Dreißigacker, Volker and Müller-Steinhagen, Hans and Zunft, Stefan (2011) Thermomechanische Aspekte für den Entwurf von großen Hochtemperatur-Schüttspeichern. Thermodynamik-Kolloquium 2011, 2011-10-04 - 2011-10-06, Frankfurt am Main, Deutschland.
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Abstract
Thermische Speichersysteme sind zentrale Elemente verschiedener, aus erneuerbarer Energie und konventionell betriebener Kraftwerkstypen. Für gasförmige Wärmeträgermedien in einem Temperaturbereich zwischen 500 und 1000°C stellen direkt durchströmte Wärmespeicher kostengünstige Lösungen dar. Zwei vielversprechende Anwendungsbeispiele sind solarthermische Turmkraftwerke und Adiabate Druckluftspeicherkraftwerke. Verwandte, heute genutzte Anwendungen dieses Speichertyps sind z.B. Regeneratorspeicher in der Stahl- und Glasindustrie. Als Speicherinventar dienen dabei keramische Formsteine. Eine für Kraftwerksanwendungen benötigte Verbesserung der Kosteneffizienz ist mit Keramikinventar jedoch schwer erreichbar. Als Alternative kommen Schüttungen in Betracht, die im Vergleich mit Keramiksteinen zwar ein großes Kostenreduktionspotenzial eröffnen, allerdings auch mit erheblichen technischen Unsicherheiten behaftet sind. Im Fokus dieses Beitrags stehen Aspekte der Beanspruchung der Isolationsmaterialien und der Behälterinnenwand durch Schüttkörper während des zyklischen Speicherbetriebs. Die dabei auftretenden thermomechanischen Kräfte können einerseits mit einem partikelbasierten Modell nach der discrete element method (DEM) berechnet und andererseits mit einem Versuchsschüttspeicher mit einer Speichermasse von 1,8t messtechnisch erfasst werden. Basierend auf dem so entwickelten und validierten thermomechanischem Partikelmodell werden Kontaktbelastungen und daraus abgleitet Lebensdauern von großmaßstäblichen Schüttspeicheraufbauten berechnet. Dazu dienen die ermittelten zyklischen Kontaktkräfte als Eingangsgrößen eines strukturmechanischen Kontaktmodells, mit dem sich Materialbelastungen und Haltbarkeiten bestimmen lassen. Ziel dieser Arbeit ist es, geeignete Entwurfskonzepte zu entwickeln, die die thermischen und mechanischen Voraussetzungen erfüllen.
Item URL in elib: | https://elib.dlr.de/71464/ | ||||||||||||||||
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Document Type: | Conference or Workshop Item (Poster) | ||||||||||||||||
Title: | Thermomechanische Aspekte für den Entwurf von großen Hochtemperatur-Schüttspeichern | ||||||||||||||||
Authors: |
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Date: | 2011 | ||||||||||||||||
Open Access: | No | ||||||||||||||||
Gold Open Access: | No | ||||||||||||||||
In SCOPUS: | No | ||||||||||||||||
In ISI Web of Science: | No | ||||||||||||||||
Keywords: | Thermomechanik, Regenerator, Schüttung, Wärmespeicher | ||||||||||||||||
Event Title: | Thermodynamik-Kolloquium 2011 | ||||||||||||||||
Event Location: | Frankfurt am Main, Deutschland | ||||||||||||||||
Event Type: | national Conference | ||||||||||||||||
Event Start Date: | 4 October 2011 | ||||||||||||||||
Event End Date: | 6 October 2011 | ||||||||||||||||
Organizer: | DECHEMA und VDI | ||||||||||||||||
HGF - Research field: | Energy | ||||||||||||||||
HGF - Program: | Efficient Energy Conversion (old) | ||||||||||||||||
HGF - Program Themes: | E EV - Energy process technology (old) | ||||||||||||||||
DLR - Research area: | Energy | ||||||||||||||||
DLR - Program: | E EV - Energy process technology | ||||||||||||||||
DLR - Research theme (Project): | E - Thermochemische Prozesse (old) | ||||||||||||||||
Location: | Stuttgart | ||||||||||||||||
Institutes and Institutions: | Institute of Engineering Thermodynamics > Thermal Process Technology | ||||||||||||||||
Deposited By: | Dreißigacker, Volker | ||||||||||||||||
Deposited On: | 13 Dec 2011 11:04 | ||||||||||||||||
Last Modified: | 24 Apr 2024 19:37 |
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