Ausgabe - VGB PowerTech Journal 7/2018

Editorial: Kommunikation im Wandel

Christopher Weßelmann

Die Energietechnik und ihre Fortentwicklung ist zweifelsohne das strategische Element und sie ist bestimmend für den langfristigen Erfolg der Energiewende und dies ohne Einschränkung auf die Technologie. Die Energietechnik hat in den vergangenen Jahrzehnten beeindruckende Resultate geliefert und zwar auch für alle Energietechnologien. [weiter...]

Datenanalyse der Ergebnisse von Ultraschallprüfungen für die probabilistische Bruchmechanik

Johannes Vrana, Kai Kadau und Christian Amann

Technisch anspruchsvolle Bauteile, wie zum Beispiel Rotorschmiedeteile für den Energiesektor, werden mit zerstörungsfreien volumetrischen und Oberflächenprüfverfahren untersucht – entweder manuell oder mit automatisierten Systemen. Die bei der automatisierten Prüfung gewonnenen Daten werden weiter verarbeitet und analysiert. Ebenso analysiert der Prüfer die Informationen aus den Ergebnissen einer manuellen Inspektionen. Ergebnisse, wie Größe und Lage von Anzeigen, sowie die Prüfbedingungen, wie Informationen zu Empfindlichkeit und Dämpfung der Messung, werden in Berichten sowohl für manuelle als auch für automatisierte Prüfung zusammen gefasst. Schließlich werden diese Berichte gedruckt, signiert und archiviert. Die in den meisten dieser Berichte enthaltenen Daten können eine weitergehende Bedeutung besitzen. Eine mögliche Anwendung für eine weitere Datenanalyse liegt in der probabilistischen Bruchmechanik. Mittels einer fortgeschrittenen Datenbank können gewonnene Ergebnisse aus Prüfungen für einen effizienten Zugriff mit statistischen Analysen aufbereitet werden. Anhand eines Beispiels der probabilistischen Bruchmechanik für schwere Rotorschmiedeteile, eine aus Sicht der Prüfung anspruchsvolle Komponente, wird das Verfahren vorgestellt. Vorläufige Analysen, einschließlich Nachweiswahrscheinlichkeit, Indikationsverteilung sowie Vergleiche zur Nachweisempfindlichkeit werden vorgestellt.

Lebensdauerverlängerung für Kesselwandrohre in biomassebefeuerten Kesseln

Colin Davis, Iain Hall und Daniel Spalenka

Abhängig von der Brennstoffzusammensetzung kann in biomassebefeuerten Kesseln eine unzulässig hohe Korrosion der Kesselrohre auftreten. Dies kann zu schlechteren Dampfbedingungen und damit geringeren thermischen Wirkungsgraden sowie einem erhöhten War­tungs­aufwand bis hin zum Austausch der Rohre führen. Korrosionsbeständige Beschichtungen bieten Schutz vor erhöhter Korrosion, wobei häufig Schweißüberzüge aus Alloy 625 verwendet werden. Es stehen mehrere alternative Beschichtungslegierungen und Applikationsverfahren ur Verfügung, die einen kostengünstigen Schutz bieten können. Da der Auftrag von Beschichtungen mit erheblichen Kosten und Stillstandszeiten verbunden ist, benötigen Kesselbetreiber Informationen zum erwartenden späteren Nutzen. Es ist allgemein anerkannt, dass Alloy-625-Beschichtungen durchweg einen guten Schutz bieten und als bewährte Lösung für den Korrosionsschutz von Keselwänden gelten. Für eine Auswahl alternativer Beschichtungen und Plattierungsmaterialien und -verfahren fehlen ausreichende Langzeit­erfahrungen, um einen Vergleich mit einer Alloy-625-Beschichtung durchzuführen.

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Die fünf Kernelemente des Schwerstörfall-Managements – Teil für die Entwicklung eines Industriestandards

George Vayssier

Der Unfall von Fukushima-Daiichi hat ein erneutes Interesse an Werkzeugen und Standards zur Beherrschung schwerer Störfälle entwickelt. Bemerkenswert ist, dass die Ansätze dazu überprüft wurden und Funktionen aus den gewonnenen Erkenntnissen hinzugefügt wurden. Die verschiedenen Ansätze für das Schwerstörfall-Management variieren aber erheblich: Dies resultiert in unterschiedlichen Maßnahmen, unterschiedliche Prioritäten für die verschiedenen Aktionen, unterschiedlicher Personalverantwortung und unterschiedlichen Arten der Kommunikation an die Behörden. Es stellt sich die Frage nach einer gemeinsamen Grundlage. In dieser Arbeit werden die fünf Elemente behandelt, die der Autor als die notwendigen Werkzeuge für die Beherrschung schwerer Unfälle erachtet um Folgen zu minimieren. Diese fünf Elemente sollten in gut entwickelten Schulungen und Übungen geschult werden, die alle Funktionen des Unfallmanagements beinhalten. Ein gemeinsamer Industriestandard sollte zudem Ziel sein.

Bewertung von RELAP/SCDAPSIM/MOD3. X anhand von Integralexperimenten

Chris M. Allison und Judith K. Hohorst

Der RELAP/SCDAPSIM-Code, der das Verhalten von Reaktorsystemen unter Normal- und Unfallbedingungen simuliert, wird von Innovative Systems Software (ISS) im Rahmen des internationalen SCDAP-Entwicklungs- und Schulungsprogramms (STDP) entwickelt. Das von ISS entwickelte RE-LAP/SCDAPSIM nutzt die zugänglichen SCDAP/RELAP5-Modelle und Korrelationen. Auf Experimenten basierende Versionen enthalten verbesserte Modelle für LWRs mit verbesserten SCDAP-Modellen und Korrelationen. Die neuen Modelle werden vorgestellt und es wird beschrieben, wie diese in die experimentellen Versionen von RELAP/SCDAPSIM integriert wurden. Darüber hinaus werden die umfangreichen Evaluierungs- und Verifikationsaktivitäten vorgestellt, die derzeit von ISS und Universitäten sowie Instituten weltweit durchgeführt werden.

Experimentelle Untersuchungen zur Naturkonvektion eines Wasserkreislaufs unter überkritischen Bedingungen

Dongliang Ma, Tao Zhou, Bing Li und Yanping Huang

Die thermohydraulischen Eigenschaften des Wasser-Naturumlaufs spielen eine wichtige Rolle für die Sicherheit und Auslegung wassergekühlten Reaktoren der Generation IV unter überkritischen Bedingungen. Von hoher Bedeutung ist der Wärmeübergang bei Naturkonvektion. Dazu wurden die Wärmeübertragungseigenschaften unter verschiedenen Systemdrücken bei Naturkonvektion untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass die Schwankungen der unterkritischen Flussrate (für die natürliche Zirkulation) im Vergleich zur überkritischen Flussrate relativ gering sind. Bei Erhöhung der Heizleistung wurde beobachtet, dass die Amplitude (und der Zeitraum) der Fluktuation für die natürliche Zirkulation von überkritischem Wasser tendenziell größer wird. Dies zeigt tendenziell das Vorhandensein von Strömungsinstabilitäten im überkritischen Bereich. Das Phänomen der Strömungsinstabilität kann auch beobachtet werden, wenn der Systemdruck plötzlich vom überkritischen Druckzustand in den unterkritischen Zustand übergeht. Im Bereich des Testauslasses steigt dabei die Temperatur schlagartig an, während im Bereich des Einlasses der Versuchseinrichtung eine Propfenwirkung beobachtet werden kann.

Wirtschaftliche Speicher als Herzstück der Energiewende

KlimaEpo.NRW

Die Zukunft des Sonnenstroms ist abhängig von effizienten Akkus. Doch das Geschäftspotenzial der Speichertechnologien ist bislang längst nicht ausgereizt. Die Batterien des Start-ups volterion steigern den Eigenstromverbrauch eines Objekts auf bis zu 80 Prozent – ob im Einfamilienhaus der in größeren Gebäuden. Das von der KlimaExpo.NRW qualifizierte Projekt trägt so dazu bei, den Ausbau der Erneuerbaren Energien voranzutreiben, denn mit den kompakten Speichern kann der selbst erzeugte Strom auch nachts und während sonnenarmer Stunden wirtschaftlich genutzt werden.

Technologiezentrum für Zukunftsenergien Lichtenau: Ideenschmiede für Erneuerbare Energien

M.A. Günter Voß

Die Stadt Lichtenau hat sich bereits früh aufgemacht, um die Energiewende mitzugestalten – dabei ist das Technologiezentrum Lichtenau (TZL) entstanden, das als Kompetenzzentrum und Ideenschmiede für neue, zukunftsweisende Energielösungen dient und jungen Unternehmern und Start-Ups aus dem Bereich der Erneuerbaren Energien kostengünstige Mietflächen bietet. Dabei geht das Zentrum selbst mit gutem Beispiel voran und bezieht Strom und Wärme ausschließlich aus Erneuerbaren Energien wie Geothermie und Windkraft. Für sein Engagement wurde die Einrichtung als Schrittmacher für den Klimaschutz in die KlimaExpo.NRW aufgenommen.

Ist volatile Stromeinspeisung durch Speicherung zu bändigen?

Albrecht Pfaud

Die Energiewende beschert den Netzbetreibern nicht nur wie bisher eine kurzfristig veränderliche Nachfrage nach Strom (Load), sondern auf der Produktionsseite wegen der volatilen Einspeisung von Windund Sonnenstrom auch ein ebenso kurzfristiges Angebot. Während die Sicherstellung der Netz-stabilität bereits hohe Ansprüche an die Regelungstechnik stellt, steht die Antwort auf die Frage aus, ob durch Speicherung ein Ausgleich von Überschuss und Mangel der Stromproduktion aus Wind und Sonne über längere Zeiträume (Monate) geleistet werden ann. In diesem Beitrag wird gezeigt, dass Analogien zu Versorgungsspeichern in der Wasserwirtschaft herangezogen werden können: Batteriespeicher können ähnlich wie Talsperren bemessen werden.

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