Neue Werkstoffe für Dampferzeuger mit Wirkungsgraden über 50 % (MARCKO DE 2)

Projektnummer 198

Für die Zielsetzung, Dampfkraftwerke mit Nettowirkungsgraden von über 50 % zu konzipieren, sind Dampf-Prozesstemperaturen von 650 bis 700 °C und Dampfdrücke von 300 bis 375 bar vorgesehen. Für Rohrwände, die feuerraumseitig heißen Rauchgasen ausgesetzt sind, liegen die Materialtemperaturen noch um 30 bis 40 K höher als die des Frischdampfs. Sie unterliegen zusätzlich korrosiven Angriffen.

Für derartige Verwendungszwecke ist der Einsatz von Nickelbasislegierungen unumgänglich. Diese sind bisher nur für Einsatzzwecke mit kürzeren Standzeiten bis etwa 1.000 Betriebsstunden konzipiert worden. Wichtige Aspekte für die Verarbeitung (Warmumformbarkeit, Schweißbarkeit, Biegeeigenschaften) sind noch unbekannt.

Das Projekt bezweckt, den bisher als Brennkammerauskleidung von stationären Gasturbinen eingeführten Werkstoff NiCr23 Co12 Mo (Alloy 617) auch für Austrittssammler und Überhitzerrohre in Dampferzeugern von fossil gefeuerten Kraftwerken zu qualifizieren. Ziel ist es, eine 100.000-Betriebsstunden-Zeitstandfestigkeit von ca. 100 MPa zu erreichen.

Auf Antrag der Staatlichen Materialprüfungsanstalt (MPA) der Universität Stuttgart, Prof. Eberhard Roos, sowie von vier Herstellerfirmen sollen diese neuen Dampferzeugerwerkstoffe für den Temperaturbereich bis 700 °C experimentell untersucht werden. Das Projekt soll in der Zeit vom 1. April 1999 bis zum 31. März 2003 bearbeitet werden und wird seitens der VGB befürwortet und betreut durch den VGB-Fachausschuss "Werkstoffe und Qualitätssicherung".

Das Vorhaben steht im Zusammenhang mit anderen, von VGB im Rahmen des Schwerpunktes "Neue Werkstoffe für Kraftwerke" (NWK) geförderten Projekten. Diese betreffen Werkstoffe für Dampfturbinen, Dampferzeuger und stationäre Gasturbinen. Das vorliegende Projekt wird im Rahmen des Werkstoffprogramms "Materialrealisierung CO2-armes Kohlekraftwerk" (MARCKO) vom Bundesministerium für Wirtschaft (BMWi, Projektnummer 0327062) und der Forschungsvereinigung der Arbeitsgemeinschaft der Eisen und Metall verarbeitenden Industrie e. V. (AVIF, Projektnummer 130) gefördert.