CFD-Simulationsmethoden für H2-O2-Hochdruck- Dampfgeneratoren zur Stromnetzstabilisierung

In diesem Projekt sollen numerische Methoden der Strömungs- und Verbrennungssimulation (CFD) für industrielle Anwendungen weiterentwickelt werden, im Speziellen für Hochdruck-Dampferzeuger in Kraftwerken.

Diese sollen den aus überschüssiger regenerativer Energie gewonnenen Wasserstoff und Sauerstoff in einer speziellen Kammer verbrennen und den generierten Dampf zu Frequenzstützungs­maßnahmen auf die Dampfturbine leiten. Auch wenn die Verbrennung von Wasserstoff selbst bereits seit Langem bekannt ist, unterscheidet sich die vorgeschlagene Anwendung durch „extreme“ thermodynamische Bedingungen. Heutige para­metrisierte numerische Werkzeuge wurden dafür nicht ausgelegt. Dies führt dazu, dass viele darin benutzte Modellierungen neu bilanziert werden müssen. Weiterhin werden bei der Verbrennung TCI-Effekte (Turbulenz-Chemie-Interaktion) relevant, die bisher nicht berücksichtigt wurden. Auch die Phänomenologie des „Jet-in-Crossflow“, der sich bei einer hochreaktiven Querströmung von 400m/s kontrolliert über den gesamten Querschnitt verteilen muss, stellt hohe Ansprüche an die Modelle.

Absicht der Antragsteller ist es, durch Untersuchungen und Validierungen die Simulationsmethodik soweit auszuarbeiten, dass sie für die Entwicklung und Auslegung der vorgeschlagenen Brennkammer genutzt werden kann.
 
Lesen Sie mehr zum aktuellen Projektstand im Jahresbericht 2021 der Bayrischen Forschungsstifung
 

 

Projektleitung

NUMECA Ingenieurbüro

 

Projektpartner

Technische Universität München
Lehrstuhl für Turbomaschinen und Flugantriebe
Extraordinariat Raumfahrtantriebe