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 "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 "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.
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 "WASTE2BR - Waste to energy in Brasilien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von BN Umwelt GmbH durchgeführt. In Schwellenländern wie Brasilien werden ca. 90 % der Abfälle deponiert. Die stoffliche oder energetische Verwertung wird nur sehr eingeschränkt genutzt, Sekundärrohstoffe werden kaum gewonnen. Die Rohstoffwirtschaft ist überwiegend linear, es besteht keine systematische, standardisierte Kreislaufwirtschaft zur Organisation der Wiederverwendung der Ressourcen. Die thermische Verwertung als Waste-to-Energy-Lösung ist in Deutschland und Europa weit verbreitet und hat sich seit Jahrzehnten bewährt. Aktuell gibt es in Deutschland 30 Kraftwerke für Ersatzbrennstoff und 68 Kraftwerke zur Verbrennung von Restabfällen. Mit der Durchführbarkeitsstudie soll die Eignung des thermischen Verwertungsverfahrens nach deutschem Standard für Krankenhaus-, Industrieabfälle und behandelten Hausmüll in der brasilianischen Gemeinde Bento Gonçalves zur dezentralen Nutzung von Strom und Dampf nachgewiesen werden. Darin werden die technischen, ökologischen, ökonomischen, administrativen und juristischen Aspekte für eine Waste-to-Energy-Lösung untersucht. Die Verwertungsanlage soll anschließend gemeinsam mit deutschen Unternehmen geplant und umgesetzt werden. Dieses Konzept für den Standort Bento Gonçalves soll als Vorbild und Leuchtturmprojekt auf andere Bundesländer in Brasilien und auf weitere Länder in Südamerika übertragen werden. Im Projekt werden auch die lokalen Zielgruppen (Abfallzweckverband, Gemeinde, Bevölkerung) sensibilisiert und qualifiziert, damit in der Region weniger Abfall produziert wird und durch die frühzeitige Einbindung die möglichen Bedenken gegen eine technische Lösung aufgelöst werden. Insgesamt ist es das Ziel, die Umweltsituation in Südamerika nachhaltig zu verbessern.
Das Projekt "WASTE2BR - Waste to energy in Brasilien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von IBS Technik GmbH durchgeführt. In Schwellenländern wie Brasilien werden ca. 90 % der Abfälle deponiert. Die stoffliche oder energetische Verwertung wird nur sehr eingeschränkt genutzt, Sekundärrohstoffe werden kaum gewonnen. Die Rohstoffwirtschaft ist überwiegend linear, es besteht keine systematische, standardisierte Kreislaufwirtschaft zur Organisation der Wiederverwendung der Ressourcen. Die thermische Verwertung als Waste-to-Energy-Lösung ist in Deutschland und Europa weit verbreitet und hat sich seit Jahrzehnten bewährt. Aktuell gibt es in Deutschland 30 Kraftwerke für Ersatzbrennstoff und 68 Kraftwerke zur Verbrennung von Restabfällen. Mit der Durchführbarkeitsstudie soll die Eignung des thermischen Verwertungsverfahrens nach deutschem Standard für Krankenhaus-, Industrieabfälle und behandelten Hausmüll in der brasilianischen Gemeinde Bento Gonçalves zur dezentralen Nutzung von Strom und Dampf nachgewiesen werden. Darin werden die technischen, ökologischen, ökonomischen, administrativen und juristischen Aspekte für eine Waste-to-Energy-Lösung untersucht. Die Verwertungsanlage soll anschließend gemeinsam mit deutschen Unternehmen geplant und umgesetzt werden. Dieses Konzept für den Standort Bento Gonçalves soll als Vorbild und Leuchtturmprojekt auf andere Bundesländer in Brasilien und auf weitere Länder in Südamerika übertragen werden. Im Projekt werden auch die lokalen Zielgruppen (Abfallzweckverband, Gemeinde, Bevölkerung) sensibilisiert und qualifiziert, damit in der Region weniger Abfall produziert wird und durch die frühzeitige Einbindung die möglichen Bedenken gegen eine technische Lösung aufgelöst werden. Insgesamt ist es das Ziel, die Umweltsituation in Südamerika nachhaltig zu verbessern.
Das Projekt "WASTE2BR - Waste to energy in Brasilien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von envitecpro GmbH durchgeführt. In Schwellenländern wie Brasilien werden ca. 90 % der Abfälle deponiert. Die stoffliche oder energetische Verwertung wird nur sehr eingeschränkt genutzt, Sekundärrohstoffe werden kaum gewonnen. Die Rohstoffwirtschaft ist überwiegend linear, es besteht keine systematische, standardisierte Kreislaufwirtschaft zur Organisation der Wiederverwendung der Ressourcen. Die thermische Verwertung als Waste-to-Energy-Lösung ist in Deutschland und Europa weit verbreitet und hat sich seit Jahrzehnten bewährt. Aktuell gibt es in Deutschland 30 Kraftwerke für Ersatzbrennstoff und 68 Kraftwerke zur Verbrennung von Restabfällen. Mit der Durchführbarkeitsstudie soll die Eignung des thermischen Verwertungsverfahrens nach deutschem Standard für Krankenhaus-, Industrieabfälle und behandelten Hausmüll in der brasilianischen Gemeinde Bento Gonçalves zur dezentralen Nutzung von Strom und Dampf nachgewiesen werden. Darin werden die technischen, ökologischen, ökonomischen, administrativen und juristischen Aspekte für eine Waste-to-Energy-Lösung untersucht. Die Verwertungsanlage soll anschließend gemeinsam mit deutschen Unternehmen geplant und umgesetzt werden. Dieses Konzept für den Standort Bento Gonçalves soll als Vorbild und Leuchtturmprojekt auf andere Bundesländer in Brasilien und auf weitere Länder in Südamerika übertragen werden. Im Projekt werden auch die lokalen Zielgruppen (Abfallzweckverband, Gemeinde, Bevölkerung) sensibilisiert und qualifiziert, damit in der Region weniger Abfall produziert wird und durch die frühzeitige Einbindung die möglichen Bedenken gegen eine technische Lösung aufgelöst werden. Insgesamt ist es das Ziel, die Umweltsituation in Südamerika nachhaltig zu verbessern.
Das Projekt "Errichtung einer Anlage zur Schwefelverbrennung für die CO2-freie Herstellung von Prozessdampf und die optimale Versorgung mit Rohstoffen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von CWK Chemiewerk Bad Köstritz GmbH durchgeführt. Die Chemiewerk Bad Köstritz GmbH ist ein mittelständischer Hersteller von anorganischen Spezialchemikalien. Für die chemischen Herstellungsprozesse im Werk wird Dampf benötigt, für dessen Erzeugung Erdgas verbrannt wird. Zur Herstellung von Thiosulfaten und Sulfiten kommen flüssiges Schwefeldioxid und Schwefel zum Einsatz. Um Kieselsole und -gele herzustellen, wird konzentrierte Schwefelsäure verwendet. Bisher werden die benötigten Rohstoffe von externen Lieferanten bezogen und am Standort gelagert. Gegenstand des Vorhabens ist die Umsetzung eines innovativen Verfahrenskonzepts, mit welchem auf Basis von flüssigem Schwefel die weiteren benötigten Rohstoffe nach Bedarf am Standort hergestellt werden können. Im Zentrum steht die Errichtung einer Anlage zur Verbrennung von flüssigem Schwefel, der als Abprodukt bei Entschwefelungsprozessen in Raffinerien oder Kraftwerken anfällt. Das bei der Verbrennung entstehende Schwefeldioxid (SO2) wird mit einem Abhitzekessel abgekühlt. Ein Teil davon wird im Anschluss mit Hilfe einer Adsorptionskälteanlage verflüssigt. Der andere Teil des SO2 wird in einem Konverter mittels eines Katalysators zu Schwefeltrioxid (SO3) oxidiert und anschließend in einem Adsorber in konzentrierte Schwefelsäure umgewandelt, das Verhältnis SO2 zu H2SO4 (Schwefelsäure) kann dem Bedarf der Produktion flexibel angepasst werden. Mit der bei den Prozessen entstehenden Wärme wird Dampf erzeugt, welcher für den Antrieb des Gebläses für die Verbrennungsluft, zum Betrieb der Adsorptionskälteanlage und mittels einer Turbine zur Stromerzeugung genutzt wird. Der restliche Dampf wird in das vorhandene Dampfnetz des Werks eingespeist. Der erzeugte Strom wird zum Betrieb der Anlage und darüber hinaus für den Eigenbedarf am Standort verwendet. Das innovative Verfahrenskonzept geht deutlich über den Stand der Technik in der Chemiebranche hinaus und hat Modellcharakter. Es zeigt auf, wie an einem Standort aus einem einzigen Rohstoff verschiedene Produkte wirtschaftlich, bedarfsgerecht und gleichzeitig umweltfreundlich hergestellt werden können. Die Reduzierung der Anzahl der Rohstofftransporte trägt zur Umweltentlastung bei. Das Verfahren erzeugt keine Abfälle und Abwässer. Mit der konsequenten Abwärmenutzung zur Dampferzeugung können ca. 50 Prozent des Grundbedarfs an Dampf des Werks gedeckt und dadurch etwa die Hälfte des bisher zur Dampferzeugung genutzten Erdgases eingespart werden. Gegenüber dem gegenwärtigen Produktionsverfahren können insgesamt ca. 3.400 Tonnen CO2-Emissionen jährlich vermieden werden, was einer Minderung um etwa 33 Prozent entspricht.
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 "Teilvorhaben: 3.1c" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen University, Lehrstuhl und Institut für Kraftwerkstechnik, Dampf- und Gasturbinen durchgeführt. Für die Erweiterung des Einsatzbereiches von langen Turbinenbeschaufelungen (z.B. Endstufen) wird die Ertüchtigung des Laserauftragsschweißens zur additiven Fertigung von Turbinenlaufschaufeln mit neuartigen Legierungen, sowie die Erarbeitung eines Fertigungsverfahrens zur adaptiven Herstellung von Turbinenlaufschaufeln mit neuartigen Materialkompositionen angegangen. Es soll eine materialtechnische Validierung der Grundmaterialien und der Verbundstoffe hinsichtlich dynamischer Belastbarkeit sowie Erosions- und Korrosionsfestigkeit erfolgen. Dazu erfolgen Herstellung und mechanische Kalterprobung eines Testrotors mit additiv gefertigten Turbinenschaufeln und eine aerodynamische Warmerprobung des Testrotors im Luftprüfstand unter atmosphärischen Betriebsbedingungen. Das dynamische Verhalten der mechanischen Komponenten wird unter realistischen Betriebsbedingungen ermittelt. Das Vorhaben gliedert sich in Projektteile, deren fertigungstechnische Aspekte beim Fraunhofer-Institut für Lasertechnik (ILT) und deren versuchstechnische Arbeiten beim Lehrstuhl und Institut für Kraftwerkstechnik, Dampf- und Gasturbinen (IKDG) der RWTH Aachen University im Teilprojekt 'Aerodynamische Erprobung von additiv gefertigten Legierungen für neuartige Turbinenschaufeln' stattfinden. MAN als Koordinator führt hierzu die industrielle Verwertung durch.
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