Ausgabe - VGB PowerTech Journal 12/2019

Strom für die digitale Zukunft

Christopher Weßelmann

Das Internet ist heute aus unserem Alltag und unseren Leben nicht mehr wegzudenken. Das Internet verfolgt uns auf Schritt und Tritt. Privat, im Haushalt, wenn uns das Internet mit Informationen über Fernsehen, Radio oder am PC begleitet oder auch an weit entfernten Orten dieser Erde, wenn es über vernetzte Geräte zum Geschehen Zuhause informiert. [weiter...]

Ein integrierter Ansatz für ein risikoorientiertes Entscheidungsmanagement

Howard Chapman, Maria Cormack, Caroline Pyke, John-Patrick Richardson und Reuben Holmes

Eine besondere Kombination von Herausforderungen bei der Planung und Umsetzung von großen und kleinen Projekten ist in der Nuklearindustrie vorzufinden. Die Anforderungen des Rechtsrahmens, die unterschiedlichen Interessengruppen, die Kosteneffizienz der Investitionen und das Management tatsächlicher und vermeintlicher Risiken tragen alle zur Komplexität bei der Entscheidungsfindung bei. Es müssen pragmatische Entscheidungen getroffen werden, um all diese sowie weitere Faktoren auszubalancieren. Die beste Lösung, um ein Problem heute zu lösen, ist vielleicht morgen nicht mehr die beste Lösung. Die Herausforderung besteht darin, die Ungewissheit des Entscheidungsprozesses zu verstehen und zu zeigen, dass Entscheidungen transparent getroffen werden. In diesem Beitrag wird eine Lösung für die Entscheidungsfindung untersucht, die dazu beiträgt, dass es aufgrund der Komplexität des Problems nicht zu einer mangelnden Akzeptanz von Beteiligten kommt. Die Methode fördert die Kommunikation mit allen Stakeholdern sowohl vor, während und nach dem Entscheidungsprozess und vermittelt die Ergebnisse auf einfache und sehr visuelle Weise, um alle unterschiedlichen Interessen und Standpunkte zu berücksichtigen.

Probleme, Lösungen und Neuaufbau einer Bettaschekühlung mit einem fluidisierten Aschekühler

Joachim Plackmeyer, Adlan Omer und Georg Saarmann

In zirkulierenden Wirbelschichtanlagen kommt es immer wieder zu Problemen mit dem Kornhaushalt in der Brennkammer und damit zusammenhängend zu Problemen der Bettentaschung und damit auch der Bettaschekühlung. Einleitend werden die Wirkungen der verschiedenen Korngrößenklassen der Bettasche auf die interne und externe Aschezirkulation und auch auf die Verbrennung aufgezeigt. Daraus ergibt sich die Notwendigkeit einer gezielten und konsequenten Bettpflege durch eine leistungsfähige Entaschung. An einem konkreten Beispiel werden die Besonderheiten eines fluidisierten Aschekühlers geschildert und die aufgetretenen Probleme, ihre Ursachen und Lösungen beschrieben. Die Art der Probleme waren Versinterungen, Bildung von großen Aschebrocken und Verstopfungen, wodurch sich auch immer wieder eine Rückwirkung auf die erforderliche Fahrweise der Anlage ergab. Der Neuaufbau des Aschekühlers mit den wichtigsten Details wird vorgestellt sowie die Betriebserfahrungen mit dem neuen Aschekühler geschildert.

Perspektivische Entwicklung der Stromerzeugung Europas

Stefan Ulreich und Hans-Wilhelm Schiffer

Der europäische Kraftwerkspark wird – bedingt durch die technische Lebensdauer der konventionellen Anlagen – in den Jahren 2025 bis 2030 einen Paradigmenwechsel erleben. Der absehbare Wandel wird durch die in den letzten Jahren zunehmenden Bestrebungen, Kern- und Kohlekraftwerke vor dem Ende ihrer technischen und ökonomischen Lebensdauer stillzulegen, verstärkt. Die wegbrechende Erzeugungsmenge aus konventionellen Kraftwerken kann durch den Zubau an erneuerbaren Energien kompensiert werden. Allerdings muss zur Aufrechterhaltung der Stabilität im Netz erreicht werden, dass zu jeder Zeit die notwendige gesicherte Leistung verfügbar ist. Konventionelle Kraftwerke, die bisher den größten Teil der gesicherten Leistung bereitstellen, stehen künftig nur noch in deutlich vermindertem Umfang zur Verfügung. Deshalb müssen ab dem genannten Zeitraum erneuerbare Energien und Flexibilitätsoptionen, wie Speicher und Demand Response, stark wachsende Beiträge zur gesicherten Leistung übernehmen, um das gewohnte Maß an Versorgungssicherheit zu erreichen. Zur Veranschaulichung der anstehenden Herausforderungen wird in dem vorliegenden Artikel die Sterbelinie des konventionellen Kraftwerksparks der EU-28 betrachtet.

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Energieversorgung ohne Kernenergie: Der Winter 2022/23 steht vor der Tür

Roman Martinek

Bis zur planmäßigen Abschaltung der letzten deutschen Kernkraftwerke verbleiben für Deutschland nur noch knapp drei Jahre: Bis zum 31. Dezember 2022 werden die Kernkraftwerke Isar, Neckarwestheim und Emsland (jeweils ein Reaktor) als letzte Anlagen, derzeit sind 6 in Betrieb, vom Netz gehen. Damit stellt sich die Frage, welche Energieträger in Deutschland für die zukünftige nationale Stromversorgung genutzt werden. Diese ist eng mit der Frage der Einhaltung der Ziele des Pariser Klimaabkommens und der Erreichung der von der Bundesregierung zugesagten Ziele verknüpft. Zum einen ist es ganz offensichtlich, dass es beim derzeitigen Stand und Umfang der erneuerbaren Energieerzeugung nicht möglich sein wird, die stillzulegenden Kernkraftkapazitäten unmittelbar nach 2022 durch Sonnen- und Windenergie zu ersetzen. Mit anderen Worten: Ersatzkapazitäten und Ersatzerzeugung müssen bereit gestellt werden.

Wärmetransport im Gegenstrom bei zwei isothermen, parallelen Platten

M. Goodarzi, N. Eshghabadi und R. Sadeghi

Zur Verbesserung der Wärmeübertragung wurde eine spezielle Gegenstromverteilung mit zwei parallelen Platten untersucht. Der Gegenstromkanal wurde durch das Einfügen von zwei dicken und undurchlässigen Platten in die Grundgeometrie der parallelen Platten konstruiert, um einen zentralen Unterkanal und zwei externe Kanäle zu schaffen. Die Gesamtdurchflussmenge wurde auf zwei Kanäle aufgeteilt, die den zentralen und den externen Unterkanal im Gegenstrom umströmen. Der Einfluss des Querschnittsverhältnisses auf die thermische und hydraulische Leistung wurde im Vergleich zur Ein-Zug-Anordnung untersucht. Für jeden geometrischen Fall wurden zwei Fälle der Strömungsteilung berücksichtigt. Die Ergebnisse zeigen, dass eine bessere thermische Leistung, d.h. ein besserer Wärmeübergang für beide Strömungsverhältnisse erreicht wird, wenn der Querschnitt des zentralen Teilkanals größer als der äußere ist. Außerdem war die Gesamtleistung, die neben der thermischen auch die hydraulische Leistung berücksichtigte, für das zweite Strömungsregime bei hoher Graetz-Zahl besser.

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CFD-Simulation des strömungs- und des thermischen Verhaltens in Platten- und Mantelölkühlern

Ya-jie Shen, Yong-heng Gao und Yong-jie Zhan

Als Ölkühler werden Platten- und Mantelwärmetauscher eingesetzt. Ihre Leistung bei niedriger Reynoldszahl mit hochviskosem Öl wurde untersucht. In diesem Beitrag wurde eine CFD-Simulation der Strömungscharakteristik und des thermischen Verhaltens in kreisförmigen Platten- und Mantelölkühlern mit verschiedenen Plattenparametern, wie z.B. Plattenwinkel β, Verhältnis von Plattenteilung zu Höhe p/h und Wellenformen, durchgeführt. Für die verschiedenen Plattenparameter wurden der Reibungsfaktor f und der Colburn-Faktor j untersucht. Die numerischen Ergebnisse zeigen, dass f mit zunehmender β zunahm, und beide mit abnehmender p/h zunahmen. Es wurde auch festgestellt, dass es keinen Unterschied zwischen Neigungswinkel und Wellung in Bezug auf die Strömungseigenschaften und die thermische Leistung gibt. Um eine optimale Leistung zu erreichen, sollten folgende Parameter verwendet werden: β=45° und p/h=3,3.

100 Jahre VGB: 150 Jahre Elektrotechnik - Rückblick und Vision im Kraftwerksbau

H. Böhm

Anhand von wichtigen Meilensteinen wird die Entwicklung im Kraftwerksbau sowohl in den letzten 150 Jahren als auch entsprechend den sich abzeichnenden großen Trends für die Zukunft beleuchtet. Dabei steht die wichtige Rolle moderner Kraftwerke für eine nachhaltige Entwicklung im Vordergrund.

100 Jahre VGB: Strom und Wasser für das Leben in der Wüste – Das Kraftwerk AI Taweelah in Abu Dhabi

G. Silbermann und R. Koerdt

Das Kraftwerk Al Taweelah besteht aus einem Kraftwerksteil mit 6 Blöcken und einem Entsalzungsteil mit ebenfalls 6 Straßen. Die Anlage kann täglich rund 17,5 Mio. kWh Strom und etwa 350.000m3 Trinkwasser liefern. Der Beitrag beschreibt neben dem Aufbau der Anlage das Projektmanagement. 10 Partnerfirmen mit ihren zahlreichen Zulieferern und Subunternehmen mussten ihre Planungen exakt aufeinander abstimmen. Die 6 Blöcke gingen seit Juni 1996 mit einem Abstand von 1 bis 2 Monaten nacheinander in Betrieb. Die Gesamtanlage befindet sich zur Zeit im Garantiebetrieb. Sie hat die Erwartungen des Kunden erfüllt.

100 Jahre VGB: Gemeinschaftsforschung als übernationale Aufgabe 25 Jahre VGB-FORSCHUNGSSTIFTUNG

G. Häßler

Neben den zahlreichen und großen Forschungs-, Entwicklungs- und Demonstrationsprojekten der Energieversorgungsunternehmen hat sich über 25 Jahre auch die Gemeinschaftsforschung der VGB erfolgreich etabliert. Vom Nutzen-Kostenverhältnis her attraktiv, verfolgt sie das Ziel gemeinsamer und wettbewerbsneutraler Verbesserungen des Standes der Technik. Dabei leistet die Hochschulforschung einen erheblichen Beitrag. Durch die Erweiterung der VGB-Gemeinschaft auf die europäischen Länder bietet sich die Gemeinschaftsforschung als Partner der EU an.