Institut für Kraftwerkstechnik Dampf- und Gasturbinen
Vorwärmen von Dampfturbinenkomponenten
   
Betreuer Piotr Luczynski, M.Sc., Dennis Többen, M.Sc.
Motivation Der hohe und wachsende Anteil an erneuerbaren Energien führt zu stark zunehmenden Bedarfsschwankungen an elektrischer Energie, welche durch konventionelle Anlagen ausgeglichen werden müssen. Dies geht einher mit einer gleichzeitigen Abnahme der jährlichen Volllaststunden der konventionellen Kraftwerke. Dadurch sind Maßnahmen erforderlich, welche die Flexibilität der Bestandskraftwerke erhöhen, um diesen Anforderungen gerecht zu werden. Wünschenswert wäre eine möglichst flexible Fahrweise der Dampfturbinen, bei gleichzeitigem, stark vermindertem „Lebensdauerverbrauch“. Dermaßen ertüchtigte Kraftwerke erlaubten es, den Netzschwankungen durch häufiges An- und Abschalten zu folgen, ohne dadurch übermäßig hohe Folgekosten zu verursachen. Das Ziel ist es dabei auch, den zurzeit gefahrenen Niedriglastbetrieb (zur Bereithaltung der Anlage) aufgrund des schlechten Wirkungsgrades zu vermeiden, da brennstoffsparendes und emissionsfreies Abschalten mit flexiblen Anlagen effizienter wird.

Wärmeübertragung im Schaufelfuß
Methode

Das Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines Konzepts zum Vorwärmen von HD bzw. MD Dampfturbinen mit heißer Luft, um dadurch die Startzeit zu verkürzen und den Lebensdauerverbrauch sowie die Kosten für das Anfahren zu reduzieren. Während des Warmhalteverfahrens wird die Turbine kontinuierlich mithilfe eines Turning-Motors rotiert. Gegenstand der Untersuchungen ist zunächst der stationäre Warmhaltebetrieb über eine längere Zeitdauer, der es ermöglicht, die Turbine jederzeit schnell zu starten.
Untersucht wird der Warmhaltebetrieb mit einem numerischen Conjugate-Heat-Transfer-Model, aus dem analytische Berechnungsmethoden abgeleitet werden, die eine schnelle und vereinfachte Berechnung der Temperaturverteilung in den kritischen Bauteilen ermöglichen. Anhand dessen kann eine Aussage über die Effizienz der Vorwärmung und den Lebensdauerverbrauch gemacht werden.

Förderung Das Projekt wird im Rahmen des AG Turbo Verbundprojekts „Cooreflex“ durchgeführt und vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) gefördert.
Projektpartner  
Laufzeit  3.5 Jahre
Publikation