Verfügbarkeit: Flexibilisierung von Kraftwerken

Flexibilisierung von Kraftwerken:

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
1. Verfasser:	Brinkmeier, Niels Oliver Walter Willy (VerfasserIn)
Format:	Abschlussarbeit Buch
Sprache:	German
Veröffentlicht:	Uelvesbüll <<Der>> Andere Verlag 2015
Schlagworte:	Dampferzeuger Wärmespeicher Kraftwerkseinsatz Numerische Strömungssimulation Verdampfer Laständerung Dampfkraftwerk Wärmeübergang Betriebszustand Überhitzer Energietechnik Kraftwerkstechnik Strömungssimulation Hochschulschrift
Online-Zugang:	Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis
Beschreibung:	XXVIII, 203 Seiten Illustrationen, Diagramme 21 cm
ISBN:	9783862475520 3862475522

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adam_text	INHALTSVERZEICHNIS KURZFASSUNG VH ABSTRACT IX INHALTSVERZEICHNIS XI NOMENKLATUR XV 1. EINLEITUNG 1 1.1. ALLGEMEINE UEBERLEGUNGEN - KRAFTWERKE IM WETTBEWERB . . . . . . . . 1 1.2. ZIELSETZUNG DER VORLIEGENDEN A RB E IT .................................................. 3 2. STAND DER TECHNIK 5 2.1 FLEXIBILISIERUNG VON K RAFTW ERKEN....................................................... 5 2.11. ANFORDERUNGEN UND AKTUELLE GRENZEN DER FLEXIBILITAET VON KRAFT- W ERK EN ...................................................................................... 5 2.1.2 AUSGEWAEHLTE MASSNAHMEN ZUR FEUENMGS- UND RAUCHGASSEITI- GEN R E * ILIS IE RU N G ................................................................... 9 2.1.2.1. SCHWACHLASTFAEHIGKEIT L D KOSTENGUENSTIGE AN., I D A BFAHRVORGAENGE........................................................ 9 2.1.2.2. FRISCHDAMPF, I D ZWISCHENUEBERHITZERTEMPERATUREN SOWIE NOJR-EMISSIONEN UND KOOSION IM LUVO . . . 12 2.1.2.3. LASTANDERUNGSGESCHWMDIGKEIT DER FEUERUNG . . . . 13 2.1.2.4. BRENNSTOFFFLEXIBILITAET .................................................. 13 2.1.3 AUSGEWAEHLTE MASSNAHMEN ZUR WASSERDAMPFSEITIGEN FLEXIBILI. SIERUNG ...................................................................................... 14 2.1.3.1. LASTAENDERUNGSGESCHWINDIGKEITEN SCHNELLE *- I D A BFAHRVORGAENGE ............................................... 14 2.1.3.2. ERHOEHUNG DER MAXIMALLAST ....................................... 18 2.1.3.3. R EGELLEISE GSBEREITSTELLIG DURCH DAS ANDROSSELN DER FRISCHDAMPFVENTILE............................................. 18 2.1.3.4. REGELLEISTUNGSBEREITSTELLURVG DURCH DEN KONDENSAT- STOPP UND DAS ABSCHALTUNG DER ANZAPFDAMPFVOR- WAERMER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.1.3.5. REGELLEISTUNGSBEREITSTELLIG DURCH EMEN WASSERSTOFF. SAUERSTOFFBRENNER..................................................... 19 2.2. WARMESPEICHER IM HOCHTEMPERATURBEREICH ....................................... 19 2.2.1 ALLGEMEINES....................................................................... 20 2.2.1.1. ARTEN DER THERMISCHEN ENERGIESPEICHENMG . . . . . 20 2.2.1.2. ARTEN VON WAERMESPEICHERSYSTEMEN . . . . . . . . . . 23 2.2.1.3. WICHTIGE KENNGROESSEN ....................................... 24 2.2.2. WAERMESPEICHERARTEN.................................................................. 25 2.2.2.1. ZWEITANKWAERMESPEICHER .................................. 26 2222. FESTSTOFFWAERMESPEICHER ..................................... 27 2.2.2.3. THERMOCLINEWAERMESPEICHER ............................ 31 2.3. EINSATZ VON WAERMESPEICHEM IN DAMPFKRAFTWERKEN . . . . . . . . . . 32 3. ABSENKUNG DER ZWANGDURCHLAUFMINDESTLAST 35 3.1. ZIELE UND PROBLEME BEI DER A B SE N K IG DER ZWANGDURCHLAUFMINDEST LAST ....................................................................................................... 35 3.2. FRISCHDAMPF UND ZWISCHENUEBERHITZERTEMPERATUR UEBER DER LAST - ZU- SAMMEANGE ZWISCHEN ZWANGDURCHLAUFBEIEB, FRISCHDAMPFTEM- PERATUR, ZWISCHENUEBERHITZERTEMPERATUR UND FESTDRUCK- UND GLEIT- DRUCKREGELUNG...................................................................................... 40 3.3 GRUNDLAGEN ZUR BESTIMMUNG DER KLEINSTMOGLICHEN ZWANGDURCHLAUF E D E S T L A S T ............................................................................................ 42 3.3.1. SOMUNGSSORMEN UND SIEDEKRISEN DER ZWEIPHASENSTROEMUNG * BEHEIZTEN, VERTIKAL NACH OBEN DURCHSTROEMTEN ROHREN NACH HEIN,KASTNER &KOEHLER (1982) ............................................... 42 3.3.2. PERIODISCHE LIND APERIODISCHE STROEMIGSMSTABILITAETEN IN DAMPF- E RZ E U G E M ................................................................................. 48 3.3.2.1. LEDINEGG-INSTABILITAT ............................................... 50 3.3.2.2. D ICHTEW ELLEESTABILITAT ............................................ 54 3.3.2.3. PARALLELROHRINSTABILITAET ............................................ 55 3.3.2.4. DRUCKVERLUSTOSZILLATION ............................................ 55 3.4. MATHEMATISE MODEMERUNG ZUR B E R E C K I G DER SOMUNGSSTABILITAT 56 3.4.1. BUEANZGLEIAUNGEN ZUR BERECKUNG DER PERIODISCHEN IMD APE- RIODISCHEN S TOE RU N G SSTA B ILITAE T............................................... 57 3.4.1.1. MASSENBILANZ ............................................... .. . . . . 57 3.4.1.2. IMPULSBILANZ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 3.4.1.3. ENERGIEBILANZ ............................................................. 58 3.4.2. DRUCKABFALL DER EM- * * ZW EIPHASENSOM IG . . . . . . . . 58 3.4.2.1. DRUCKABFALL DER EM PHASENSOM IG . . . . . . . . . 60 3.4.2.2. DRUCKABFALL DER ZWEIPHASENSTROEMUNG . . . . . . . . 61 3.4.3. WAERMEUEBERGANG IN BEHEIZTEN, DURCHSTROEMTEN ROHREN . . . . . 62 3.4.3.1. KONVEKTIVER WAERMEUEBERGANG BEI ERZWUNGENER EIN- P H A S E N S * * M IG ....................................................... 63 3.4.3.2. WAERMEUEBERGANG BEI UNTERKUEHLTEM SIEDEN UND BLA- SENSIEDEN................................................................... 64 3.4.3.3. WAERMEUEBERGANG BEI DRYOUT . . . . . . . . . . . . . . 65 3.4.3.4. WAERMEUEBERGANG BEI FILMSIEDEN . . . . . . . . . . . . 65 3.4.4. MATHEMATISCHE HERANGEHENSWEISEN UND LOESUNGSMETHODEN 66 3.4.5. BEKAMTE MASSNAHMEN ZU STABILISIERUNG VON STROEMUNGEN . . 68 3.5. ALLGEMEINE BESCHREIBUNG DER BERECHNUNGEN, DIE ZUR UEBERPRUEFUNG EINER EVENTUELL MOEGLICHEN ABSENKUNG DER ZWANGDURCHLAUFMINDEST- LAST DURCHZUFUEHREN S I N D ...................................................................... 69 3.6. B ESTIM U N G DER WAERMEABGABE IN DER BRENNKAMMER UND DER B R E I- KAMMERWANDWAERMES^OMDICHTEVERTEILUNG ....................................... 73 3.6.1. W ARM EAUFRIAKE DER VERSCHIEDENEN HEIZFLAECHEN IM DAMPF- ERZEUGER BEI VARIATION DER LAST BZW. DES DRUCKS . . . . . . . . 73 3.6.2. B REIK AM M ERW AN D W ARRN EAAM E, MITTELWERT DER BRENNKAM- MERWANDWARMESOMDICHTE L D BERECHNUNG EINER LASTABHAN- GIGEN WARMESFAOINDICHTEVERTEILIG AUF DER VERDAMPFERWAND IN AOHANGIGKEIT VON DER FEUERUNG.......................................... 75 3.7 BESTIMMUNG DER BETRIEBSSICHERHEIT VON VERDAMPFER L D ECONOMISER 77 3.7.1. UEBERPRUEFUNG DER ROHRWANDTEMPERATUREN * TEMPERATUR DIFFERENZEN ZWISCHEN ROHRWAND UND FLUID LAENGS DER VERDAMP- FERROHRE .................................................................................... 77 3.7.1.1. T^ERPRUEFUNG DES AUFTRETENS VON S IE D E K R IS E N .... 77 3.7.1.2. UE B E RP RIIFIG DER M A * A L E N ROHRWANDTEMPERATU- REN UND MAXIMALEN TEMPERATURDIFFERENZEN ZWISCHEN DER ROHRWAND UND DEM F LU ID ................................. 79 3.7.2. EINFLUSS VERSCHIEDENER PARAMETER AUF DIE STATISCHE STABILITAET . 83 3.73. EINFLUSS VERSCHIEDENER PARAMETER AUF DIE FLUIDTEMPERATURDIF- FERENZEN AM V ERDAM PSERAUSITT............................................. 84 3.7.4. E5RIIUNG DER TEMPERATURSCHWANKUNGEN IN DEN VERDAMP- F E R R O H R E N . .............................................................................. 90 3.7.5. T^ERPRUEFUNG DER STATISCHEN STROEMUNGSTABILITAET DES ECONOMI- S E R S ............................................................................................ 90 37.5.1. STROMUNGSSTABILITAT IM ECONOMISER NACH STOFFELS (1971) 91 3.7.5.2. SOMUNGSSTABILITAT IM E CONOSER ALS VERDAMPFER, ROHRBUENDEL BEFRACHTET NACH LEDMEGG (1966) . . . . . 92 3.8 EINFLUSS VERSCHIEDENER PARAMETER AUF DIE FRISCHDAMPF UND ZWISCHEN. UEBERHITZERTEMPERATUREN...................................................................... 93 3.9 REGELIMGSTECHNISCHE LOESUNG ZUR ABSENKUNG DER ZWANGDURCHLAUF- E D E S TLA S T - EUROPAEISCHE PATENTANMELDUNG NUMMER 14179002.2-1607 95 3.10. STABILISIERUNG DER STROEMUNG IN HEIZFLAECHEN, INSBESONDERE VERDAMP- FEM BEI NIEDRIGEN LASTEN - DEUTSCHE PATENTANMELDUNG NUMMER 10 96 * . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 9 1 008 2013 3.10.1 NICHT REGELBARE GRUPPEN- ODER EINZEKOHRDROSSEB . . . . . . 99 3.10.2. REGELBARE GRUPPEN-ODER EINZELROHRDROSSELN. . . . . . . . . . 101 3.11. ZUSAMMENFASSUNG DER UNTERSUCHUNGSERGEBNISSE ZUR KLEINST MOGLI, CHEN ZWANGDURCHLAUFMMDESTLAST ..................................................... 105 XUI 4. AUSLEGUNG. SIMULATION UND OPTIMIERUNG VON THERMOCLINEWAERMESPEICHERN 109 4.1. SYSTEMBESCHREIBUNG DES THERMOCLMEWAERMESPEICHERS MIT FUELLMATE RIAL L D LITERATURUEBERSICHT UEBER DURCHGEFUEHRTE UNTERSUCHUNGEN NACH BEUSE(21 4 ) ........................................................................ : . . . . 109 4.2. LITERATUMBERSICHT UEBER MOEGLICHKEITEN ZUR SIMULATION VON THERMOCLI. NEWARMESPEICHEM * FESTSTOFFFALLIG NACH BEUSE (2014) . . . . . . 115 4.3. MODELLIERUNG UND SIMULATION VON THERMOCHNEWAERMESPEICHEM MIT F E S T S T O L L L U N G ................................................................................... 119 4.3.1. ENERGIEERHALTIMGSSATZ DES WAERME^AGERFLUIDES . . . . . . . . 120 4.3.2. E NERGIEERHALTIGSSATZDERF ESTSTOLLLIM G . . . . . . . . . . . 121 4.3.3. DURCHS^OEMTE SCHUETTUNGEN..................................................... 122 4.3.3.1. DRUCKVERLUST IN DURCHS^OEMTEN SCHUETTUNGEN . . . . 122 4.3.3.2. WAERMEUEBERGANG IN DURCHSTTOEMTEN SCHUETTUNGEN . . 123 4.3.3.3. WARMELEITIMG M DURCHSTTOMTEN S CHIITTIGEN . . . . 124 4.3.3.4. W A RM E S * * LIG IN DURSOM TEN S CHIITTIGEN . 125 4.3.4 U B ERP RIIFIG DES SIMULATIONSMODELIS ANHAND VON MESSDATEN AUS PACHECO, SHOWALTER & KOLB (2002) UND EINEM SIMULATIONS- MODEN AUS XU, WANG, HE, LI & BAI (2012B) . * . . . . . . . . . 125 4.4. AUSLEGUNG VON THERM OCKWAERM ESPEICHEM MIT FESTSTOFFFUELLUNG AN- HAND DES D -M O D ELLS........................................................................... 127 4.4.1. BESCHREIBUNG DER ANWENDUNG DES KD.MODELLS ZUR A U SLE G IG VON T H ERM O CK W AERM ESP EICH EM ....................................... 127 4.4.2. UEBERPRUEFUNG DES KD-MODELLS ANHAND DES SIMULATIONSMODELLS AUS KAPITEL 4.3........................................................................... 134 4.5. DATENBANK FTIR WAERMESPEICHERMATERIALIEN.......................................... 135 4.6. OPTBIUEENMG VON THERM ODEWAERM ESPEICHEM A T F E S T S T O F F I L G . 135 4.6.1. WIRTSCHAFTUECHER EINSATZ VON WAERMES^ . . . . . . . . . 135 4.6.2 DIMENSIONIERUNG UND INVESTITIONSKOSTEN............................... 136 4.6.3 SPEZIFISCHE SPEICHERKOSTEN NACH HEHLE (2012) . . . 137 4.6.4. EINFACHE OPTUNIERUNG EINES T HERM OCLEW ARM ESPEIEERS FUER EIN G UD -D RUCH UFTSPEICHERKRAW ERK.................................... 138 4.7 ZUSAMMENFASSUNG DER AUSLEGUNG, SIMULATION UND OPTIMIERUNG VON THERMOCLINEWARMESPEIERN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141 5. EINSATZ VON WAERMESPEICHERN ZUR F EXIBLSE UNG VON DAMPFKRAFTWERKEN 143 5.1. ALLGEMEME EINSATZMOEGLICHKEITEN L D EINSATZORTE VON WAERMESPEI- CHEM IN DAMPFKRAFTWERKEN................................................................ 143 5.2. KURZZEITIGES ANHEBEN UND ABSENKEN DER LAST DURCH WAERMESPEICHER PARALLEL ZU DEN VORWAERMERN M DER NIEDER- UND HOCHDRUCKVORWAR. M I G .................................................................................................... 144 5.2.1 ALLGEMEINE B E S C K I B I G DER BE- I D ENTLADEVORGAENGE . . . 146 5.2.1.1 BELADEVORGANG DER WARMESPEICHER - TEMPORAERE I - D E R L E I S T I G ................................................................ 147 5.2.1.2. ENTLADEVORGANG DER WAERMESPEICHER - TEMPORAERE MEHR- LE ISH IN G ...................................................................... 149 5.2.2. SIMULATION DER EINBINDUNG EINES WAERMESPEICHERS IN DIE NIE- D E RD RU C K V O RW A RM IG ............................................................. 149 5.2.2.1. MODELIUMFANG UND R ANDBEDIN^NGEN. . . . . . . . 150 5.2.2.2. ERGEBNISSE DER S K D A TIO N DES BELADEVORGANGS . . . 150 5.2.2.3. ERGEBNISSE DER S K D A TIO N DES ENTLADEVORGANGS. . . 152 5.3. KURZZEITIGES ABSENKEN UND ANHEBEN DER LAST SOWIE LEERLAUFBETRIEB UND ERHOEHUNG DER AN-, ABFAHR- UND LASTANDERNNGSGESCHWINDIGKEI- TEN DURCH WAERMESPEICHER PARALLEL ZU DEN HEIZFLAECHEN IM DAMPFER- ZEUGER .................................................................................................. 154 5.3.1 BESCHREIBUNG DER BE-UND ENTLADEVORGAENGE. . . . . . . . . . . 154 5.3.2. GEEIGNETE WAERMESPEICHERSYSTEME ZUR DAMPFPRODUKTION . . 161 5.3.2.1. WAEMESPEICHERSYSTEM ALS REIHENSCHALTUNG VON ZWEI ZWEITANKWARMESPEICHEM MIT DREI WARMEUEBERTRAGEMIEI 5.3.2.2. WAERMESPEICHERSYSTEM ALS REIHENSCHALTUNG VON ZWEI ZWEITOKWARMESPEICHEM UND EINEM LATENTWAERME- SPEICHER ZUR SPEICHERUNG DER VERDAMPBNGSWAERME I D DREI W AERM EUEBERTRAGERN .................................... 164 5.3.2.3. WARMESPEICHERSYSTEM AUS EINEM ZWEITANKWAERME- SPEICHER UND EINEM WAERMEUEBER^AGER . . . . . . . . 166 5.4. ZUSAM M ENFASSIG ZUM EINSATZ VON WAERMESPEICHERN ZUR FLEXIBILI- SIERUNG VON DAMPFKRAFTWERKEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167 6. ZUSAMMENFASSUNG 171 7. LITERATURVERZEICHNIS 175 ANHANG 195 A BEHAELTERAUSLEGUNG - BEHAELTER MIT SCHUETTGUT 195 .. WANDSTAERKE DES BEHAELTERS UND DES D E C K E LS ....................................... 195 .2. WANDSTAERKE DES BODENS ...................................................................... 199 .3. WANDSTAERKE DER ISOLIERUNG................................................................... 199 *.4. F I D A M E N T ............................................................................................ 202 B. MATERIALDATENBANK 203
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