2019-12-01  –  2023-02-28

110.214,00 EUR

Technische Universität Dresden - Fakultät Maschinenwesen - Institut für Energietechnik - Professur für thermische Energiemaschinen und -anlagen, Dresden, Sachsen

03EE5036D

Fortgeschrittene Kraftwerkssysteme - Kraftwerke mit Null Emissionen [EA1325]

01198098/1  –  FlexPowerPlantPumps II - Entwicklung von Grundlagen für instationär betriebene Pumpensysteme in flexiblen Kraftwerken II

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE5)

Energie

Pumpensystemen für flexible Kraftwerke mit stark instationärer Betriebsweise stellen erhöhte Anforderungen hinsichtlich hoher Laständerungsgeschwindigkeiten, Erweiterung des Betriebsbereiches und Steigerung des Teillastwirkungsgrades ohne Abstriche an Zuverlässigkeit und Lebensdauer. Dies bezieht sich nicht nur auf der Wasser-Dampf-Kreislauf fossiler und solarer Dampfkraftwerke, sondern auch auf vor- und nachgeschaltete Prozesskreisläufe. Das Verbundvorhaben adressiert diese Fragestellungen im Entwicklungsprozess von Pumpen für einen hochflexiblen Kraftwerksbetrieb. Gegenstand des Teilprojektes sind instationär belastete dickwandige Gehäuse und Statorbauteile von Kesselspeisepumpen und die damit verbundene Problematik der erhöhten thermomechanischen Beanspruchung. Unter Anwendung der im Vorgängervorhaben FlexPowerPlantPumps I entwickelten Berechnungsmethodik der Verwendung eines regelbasierten parametrischen Mantelpumpengehäusemodells mit eingebundener Lastfalldatenbank und des Berechnungstools werden umfassende und systematische Analysen des thermischen und mechanischen Verhaltens von Mantelpumpengehäusen im instationären Betrieb durchgeführt. Das Verfahren ermöglicht bereits in der Designphase eine Abschätzung von Temperaturverteilungen und daraus resultierenden Verformungen und Spannungen in den Statorteilen der Pumpe. Für diese Analysen, aus denen Empfehlungen für die Überwachung der Pumpe im Betrieb abzuleiten sind, wird die Modellvielfalt des parametrischen Pumpengehäusemodells erweitert, und die eingebundene Lastfalldatenbank erfährt ein Upgrade. Dafür werden numerische Berechnungen von Wärmeübergängen in Bereichen geringer Durchströmung durchgeführt und die Ergebnisse in die Datenbank aufgenommen um die Berechnungsgenauigkeit zu verbessern.