Digitalisierung und interdisziplinäre Auslegungstechnologien von Turbomaschinen für die Energiewende, Teilvorhaben: 2.2b und 2.3c

Description: Im Verbundvorhaben DigITecT (Digitalisierung und interdisziplinäre Auslegungstechnologien von Turbomaschinen für die Energiewende) werden technologische Fragestellungen adressiert, die im Mittelpunkt der Konzeptionierung und Realisierung neuer Turbomaschinen für den flexiblen Einsatz in Anwendungen für die Energiespeicherung und -Umwandlung stehen. Aus den in den neuen Kreisprozessen herrschenden Betriebsbedingungen (super- oder transkritische Zustände des Arbeitsmedium, Einsatz von dichten Gasen/Fluiden, Einsatz von Wasserstoff), die sich zur effizienten und preisgünstigen Energiespeicherung und -umwandlung eignen, ergeben sich für die Turbomaschinen im Verdichtungs- sowie im Expansionstrakt neue Arbeitsparadigmen und, dadurch, grundsätzlich neue Auslegungs- und Wartungsanforderungen. Diese können nur mit Hilfe einer durchgängigen Virtualisierung des gesamten Herstellungs- und Betriebsprozesses unter Bewahrung einer starken Interdisziplinarität bewältigt werden. In den vorgesehenen vier Hauptarbeitspaketen des Vorhabens DigITecT werden einerseits die technologischen Entwicklungen angestrebt, die zur Realisierung von Maschinen für den Einsatz in CO2- und H2-Kreisprozessen notwendig sind; andererseits, werden die zu diesem Zweck erforderlichen methodologischen Innovationen angegangen. Übergeordnetes Ziel des Hauptarbeitspaket 2.2 ist die Erweiterung der Auslegungssystematik der Verdichter und Turbinen, die in den Kreisprozessen der thermischen Speicherung eingesetzt werden, unter Berücksichtigung der Eigenschaften der Medien (CO2 und H2). Gegenstand dieses Antrages sind insbesondere die Arbeitspakete 2.2b 'Radialexpander in Energiespeicheranwendungen' und 2.3c 'Experimentelle und numerische Untersuchung des Einflusses der fertigungsbedingten Oberflächenqualität von Turbinenschaufeln auf die Turbinenperformance', wobei konkrete konstruktive Aspekte von radialen sowie axialen Expandern zur Nutzung mit super- und transkritischem CO2 und H2 ermittelt werden.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Energiewende ? Wasserstoff ? Digitalisierung ? Interdisziplinarität ? Numerisches Verfahren ? Forschung und Entwicklung ?

Region: Nordrhein-Westfalen

Bounding boxes: 6.76339° .. 6.76339° x 51.21895° .. 51.21895°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (Finanzielle Förderung)
• Ruhr-Universität Bochum (Projektverantwortung)
• Umweltbundesamt (Bereitstellung)

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

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Subprojects: 2.2b and 2.3c
  Description: In the joint project DigITecT (Digitization and interdisciplinary design technologies of turbomachinery for the energy transition), technological issues are addressed that are at the heart of the conceptual design and realization of new turbomachinery for flexible use in energy storage and conversion applications. The operating conditions prevailing in the new cycle processes (supercritical or transcritical states of the working medium, use of dense gases/fluids, use of hydrogen), which are suitable for efficient and low-cost energy storage and conversion, result in new working paradigms for the turbomachinery in the compression and expansion tracts and, as a result, fundamentally new design and maintenance requirements. These can only be mastered with the help of end-to-end virtualization of the entire manufacturing and operating process, while maintaining a strong interdisciplinarity. In the planned four main work packages of the DigITecT project, on the one hand, the technological developments necessary for the realization of machines for use in CO2 and H2 cycle processes are aimed at; on the other hand, the methodological innovations required for this purpose are tackled. The overall objective of the main work package 2.2 is the extension of the design systematics of the compressors and turbines used in the circular processes of thermal storage, taking into account the characteristics of the media (CO2 and H2). The subject of this application is in particular the work packages 2.2b 'Radial expanders in energy storage applications' and 2.3c 'Experimental and numerical investigation of the influence of the manufacturing-related surface quality of turbine blades on turbine performance', whereby concrete design aspects of radial as well as axial expanders for use with supercritical and transcritical CO2 and H2 are determined. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1129520

Status

Aktiv

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