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Entwicklung keramischer Plattenwärmeübertrager für Einsatztemperaturen bis 1250 °C

Schulte-Fischedick, Jan und Zunft, Stefan (2007) Entwicklung keramischer Plattenwärmeübertrager für Einsatztemperaturen bis 1250 °C. 39. Kraftwerkstechnisches Kolloquium, 2007-10-11 - 2007-10-12, Dresden.

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Kurzfassung

Der Einsatz derzeitig verfügbarer, rekuperativ betriebener Wärmeübertrager ist aufgrund der thermischen Belastbarkeit metallischer Werkstoffe auf Materialtemperaturen bis ca. 950 °C begrenzt. Durch die Überwindung dieser Einsatzgrenze ließe sich der Wirkungsgrad zahlreicher Prozesse signifikant steigern. Dies erfordert die Verwendung rein keramischer Wärmeübertrager. Im Bereich der Kraftwerkstechnik könnten solche Rekuperatoren die Exergieverluste bei den Kombiprozessen mit Integrierter Vergasung (IGCC) signifikant senken. Ein Prozess, der ohne einen keramischen Rekuperator kaum sinnvoll betrieben werden kann, ist die externe Befeuerung von Gasturbinen (EFGT). Hierbei treten neben den hohen Temperaturen auch Druckdifferenzen von bis zu 20 bar zwischen beiden Gasströmen auf. Weitere Einsatzfelder sind im Bereich der Wärmerückgewinnung bei extremen Temperaturen oder bei der Wasserstoffgewinnung mittels thermochemischer Prozesse zu finden. Für diese Anwendungen der Hochtemperaturwärmeübertragung wird am DLR-Institut für Technische Thermodynamik ein keramischer Plattenwärmeübertrager auf der Basis des "Offset Strip Fin“ (OSF)- Designs entwickelt. In diesem Beitrag wird ein Überblick über den aktuellen Stand der Entwicklung gegeben. Zunächst wird beschrieben, wie eine Massenherstellung aus Siliciumkarbid (SiC) realisiert werden kann, die die Einbringung eines Korrosionsschutzsystems auch im Inneren des Wärmeübertragers ermöglicht. Anhand eines beispielhaften EFGT- Prozesses wird anschließend die wärmetechnische und strukturmechanische Auslegung vorgestellt. Eine Wirtschaftlichkeitsanalyse demonstrierte, dass diese Rekuperatoren in unterschiedlichen Prozessen ökonomisch eingesetzt werden können. Aufgrund der besonderen EEG- Förderung für Biomasse- Verstromung im Leistungsbereich kleiner 5 MWel bietet sich ein solcher EFGT- Prozess als Markteintritts- Anwendung an.

Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag, Paper)
Titel:Entwicklung keramischer Plattenwärmeübertrager für Einsatztemperaturen bis 1250 °C
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-Adresse der Autoren
Schulte-Fischedick, JanNICHT SPEZIFIZIERT
Zunft, StefanNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:10 Oktober 2007
Referierte Publikation:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der Herausgeber
Bauer, F.NICHT SPEZIFIZIERT
Altmann, H.NICHT SPEZIFIZIERT
Maier, J.NICHT SPEZIFIZIERT
Beckmann, M.NICHT SPEZIFIZIERT
Meyer, B.NICHT SPEZIFIZIERT
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Hochtemperatur-Wärmeübertrager, keramischer Wärmeübertrager, keramisches Design, EFCC, Wärmerückgewinnung
Veranstaltungstitel:39. Kraftwerkstechnisches Kolloquium
Veranstaltungsort:Dresden
Veranstaltungsart:nationale Konferenz
Veranstaltungsdatum:2007-10-11 - 2007-10-12
Veranstalter :TU Dresden
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Rationelle Energieumwandlung (alt)
HGF - Programmthema:E VG - Verbrennungs- und Gasturbinentechnik (alt)
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E VG - Verbrennungs- und Gasturbinentechnik
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Gasturbine (alt)
Standort: Stuttgart
Institute & Einrichtungen:Institut für Technische Thermodynamik > Thermische Prozesstechnik
Hinterlegt von: Dr.-Ing. Jan Schulte-Fischedick
Hinterlegt am:26 Nov 2007
Letzte Änderung:27 Apr 2009 14:17

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