2019-01-01  –  2023-06-30

315.013,54 EUR

Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau - Fachbereich Maschinenbau und Verfahrenstechnik - Lehrstuhl für Strömungsmaschinen und Strömungsmechanik, Kaiserslautern, Rheinland-Pfalz

0324358H

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 Verbundprojekts AG Turbo ECOFLEX und zielt auf ein besseres Verständnis der Kühlluftausbreitung auf gekrümmten Seitenwänden von Hochdruckturbinenleitschaufeln ab. Damit wird die Optimierung und Weiterentwicklung von Kühlluftkonzepten ermöglicht, die ihrerseits für die Anhebung der Prozesstemperaturen in modernen Gasturbinen unablässlig sind. Neben der Steigerung des thermischen Wirkungsgrades und der damit verbundenen Einsparungspotenziale sollen hiermit auch die zulässige Zyklenzahl erhöht und somit ein hochflexibler Betrieb der Anlage ermöglicht werden. Neben der Untersuchung der Filmkühleffektivität liegt der Schwerpunkt dieses Vorhabens auf der Bestimmung des für die thermische Belastung maßgeblichen Wärmeübergangs. Ein in diesem Zusammenhang bislang wenig erforschter Aspekt ist die Gegenüberstellung von Wärmeübergangsverteilungen auf linearen und gekrümmten Seitenwänden bei betriebsähnlichen Bedingungen auf der Grundlage hochaufgelöster Thermografie-Untersuchungen. Hierbei soll u.a. die Frage beantwortet werden, ob die Vereinfachungen, die dem linearen Modell zugrunde liegen, zulässig sind, d.h. ob Abweichungen in einer Größenordnung auftreten, die im Auslegungsprozess der realen Maschine berücksichtigt werden müssen. Um die oben genannten Erkenntnisse zu gewinnen, sind intensive experimentelle und numerische Untersuchungen notwendig. Sie erfordern die Integration neuer Messtechniken und eine variable Konfiguration der Kühlluftausblasung an den in diesem Vorhaben zu untersuchenden Spaltgeometrien.