Validierung des innovativen Werkstoffes A286mod für den Einsatz in zukünftig wasserstoffbefeuerten Gasturbinen

Description: Im Rahmen der Ertüchtigung der Gasturbinen zur Nutzung von regenerativ erzeugtem Wasserstoff stellen sich umfangreiche werkstofftechnische Fragestellungen. Diese umfassen einerseits den Bereich der Speicherung und des Transportes, andererseits aber auch den Bereich der Verbrennung und der dahinter geschalteten Aggregate. Im Rahmen der Umstellung des Verbrennungsprozesses von Methan (CH4) auf 100 % regenerativen Wasserstoff (H2), kommt es zu einer Erhöhung des Wasserdampfpartialdruckes in denen der Verbrennung nachgeschalteten Turbinenbereiche. Der aktuelle Erfahrungsbereich wird verlassen. Die Erhöhung des Wasserdampfpartialdruckes kann in Anlehnung an die Literatur bei den aktuell genutzten niedriglegierten, martensitischen Chromstählen zu einer Erhöhung der Korrosionsrate und folglich zu einer Reduzierung der Lebensdauer führen. Vor diesem Hintergrund hat die Siemens Energy einen Werkstoffkonzept erarbeitet, das unter den korrosionsfördernden Bedingungen beständig sein soll, den A286mod. Das Ziel des Vorhabens ist es: - den Werkstoff A286mod, welcher erstmals bei der Saarschmiede Freiformschmiede GmbH hergestellt wird, im Anlieferzustand bezüglich der Verwendbarkeit als Rotorwerkstoff in Gasturbinen zu bewerten, - belastbare Auslegungskurven für den neuen Werkstoff zu generieren sowie - die Beständigkeit des Werkstoffes unter den zukünftigen Betriebsbedingungen darzulegen. - Abschließend sollen praxisnahe Versuche den erfolgreichen Abschluss des Vorhabens belegen. Zur Umsetzung des Vorhabens wurde von der Siemens Energy, mit Hilfe des Werner von Siemens Centers, ein Konsortium mit den nachfolgenden Partnern aufgebaut: - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), - Institut für Werkstoffkunde der TU Darmstadt (TU Da) und - Fraunhofer Institut für Werkstoffmechanik (IWM).

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Darmstadt ? Werkstoff ? Grüner Wasserstoff ? Wasserstoff ? Gasturbine ? Methan ? Verbrennung ? Energie ? Werkstoffkunde ?

Region: Bavaria

Bounding boxes: 11.5° .. 11.5° x 49° .. 49°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (Mitwirkung)
• Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik (Mitwirkung)
• Siemens Energy Global GmbH & Co. KG (Projektverantwortung)
• Technische Universität Darmstadt (Mitwirkung)
• Umweltbundesamt (Bereitstellung)

Time ranges: 2022-08-01 - 2025-07-31

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Validation of the innovative material A286mod for use in future hydrogen-fired gas turbines
  Description: In the context of upgrading gas turbines for the use of hydrogen produced from renewable sources, extensive questions arise in terms of materials technology. On the one hand, these include the area of storage and transport, and on the other hand, the area of combustion and the aggregates connected behind it. In the context of the conversion of the combustion process from methane (CH4) to 100 % regenerative hydrogen (H2), there is an increase in the water vapor partial pressure in the turbine areas downstream of the combustion. The current range of experience is left. Following the literature, the increase of the water vapor partial pressure can lead to an increase of the corrosion rate and consequently to a reduction of the lifetime for the currently used low-alloyed, martensitic chromium steels. With this in mind, Siemens Energy has developed a material concept that is intended to be resistant under the corrosion-promoting conditions, A286mod. The aim of the project is: - to evaluate the A286mod material, which is being produced for the first time at Saarschmiede Freiformschmiede GmbH, in the as-delivered condition with regard to its usability as a rotor material in gas turbines, - to generate reliable design curves for the new material, and - to demonstrate the resistance of the material under future operating conditions. - Finally, practical tests are to prove the successful completion of the project. To implement the project, Siemens Energy, with the help of the Werner von Siemens Center, has set up a consortium with the following partners: - Federal Institute for Materials Research and Testing (BAM), - Institute of Materials Science at Darmstadt Technical University (TU Da) and - Fraunhofer Institute for Mechanics of Materials (IWM). https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1120306

Status

Aktiv

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