Im Rahmen dieser Dissertation werden für eine steinkohlegefeuertes Dampfkraftwerk der nächsten Generation mit 705 C Frischdampftemperatur und 365 bar Druck sowohl dynamische, als auch detailliert gekoppelte Simulationen durchgeführt. Als Software für die dynamische Simulation wird APROS herangezogen. Das erzeugte Gesamtmodell beinhaltet neben dem Dampferzeuger, der Turbine, dem Kondensator und den Vorwärmgruppen auch ein Mühlenmodell sowie die nötigen Regelungen für Temperatur, Druck, Speisewasser, Leistung und An- und Abfahren. Es ermöglicht neben der Ermittlung der Dynamik des Kraftwerks im Lastbetrieb und der Reserven der Primärregelung auch An- und Abfahrvorgänge abzubilden. Von besonderem Interesse sind dabei die auftretenden Schädigungen der kritischen Bauteile. Um diese Schädigungen online ermitteln zu können, wird ein Schädigungsmodell basierend auf der DIN EN 12952 implementiert, das die Kriechund die Ermüdungsschädigung der entsprechenden Bauteile aufzeichnet. Weiter wird ein detailliertes Modell entwickelt, das es ermöglicht, Rückschlüsse von Beheizungsschieflagen, Verschmutzungen und Störungen wie Mühlenausfälle auf den Kessel zu schließen. Dazu werden die Feuerungs- und die Dampfseite entkoppelt. Die Dampfseite wird wieder mit APROS abgebildet, allerdings wird das oben erwähnte Gesamtmodell von einem Strang auf vier Stränge erweitert. Die Feuerung wird mittels ANSYS FLUENT dreidimensional simuliert. Beide Modelle werden miteinander gekoppelt. Dabei liefert die ANSYS FLUENT Simulation als Ergebnis die Wärmeströme an die Membranwand und die Heizbündel, die als Randbedingung für die APROS Simulation dienen. Auf der Dampfseite werden die Rohrinnenwandtemperaturen berechnet, die wiederum als Randbedingung für die Feuerungsseite herangezogen werden. Die Lösung wird somit iterativ ermittelt. Als Schnittstelle zur Übergabe der Randbedingungen zwischen Feuerungs- und Dampfseite wird MATLAB verwendet. Die Untersuchungen zeigen, dass die Dynamik des Kraftwerks mit derer von aktuellen Kraftwerksblöcken vergleichbar ist. Die Schädigungsberechnungen bestätigen, dass sich die neuen Nickelbasislegierungen für den Einsatz im 700 C Kraftwerk eignen. Auch die Einflüsse von Beheizungsschieflagen, Heizflächenverschmutzungen und Mühlenausfällen kann die Feuerung in Kombination mit der Strangüberkreuzung sehr gut ausgleichen.     «

Im Rahmen dieser Dissertation werden für eine steinkohlegefeuertes Dampfkraftwerk der nächsten Generation mit 705 C Frischdampftemperatur und 365 bar Druck sowohl dynamische, als auch detailliert gekoppelte Simulationen durchgeführt. Als Software für die dynamische Simulation wird APROS herangezogen. Das erzeugte Gesamtmodell beinhaltet neben dem Dampferzeuger, der Turbine, dem Kondensator und den Vorwärmgruppen auch ein Mühlenmodell sowie die nötigen Regelungen für Temperatur, Druck, Speis...     »

In this dissertation transient and detailed coupled simulations are performed for a coalfired power plant with live steam parameters of 705 C and 365 bar. The simulation tool used for the dynamic simulation is APROS. The overall model generated also includes, in addition to the steam generator, the turbine, the condenser and the preheater groups, a model for the mills as well as the necessary controls for temperature, pressure, feedwater, unit, start-up and shutdown. In addition to determining the power plant dynamics during operation under load and the primary reserves, start-ups and shutdowns are also simulated. To determine the life assessment of critical thick-walled components, a model, based on the DIN EN 12952 is implemented which makes it possible to calculate creep and fatigue damage online. In addition, a detailed model is developed to enable conclusions to be drawn concerning the influence of heating imbalances, fouling and mill malfunctions on the steam generation. Therefore the fire- and steamside are simulated separately. The steamside is again modeled in APROS, though here the above mentioned overall concept is increased from one to four strands. The fireside is calculated with a three-dimensional CFD simulation using ANSYS FLUENT. The two models are coupled with each other. The ANSYS FLUENT simulation thereby delivers the heat flow to the membrane walls and the tube bundles. These two parameters serve as a boundary condition for the APROS simulation. On the steamside the inner tube wall temperatures are calculated which in turn are used as boundary condition for the fireside simulation. The solution is therefore iteratively calculated. MATLAB is used as interface for submitting the boundary conditions between fire- and steamside. The investigations show that the power plant dynamics are comparable with the state of the art of coal-fired power plants. The life assessment confirms that the newly developed nickel-based alloys are adapted for operation in the 700 C power plant. In addition, the influences of heating imbalances, fouling and mill malfunction are effectively handled by the tangential firing in combination with the strand mixing on the steamside     «

In this dissertation transient and detailed coupled simulations are performed for a coalfired power plant with live steam parameters of 705 C and 365 bar. The simulation tool used for the dynamic simulation is APROS. The overall model generated also includes, in addition to the steam generator, the turbine, the condenser and the preheater groups, a model for the mills as well as the necessary controls for temperature, pressure, feedwater, unit, start-up and shutdown. In addition to determin...     »