Das Projekt "Teilvorhaben: 3.1b und 4.2c" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Strömungsmechanik, Professur für Magnetofluiddynamik, Mess- und Automatisierungstechnik durchgeführt. Das geplante Vorhaben ist Teil des Verbundprojektes AG Turbo Turbogrün und zielt auf die experimentelle Untersuchung von Masseströmen im Sekundärluftpfad von Gasturbinen und dem damit verbundenen Einfluss auf den Wärmeübergang bzw. auf die Wärmeleitung. Zusätzlich ist eine experimentelle Untersuchung zum Wärmeübergang an Dampfturbinen geplant. Einer der Schwerpunkte liegt auf der Untersuchung der Abhängigkeiten zwischen den an den Dichtelementen austretenden Kühlluftmasseströmen und der Wärmeleitung über die Dichtelemente. Dabei soll speziell der Einfluss der Anpresskraft an den Dichtungen auf die Kontaktwärmeleitung und den Leckagemassestrom untersucht werden. Zusätzlich soll der Einfluss des Kühlluftmassestromes auf die Temperaturverteilung eines im SLM-Verfahren hergestellten Decksegments einer Turbinen-Laufreihe untersucht werden. Ein weiterer Schwerpunkt im Projekt liegt auf der Untersuchung der thermischen Belastung der Gehäusestrukturen im Bereich eines Zwischenraums an einer Modelldampfturbine. Hier soll der Einfluss der variablen Parameter des Dampfs und der Maschinenbelastung auf die Temperaturverteilung und die Verteilung des Wärmeübergangs an stehenden Bauteilen der Gehäusestruktur experimentell erarbeitet werden. Eine der zentralen Herausforderungen stellt für beide Themenschwerpunkte die messtechnische Bestimmung des Wärmeübergangs und der Temperaturverteilung unter den zu erwartenden, hohen thermischen Belastungen sowohl am Versuchsstand für die SLM-Decksegmente an der TU Dresden als auch am Dampfturbinenversuchsstand der HSU Hamburg dar. Um diese Aufgabe zu erfüllen, soll die aktuell verfügbare Messtechnik für den erwarteten, erweiterten Betriebsbereich modifiziert und qualifiziert werden.
Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung der Prüfapparatur für die in der Norm festgelegten Prüfungen und Vorbereitung der Einführung der Norm" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Siebert und Knipschild GmbH Ingenieurbüro für Kunststofftechnik durchgeführt. Gesamtziel des Vorhabens ist es, ein neuartiges Prüfverfahren für die Sanierung von Druckrohrleitungssystemen und ihren Anbindungen mit Schlauchlining-Verfahren zu entwickeln und in eine DIN- bzw. EN-Norm zu überführen. Das geplante Projekt bezieht sich somit auf die grabenlose Sanierung von Druckleitungen. Zur grabenlosen Sanierung von Rohr- oder Kanalsystemen werden sogenannte Schlauchlining-Verfahren verwendet. Bei dieser Technik werden flexible Schlauchträger aus korrosionsbeständigen Synthesefasern oder glasfaserverstärktem Kunststoffverbund (GFK-Fasern) verwendet, die mit einer Reaktionsharzformmasse getränkt sind. Der Einbau in den Kanal erfolgt über die Kanalschächte, in denen der Schlauch (Liner) entweder durch Inversion (Einstülpen) oder Einzug verbaut wird. Die Aushärtung zum festen Kunststoffrohr (Liner) erfolgt dann durch Warmaushärtung mittels Heißwasser, Dampf oder UV-Lichthärtung. Solche grabenlosen Sanierungsverfahren sind im Freispiegelbereich von Abwasserkanälen bereits Stand der Technik. Aufgrund der großen Vorteile der Technologie soll sie daher auch zur Sanierung von Druckrohrleitungen genutzt werden. In Druckrohren entstehen große Druckschwankungen, sodass ein Auslegen der Systeme sowie eine Abschätzung der Dauerhaftigkeit mit bisher bekannten Methoden nicht möglich ist. Im Projekt soll daher ein Prüfverfahren für eine von Siebert + Knipschild entwickelte Prüfanlage erarbeitet und zur Norm angemeldet werden.
Das Projekt "BPA-WRG: Wärmerückgewinnung zur Dampferzeugung bei der BPA-Herstellung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Covestro Deutschland AG durchgeführt. Die geplante Effizienzmaßnahme zielt auf die Reduzierung des Dampfbedarfs für die Herstellung eines Grundstoffes für die Kunststoffproduktion ab. Dabei soll die bisher ungenutzte Wärme des Eduktstroms einer Destillationskolonne über einen Verdampfer zur Dampferzeugung genutzt werden. Der so erzeugte Dampf wird wiederum als Prozesswärme im Herstellungsprozess eingesetzt und somit der extern bezogene Dampfbedarf des Betriebes signifikant reduziert. Durch die Installation des Wärmerückgewinnungssystems, welches Wärmetauscher, Dampfverdichter und Dampferzeuger beinhaltet, wird eine Endenergieeinsparung von ca. 28 GWh/a und somit 7.782 tCO2/a erwartet.
Das Projekt "Teilvorhaben 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Bergakademie Freiberg, Institut für Technische Chemie durchgeführt. Primäres Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines Verfahrens zur stofflichen Verwertung von Hemicellulosen (HC). In Bioraffinerien beschränkt sich deren Verwertung derzeit weitestgehend auf die Erzeugung von Dampf, Strom oder Ethanol. Für letzteres existieren noch technische Herausforderungen damit sich dieses Vorhaben lohnt. Um HC erfolgreich zu Nutzen, ist eine gezielte Abtrennung und stoffliche Verwertung von HC ein essentieller Weg. Ziel ist es, HC beim Biomasseaufschluss möglichst vollständig von der Cellulose zu trennen und so zu isolieren, damit sie einer separaten stofflichen Nutzung zugefügt werden kann. Mögliche Einsatzgebiete der isolierten HC (Flotationsmittel, Flockungsmittel, Flammschutzmittel und Papieradditiv) sollen untersucht werden. Aussichtsreich ist die Anwendung der Flotationsmittel, wo derivatisierte Stäke als Produkt bereits Anwendung findet. 1) Charakterisierung der Stoffströme 2) Aufschluss, Isolierung und Reinigung von Hemicellulose (HC) aus Weizenstroh und Haferspelzen 3) Aufschluss, Isolierung und Reinigung von HC und Pektin aus Rübenschnitzel 4) Modifizierung und Derivatisierung der HC für den Flotationsprozess und Testung der Substanzen im Labormaßstab 5) Herstellung und Testung von Flammschutzmitteln auf Basis von HC und Pektinen 6) Herstellung und Testung von Papieradditiven auf Basis von HC 7) Machbarkeits- und Wirtschaftlichkeitsstudie.
Das Projekt "Teilprojekt: Optimierung und Erprobung des Dampf CIP Prozesses" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung, Standort Dresden durchgeführt. Das KMU-innovativ Projekt SteamCIP entwickelt eine mobile Cleaning-in-Place (CIP)-Reinigungsanlage, die mit einem Dampferzeuger sowie einem Pumpensystem ausgestattet ist. Im Fokus des Vorhabens steht dabei die Optimierung des Reinigungsprozesses sowie Erprobungs- und Validierungsprozesse des Demonstrators. Die neue Reinigungsanlage bietet den Vorteil, großvolumige Behälter sehr schnell mit Dampf zu fluten und alle verschmutzten Innenoberflächen auch bei komplex gestalteten Behältern gleichmäßig mit dem Reinigungsmedium in Kontakt zu bringen. Dadurch wird die Verschmutzung mit einer sehr geringen Menge an Reinigungsmedium gelöst und in kurzer Zeit sicher beseitigt. Reinigungszeiten sowie insbesondere der Wasser- und Chemikalienverbrauch, können deutlich reduziert werden.
Das Projekt "Teilvorhaben: Gestaltung und Überwachung des Versuchs- und Regelbetriebs" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V., Institut für Technische Thermodynamik durchgeführt. Das übergeordnete Ziel des Projektes ist es, die Energieeffizienz im industriellen Bereich durch den Einsatz thermischer Energiespeicher zu steigern. Hier zeichnet sich großes Potential ab, sowohl für einen Ausgleich zwischen zeitlich variierendem Bedarf und Produktion als auch für die sichere Versorgung von Produktionsanlagen. Die STEAG New Energies GmbH (SNE) betreibt in Wellesweiler ein Heizkraftwerk zur Versorgung nahegelegener Industriebetriebe mit überhitztem Dampf, der von einer Gasturbine mit Abhitzekessel bereitgestellt wird. Um im Falle einer Störung die Dampfversorgung sicherzustellen, wird parallel ein Heizkessel mindestens auf Minimallast betrieben. Deshalb erzeugt das Kraftwerk vor allem in den Sommermonaten überschüssige Wärme. Durch den Einsatz eines Wärmespeichers entfällt der Minimallastbetrieb eines zusätzlichen Heizkessels, da der Speicher die kurzzeitige Dampfversorgung im Falle einer Störung der Turbine übernimmt, bis ein Dampfkessel hochgefahren ist. Um den ständigen Minimallastbetrieb des in der Besicherung vorgehaltenen Heizkessels im HKW Wellesweiler zu ersetzen, muss der Latentwärmespeicher für kurze Zeit (circa 15 Minuten) den erforderlichen überhitzten Dampf von 8t/h bei 300 Grad Celsius produzieren. Im Förderprojekt TESIN, FKZ 03ESP011A/B/C wurde ein Speicher hierfür entwickelt, gebaut und integriert. Hierfür wurden Hochleistungsrippen ausgelegt und der Speicher, bestehend aus 852 berippten Rohren mit über 5m aktiver Rohrlänge pro Rohr, gebaut. Während der Inbetriebnahmephase trat ein Schaden auf, der repariert werden muss. Die einzelnen wissenschaftlich-technischen Ziele des hiermit vorgeschlagenen Projekts nach Reparatur der Speicheranlage sind: - Inbetriebnahme und Versuchsbetrieb der Latentwärmespeicheranlage - Demonstration des Hochleistungs-Latentwärmespeichers im Realbetrieb am Heizkraftwerk Wellesweiler von SNE - Analyse der Integrationspotentiale von Latentwärmespeichern für Prozesswärme.
Das Projekt "Schnelle Berechnung realer Gasgemischeigenschaften im Programmsystem AC2 (SBRG - AC2)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule Zittau/Görlitz, Fachgebiet Energiesystemtechnik, Fachgruppe Energietechnik durchgeführt. Für möglichst realitätsnahe Prozesssimulationen mit den Werkzeugen des Programmsystems AC2, beispielsweise mit dem Thermohydraulik-Code ATHLET, werden geeignete Algorithmen zur Berechnung der Eigenschaften der verwendeten Arbeitsfluide (z.B. H2O oder CO2) und Gasgemische (H2O mit Luft bzw. O2 und N2, Ar, He, H2, CO und CO2) benötigt. Die verwendeten Stoffwertfunktionen müssen sehr genau sein, da schon kleinere Abweichungen den Programmverlauf stark beeinflussen und z.B. zu sehr kleinen Schrittweiten bis hin zum Programmabbruch oder ggf. zu unrealistischen Ergebnissen führen können. Da in numerischen Thermohydraulik-Simulationen Stoffwerte extrem häufig berechnet werden, müssen die verwendeten Stoffwert-Berechnungsalgorithmen auch möglichst geringe Rechenzeiten aufweisen. Die Programme des Programmsystems AC2 nutzen zum Teil unterschiedliche Stoffwertfunktionen, die auch nicht mehr dem neuesten Stand der Wissenschaft entsprechen. Inkonsistente Stoffwerte zwischen den Programmen in AC2 (ATHLET und COCOSYS) führen zu Instabilitäten in gekoppelten Simulationen. Gesamtziel des beantragten Vorhabens ist die Weiterentwicklung von AC2 durch die Implementierung neuer Algorithmen zur genauen und gleichzeitig sehr schnellen Stoffwert-Berechnung für Gase und Gasgemische. Dadurch soll die Genauigkeit der berechneten Simulationsergebnisse für sämtliche Prozesse, an denen Gase bzw. Gasgemische beteiligt sind, erhöht werden. Insbesondere die Berücksichtigung nicht-kondensierbarer Gase in Kühlkreislauf, die Simulation der Strömung von Wasser und Gas zwischen Kühlkreislauf und Containment und die Berechnung passiver Sicherheitssysteme soll mit höherer Genauigkeit möglich sein. Die neuen Berechnungsalgorithmen sollen die Stoffwert-Berechnung in AC2 vereinheitlichen. Dazu soll auch das im Vorgängervorhaben entwickelte Stoffwertpaket für Wasser/Dampf in COCOSYS integriert und damit eine einheitliche Stoffwertbasis für AC2 und LWR-Konzepte geschaffen werden.
Das Projekt "Transienten-Untersuchungen in der PKL-Versuchsanlage - PKL III G" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von AREVA GmbH durchgeführt. Die abschließende Klärung einzelner noch offener Punkte zur Borverdünnung und zum Wärmetransport bei kleinen Lecks und bei Ausfall der Nachkühlung bei abgeschalteter Anlage bildet einen Schwerpunkt des hier beantragten Vorhabens PKL III G. Die Untersuchungen weiterer sicherheitsrelevanter Aspekte im Zusammenhang mit anderen Störfallszenarien, die derzeit auf nationaler und internationaler Ebene diskutiert werden, sind ebenfalls Bestandteil des geplanten Versuchsprogramms PKL III G. Das Versuchsprogramm mit insgesamt 8 Einzelversuchen beginnt ab 01.04.2007 und endet am 31.12.2009. PKL III G wird einen wichtigen Beitrag zur sicherheitstechnischen Bewertung von Druckwasserreaktoren leisten. Insbesondere hinsichtlich der Borthematik sowie zur Wärmeübertragung in den Dampferzeugern bei Anwesenheit von Wasser, Dampf und Stickstoff werden wesentliche neue Erkenntnisse erwartet, die zur abschließenden Klärung noch offener Fragen beitragen. Darüber hinaus wird durch die Versuchsergebnisse eine breite Datenbasis für die Validierung und Weiterentwicklung von thermohydraulischen Programmen (z.B. ATHLET) bereitgestellt.
Das Projekt "20BarNetz-BRU: Optimierung des Dampfsystems der Covestro Deutschland AG im Industriepark Brunsbüttel durch den Bau eines zusätzlichen 20 bar Dampfnetzes" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Covestro Deutschland AG durchgeführt. Die geplante Effizienzmaßnahme zielt auf die Optimierung des Dampfsystems in einem Industriepark durch den Bau eines zusätzlichen 20 bar Dampfnetzes ab. So kann die bei einem stark exothermen Prozessschritt freiwerdende Energie in Form von Dampf für einen endothermen Reaktionsschritt direkt verwendet werden. Durch das zusätzliche 20 bar Dampfnetz wird die standortweite Wärmeintegration verbessert, da der verfügbare Dampf direkt auf dem erzeugten Druckniveau genutzt wird. Insgesamt können durch die Maßnahmenumsetzung jährlich ca. 5.130 t/CO2 eingespart werden.
Das Projekt "Einbindung von Solarfeldern in GuD-Kraftwerke" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von FLABEG Solar International GmbH durchgeführt. Im Vorhaben SolGuD wird ein Computerprogramm als Werkzeug zur Berechnung und Optimierung der Integration von Solarfeldern in Gas-und-Dampfkraftwerke (GuD) entwickelt. Bisher wurden Solarfelder lediglich mit Dampfturbinen (Rankine-Prozess) gekoppelt, die Wirkungsgrade von knapp 40 Prozent erreichen. Für diesen Kraftwerkstyp hat Flabeg Solar ein detailliertes Computerprogramm entwickelt, das den Jahresertrag solcher Kraftwerke ermittelt. Das Programm wurde mit realen Betriebsdaten der SEGS-Anlagen (Solar Electricity Generating System) verifiziert.Eine Kombination von Solarfeldern mit GuD-Kraftwerken, die sich durch Wirkungsgrade zwischen 50 und 60 Prozent kennzeichnen, ist bisher noch nicht realisiert worden. Der solar erzeugte Dampf kann bei GuD-Prozessen an verschiedenen Stellen und in unterschiedlichen Mengen in den Dampfkreislauf eingespeist werden, z.B. in die Nieder- oder Hochdruckstufe des Abhitzekessels oder direkt in die Dampfturbine. Welches das geeignete Verfahren darstellt, hängt sowohl von der Menge der eingespeisten Solarenergie, als auch von der Betriebsweise des Kraftwerks ab. Bei der Auslegung des Gesamtprozesses ist insbesondere darauf zu achten, dass der Wirkungsgrad sowohl im Solarbetrieb als auch bei Betrieb ohne Einspeisung von Solardampf der hohe Wirkungsgrad der Brennstoffumwandlung erhalten bleibt oder sogar verbessert werden kann. Da die GuD-Kraftwerke ihren hohen Wirkungsgrad nur in einem engen Betriebsbereich haben, muss diese Auslegung mit großer Genauigkeit durchgeführt werden. Dabei müssen folgende Forderungen erfüllt werden: - Der hohe Wirkungsgrad des GuD-Prozess muss erhalten bleiben. - Die CO2-Produktion muss minimiert werden. - Die Wirtschaftlichkeit bei diesen Gegebenheiten muss optimiert werden. Mit dem entwickelten Werkzeug sollen die verschiedenen Möglichkeiten der Integration untersucht und bewertet werden können. Außerdem soll die CO2- bzw. die Brennstoffeinsparung eines solar integrierten GuD Kraftwerks gegenüber einem konventionellen GuD-Kraftwerk für die einzelnen Alternativen berechnet werden können. Auf Basis der Performance-Daten kann dann die Wirtschaftlichkeit des Konzepts analysiert werden.
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