Ausgehend von Anwendungsproblemen des Werkzeugs „Modellierung und Simulation“ wird eine praxisnahe Vorgehensweise abgeleitet, die simulationsbasierte Vergleichsstudien unter den Aspekten Nachvollziehbarkeit, Vergleichbarkeit und Realitätsnähe erlaubt. Diese wird am Beispiel der Entwicklungsoptionen der Großkraftwerkstechnik hinsichtlich Wirkungsgradsteigerung und CO2-Emissionsminderung genutzt. Betrachtet werden stein- und braunkohlebefeuerte Dampfkraftwerke nach dem Stand der Technik, deren möglichen Fortentwicklung durch gesteigerte Dampfparameter, Braunkohlevortrocknung sowie CO2-Abtrennung im Post-Combustion- und Oxyfuel-Verfahren. Zudem werden die Unterschiede verschiedener Gasturbinenmodelle bei erdgasbefeuerten GuD-Kraftwerken untersucht.
Aktualisiert: 2023-01-01
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Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein Simulationsmodell zur Bestimmung korrosiver Atmosphären in Kohlefeuerungen entwickelt. Um die Konzentrationen der kurzlebigen korrosiven Gase berechnen zu können, ist ein detaillierter Reaktionsmechanismus für die Gasphase notwendig. Es wurde ein Freisetzungsmechanismus zur Beschreibung der Freisetzung von Schwefel und Chlor aus der festen Phase in die Gasphase entwickelt und implementiert. Eine wesentliche Voraussetzung für eine genaue Vorhersage der Freisetzung schwefel- und chlorhaltiger Stoffe ist die genaue Kenntnis der Zusammensetzung der Kohle. Dazu wird eine Berechnungsmethode vorgestellt, mit der die Zusammensetzung der mineralischen Substanz bestimmt werden kann. In der Arbeit werden die Validierung und eine Anwendung des Modells beschrieben. Im zweiten Teil dieser Arbeit wird die Modellierung der Wärmestrahlung in Oxyfuel-Feuerungen untersucht. Bei der Planung und Auslegung von Kraftwerken sind Kenntnisse über den Wandwärmestrom von entscheidender Bedeutung. Ein weit verbreitetes Modell für die Simulation von Gasstrahlung ist das Weighted-Sum of Gray Gases Modell (WSGGM). In dieser Arbeit wurde die Brennkammer eines Oxyfuel-Kraftwerks im Demonstrationsmaßstab simuliert. Die Gasstrahlung wurde mit den verschiedenen WSGG-Modellformulierungen abgebildet. Zusätzlich wurde der Einfluss der Partikelstrahlung auf den Wärmetransport untersucht und es werden verschiedene Modellierungsansätze vorgestellt.
Aktualisiert: 2023-01-01
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