Einsatz einer adaptiven Mikroturbine zur optimierten Wärmerückgewinnung eines Organic Rankine Cycles im Off-Design-Betrieb
Tobias Popp
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Tobias Popp, Einsatz einer adaptiven Mikroturbine zur optimierten Wärmerückgewinnung eines Organic Rankine Cycles im Off-Design-Betrieb (2023), Logos Verlag, Berlin, ISBN: 9783832583002
Descripción / Abstract
Der mittlerweile etablierte Organic Rankine Cycle (ORC) ermöglicht es, Wärme von nur mäßiger Temperatur in elektrischen Strom zu wandeln. Ein wichtiges Anwendungsbeispiel ist die Nutzung industrieller Abwärme. Häufig schwankt jedoch das Angebot an Wärme hinsichtlich Menge und Temperatur, was sich negativ auf den Wirkungsgrad des Kreisprozesses auswirkt. Insbesondere verschlechtert sich die Effizienz einer auf Volllast ausgelegten Turbine in den Phasen des Teillastbetriebs.
Um diesem Nachteil entgegenzuwirken, wurde der Einsatz einer Turbine mit einer Geometrie vorgeschlagen, die eine adaptive Schluckfähigkeit erlaubt. Hierdurch könnte der Nutzen des ORC für viele Anwendungen nennenswert verbessert werden.
Der Autor des vorliegenden Bandes hat diesen technischen Ansatz systematisch untersucht. Seine Vorgehensweise und Forschungsergebnisse stellt er vor und zieht hieraus wesentliche Schlüsse.
Der Herausgeber
Um diesem Nachteil entgegenzuwirken, wurde der Einsatz einer Turbine mit einer Geometrie vorgeschlagen, die eine adaptive Schluckfähigkeit erlaubt. Hierdurch könnte der Nutzen des ORC für viele Anwendungen nennenswert verbessert werden.
Der Autor des vorliegenden Bandes hat diesen technischen Ansatz systematisch untersucht. Seine Vorgehensweise und Forschungsergebnisse stellt er vor und zieht hieraus wesentliche Schlüsse.
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Índice
- BEGINN
- 1 Einleitung
- 2 Grundlagen und Stand der Technik
- 2.1 Industrielle Abwärmeverstromung mittels ORC-Anlagen
- 2.2 Turbinen als Expansionsmaschinen im ORC
- 2.3 Schluckfähigkeit einer Turbine
- 2.4 Konzepte für variable Turbinengeometrien
- 2.5 Variable Turbinengeometrien in ORC-Anlagen
- 2.6 Thermodynamische Bewertung von ORC-Versuchsanlagen
- 3 Methodik
- 3.1 Betrachtetes ORC-Versuchskraftwerk
- 3.2 Referenzturbine und entwickelte adaptive Turbine
- 3.3 Definition der Bewertungsparameter
- 3.4 Unsicherheit des Turbinenwirkungsgrades
- 3.5 Semi-empirisches Simulationsmodell zur Bewertung der Wärmerückgewinnung
- 3.6 Variation der Abgasbedingungen und ORC-Regelungsverhalten
- 4 Ergebnisse
- 4.1 Experimentelle Ergebnisse zur Charakterisierung der Turbine
- 4.2 Simulationsergebnisse zur Wärmerückgewinnung
- 5 Zusammentassung
- 6 Summary
- 7 Literatur