Energie

Verbrennungs- und Gasturbinentechnik

Autoplay
Info An
Info Aus
Bildinformation
Alle Bilder
Schließen
Vollbild
Normal
Vorheriges Bild
Nächstes Bild
Bild {{index}}/{{count}}
Tips:
<Escape>, um fullscreen zu beenden.
  • Der Coflame%2dBrenner ermöglicht systematische Untersuchungen zur schadstoffarmen Verbrennung

    Der Coflame-Brenner ermöglicht systematische Untersuchungen zur schadstoffarmen Verbrennung

    Der Coflame-Brenner ermöglicht systematische Untersuchungen zur schadstoffarmen Verbrennung.

 

Der Wandel der heutzutage überwiegend auf fossilen Energieträgern basierenden Energiewirtschaft hin zu einer umfassenden Nutzung erneuerbarer Energiequellen wird mehrere Dekaden dauern. In dieser Zeit wird, gerade unter dem Aspekt des Ausstiegs aus der Kernenergie, ein substantieller Anteil der Stromerzeugung weiterhin von "konventionellen" Technologien getragen. Diese bieten in ihrer technologischen Entwicklung noch einen erheblichen Spielraum für Wirkungsgradsteigerungen und Emissionsminderungen.

Konkrete Ziele des Forschungsgebiets "Verbrennungs- und Gasturbinentechnik" betreffen Zuverlässigkeit, Schadstoffemissionen, Effizienz und Wirtschaftlichkeit. Gegenstand der Untersuchungen sind sowohl grundlagenorientierte als auch anwendungsnahe Fragestellungen der modernen Verbrennungs- und Gasturbinentechnik. Ein Aspekt der wissenschaftlichen Arbeit wird die Weiterentwicklung von Modellen, Codes und Messtechnik für die optimale Auslegung von Brennkammern und Gasturbinensystemen sein. Besondere Schwerpunkte liegen in der Bildung einer verstärkten Systemkompetenz für eine effiziente und Brennstoff-flexible Kraftwerkstechnik und langfristig in der Realisierung eines Hybridkraftwerkes. Die Arbeiten zu konkreten Zielsetzungen sind in 5 Themenfeldern verankert:

Schadstoffe:

Die Arbeiten zur Schadstoffminderung konzentrieren sich auf die Reduzierung der NOx-Emissionen und auf die Rußbildung. Zur Auslegung schadstoffarmer Verbrennungsabläufe ist eine Verbesserung der physikalisch-chemischen Modelle und ihre Einbindung in Berechnungscodes erforderlich (DLR-THETA-Code, kommerzielle und Customer Codes). Grundlage für die Modellbildung sind reaktionskinetische Untersuchungen am Stoßwellenrohr und laserspektroskopische Messungen sowohl an generischen Verbrennungssystemen als auch an Prüfständen zur Simulation technisch relevanter Flammenbedingungen (HBK-S).

Brennstoffe:

Alternative Brennstoffe wie z. B. Syngase und Biogase gewinnen zunehmend an Bedeutung. Ein grundlegendes Ziel in diesem Themenfeld ist die Erforschung der Eigenschaften dieser Brennstoffe, ohne deren Kenntnis ein technischer Einsatz nicht möglich ist. Dazu gehört auch die Modellbildung der Schadstoffbildungswege bei hohen Drücken. Zum Einsatz kommen hierbei experimentelle Techniken wie das Stoßwellenrohr, die Laserspektroskopie aber auch Sondenmesstechniken. Die ermittelten Daten werden integriert in Modelle der numerischen Verbrennungssimulation.

Zuverlässigkeit:

Bei der modernen stationären Gasturbine ist die magere Vormischverbrennung ein Mittel zur Emissionsminderung. Allerdings können dabei periodische Verbrennungsinstabilitäten auftreten und zu Brennkammerschwingungen führen. Methoden der Lasermesstechnik und der numerischen Simulation dienen der Aufklärung dieser Vorgänge und der Untersuchung der Auswirkungen auf das Gasturbinensystem.

Gasturbine:

Untersuchungen zum Strömungsfeld und zum Wärmeübergang sind für die Gasturbinenentwicklung essentiell. In diesem Zusammenhang gewinnt die Weiterentwicklung von Messtechnik und der Methoden der numerischen Simulation eine große Bedeutung. Im Turbinenbereich ist die Profilaerodynamik und Kühlung Gegenstand der Untersuchung, welche von der Weiterentwicklung automatisierter Optimierungsmethoden zur 3D-Geometriegestaltung begleitet werden. Laserspektroskopische Verfahren ermöglichen die Messung von Komponenten und Feldern in der Brennkammer unter realen Betriebsbedingungen. Die erhaltenen Daten finden Eingang in die Modellierung des Gasturbinensystems (TRACE).

Hybridkraftwerke:

Die Kopplung von Mikrogasturbine und Brennstoffzelle zu einem Hybridkraftwerk ist ein Erfolg versprechendes Modell für ein schadstoffarmes und hocheffizientes Kraftwerk. In Stuttgart wurde für das Projekt Hybrid-Kraftwerk ein Labor mit einer Mikrogasturbine und Prüfständen für Brennstoffzellen eingerichtet, das gemeinsam von VT und TT genutzt wird. Über die Finanzierung eines virtuellen Instituts durch die HGF ist die Uni Stuttgart in die Aktivitäten eingebunden. Ziel der Energieforschung des DLR ist es, auf diesem Gebiet Technologieführung zu übernehmen.

 

Zuletzt geändert am:
26.09.2013 14:47:15 Uhr