Untersuchungen zur Auslegung eines Hochtemperaturwärmeaustausches für die Integration in einem kombinierten Gas- und Dampfturbinen-Prozeß mit druckaufgeladener Kohlenstaubfeuerung:
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| Veröffentlicht: |
Düsseldorf
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1996
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Autor: Neumann, Frank
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FORTSCHRITTBERICHTE VM Dipl.-Ing. Frank Neumann, Bochum Untersuchungen zur Auslegung eines Hochtempe- raturwärmeaustauschers für die Integration in einem kombinierten Gas- und Dampfturbinen-Prozeß mit druckaufgeladener Kohlenstaubfeuerung Reihe 6 : Energietechnik Nr. 343 VM VERLAG
Inhaltsverzeichnis V Inhaltsverzeichnis Seite 1 Einleitung 1 2 Stand der Kraftwerkstechnik 3 2.1 Konventionelle Kraftwerke 4 2.2 Kombinierte Gas- und Dampfturbinenprozesse 7 2.2.1 Kohledruckvergasung 11 2.2.2 Druckwirbelschichtverfahren 16 2.2.3 Druckkohlenstaubfeuerung mit Flüssigascheabscheider 17 2.2.4 Druckkohlenstaubfeuerung mit Hochtemperaturwärmeaustauscher 19 2.2.5 Indirekt befeuerter GuD-Prozeß 20 3 Auswahl einer geeigneten Prozeßführung 22 3.1 Thermodynamische Analyse möglicher Prozeßvarianten 22 3.2 Exergetische Bewertung der Prozeßvarianten 34 4 Anforderungsprofil des Hochtemperaturwärmeaustauschers 3 9 4.1 Betriebsbedingungen des Hochtemperaturwärmeaustauschers 39 4.2 Eigenschaften der wärmeaustauschenden Fluide 41 4.3 Werkstofftechnisches Anforderungsprofil 44 4.4 Konstruktive Anforderungen 45 5 Entwicklungsstand der Technischen Keramik 48 5.1 Allgemeiner Überblick über die Technische Keramik 48 5.2 Technische Keramik für den Einsatz in einem Hochtemperaturwärmeaustauscher 51 6 Werkstofftechnische Untersuchungen 59 6.1 Laborversuche 60 6.2 In-situ-Versuche 67
VL Inhaltsverzeichnis 7 Systemeinheit Brennkammer- Hochtemperaturwärmeaustauscher 7 2 7.1 Hochtemperaturwärmeaustauscher in Plattenbauweise 76 7.2 Hochtemperaturwärmeaustauscher als Strahlungsrekuperator 84 7.3 Vergleich der diskutierten Konzepte 88 8 Berechnung und Optimierung des Strahlungsrekuperators 9 2 8.1 Mathematische Beschreibung des Strahlungsrekuperators 92 8.1.1 Auswahl eines geeigneten Strahlungsmodells 92 8.1.2 Aufstellung der Modellgleichungen 95 8.1.3 Berechnung und Optimierung des Strahlungsrekuperators 98 8.2 Ergebnisse der numerischen Untersuchungen 103 8.2.1 Bewertung der Einflußgrößen 104 8.2.2 Abschließende Bewertung der Rechenergebnisse 109 9 Auslegung der Mischkammer 115 9.1 Strömungstechnische Konzeption der Mischkammer 115 9.2 Wärmetechnische Auslegung der Mischkammer 118 9.2.1 Bestimmung der Mischkammerinnenwandtemperatur 118 9.2.2 Bestimmung des Abkühlverlaufs eines Aschepartikels 120 9.3 Festlegung der Geometrie der Wandkühlluft-Düsen 123 9.4 Ergebnisse 127 10 Zusammenfassung 139 11 Anhang 142 12 Literaturverzeichnis 194
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