2019-12-01  –  2023-11-30

107.882,00 EUR

Ostbayerische Technische Hochschule Amberg-Weiden, Amberg, Bayern

03EE5010B

Konventionelle Kraftwerkstechnik - Verfahrensentwicklung [EA1311]

01188726/1  –  KompACT - Kompakte Abwärmeverstromung auf Basis des Clausius-Rankine-Prinzips mit Mikro-Dampfturbine

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE5)

Energie

Seit der Übernahme der Professur 'Strömungsmaschinen' an der OTH -AW entwickelt der Projektleiter nun seit gut 18 Jahren Mikroexpansionsturbinen für die Abwärmeverstromung und Energiespeicherung für verschiedenste Gase und Dämpfe zusammen mit wechselnden Partnern in verschiedenen Forschungsprojekten. Insbesondere ist hier die Entwicklung eines Baukastensystems für Mikroexpansionsturbinen in Zusammenarbeit mit der Universität Bayreuth und der Fa. DEPRAG zu nennen. Für die Anwendung mit meist organischen Dämpfen wurde bisher die einstufige axiale Impulsturbine favorisiert, deren Laufrad unmittelbar auf der Welle des High-Speed-Generators montiert wird. So ist eine kompakte, hermetisch dichte und kostengünstige Maschine darstellbar. In KompACT kommt Wasserdampf zum Einsatz, der aufgrund der auftretenden höheren Temperaturen und höheren Enthalpiegefälle auch höhere Ansprüche an die aerothermodynamische Auslegung der Turbine stellt. Da zusätzlich vor allem eine möglichst noch kostengünstigere Lösung gesucht wird, ist es die Aufgabe des Antragsstellers alternative Turbinenkonzepte wie z. B. mehrkränzige radiale Gleichdruckturbinen (z. B. CURTIS, ELEKTRA) mittels des in bisherigen Projekten entwickelten 1D-Turbinentool zu untersuchen und mit dem aktuellen Konzept hinsichtlich Wirkungsgrad und mit der Unterstützung der Industriepartner auch vor allem hinsichtlich der Kosten zu vergleichen. Insbesondere das Ersetzen des High-Speed-Generators durch eine Standardmaschine böte ein signifikantes Kosteneinsparpotenzial. Ausgewählte Konzepte werden dann basierend auf den 1D-Auslegungsdaten im CAD in ein 3D-Modell umgesetzt und mittels CFD die dreidimensionale, reibungsbehaftete Strömung durch die Turbinenkonzepte untersucht und deren Geometrie optimiert. Das endgültige TG-Konzept wird dann konstruktiv umgesetzt und gebaut. Die Turbinencharakteristiken werden in der KompACT-Gesamtanlage bestimmt, bewertet und veröffentlicht.