausgesetzt. Das frühzeitige Versagen von Schlüsselkomponenten des Kraftwerks (Rohrleitung, Kessel) infolge thermisch-mechanischer Wechselbeanspruchung stellt die Verfügbarkeit der Anlagen in Frage und ist daher besonders kritisch im Hinblick auf den Ausgleich der Versorgungslücke durch konventionelle Kraftwerke zu sehen. Im Vorhaben werden verbesserte Werkstoff-, Berechnungs- und Überwachungsmodelle für höchstbeanspruchte Kraftwerkskomponenten untersucht. Die bestehende Teststrecke im GKM wird modifziert. Dazu werden neue Werkstoffe eingebaut und die Temperaturregelung im zyklischen Bereich angepasst. Begleitet werden die Arbeiten durch vor- und parallellaufende Qualifzierungsuntersuchungen. Der Teststreckenbetrieb wird überwacht und mit numerischen Modellen zur Schädigungsentwlicklung abgeglichen. Die MPA Stuttgart wird im Rahmen von Werkstoffuntersuchungen, die gleichzeitig zur Qualifizierung der Werkstoffe und Schweißverbindungen dienen, Kennwerte für die Anpassung der numerischen Modellen entwickeln. Über eine umfassende Instrumentierung wird der Teststreckenbetrieb überwacht.