Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Mehr Effizienz, weniger CO2: Neuer Werkstoff für 700-Grad-Kraftwerke bereit für praktische Testphase

29.04.2010
ThyssenKrupp VDM hat gemeinsam mit E.ON und Hitachi Power Europe im Labor einen neuen Werkstoff entwickelt, der nach erfolgreicher Testphase ein wesentlicher Baustein für die Konstruktion fortschrittlicher 700-Grad-Kraftwerke sein wird.

Mit dieser neuen Technologie könnte die Effizienz von Kohlekraftwerken bei gleichzeitiger Reduktion des Kohlendioxid-Ausstoßes weiter verbessert werden.

Die Steigerung des Wirkungsgrades neuer Kraftwerke wird durch die Erhöhung der Dampftemperatur im Kessel und der Turbine von 600 Grad (bei einem Druck von 250 bar) auf rund 700 Grad (350 bar) erreicht – eine Temperatur, der die heute im modernen Kraftwerksbau eingesetzten Materialien nicht dauerhaft standhalten würden. Insoweit kommt den von ThyssenKrupp VDM entwickelten Sonderstählen auf Nickelbasis eine Schlüsselrolle bei der Konstruktion des Kraftwerks der Zukunft zu.

In den Forschungslaboren der ThyssenKrupp VDM ist speziell für diesen Einsatzbereich ein bestehender Werkstoff mit deutlich verbesserten Eigenschaften weiterentwickelt worden. Der „Alloy 617 B occ“ (optimised chemical composition) – entspricht bei ThyssenKrupp VDM dem Nicrofer 5520 occ - zeichnet sich durch hohe Festigkeit und Verformbarkeit (Duktilität) bei gleichzeitig guter Schweißbarkeit aus. In den Kraftwerken der kommenden Generation könnte er in Rohren, Ventilen und Verbindungsteilen sowie als Blech verwendet werden. Seine besonderen Eigenschaften erhält der Alloy 617 B occ aus drei Gründen: Er wird im Vakuum er- und umgeschmolzen, wodurch die Aufnahme unerwünschter Stoffe aus der Luft vermieden wird. Dann enthält der Werkstoff eine minimale Menge des Elements Bor, dessen Gehalt genau definiert und optimal eingestellt werden muss. Zum dritten werden die Gehalte an Molybdän und Kohlenstoff optimiert, um bei gleichbleibender Festigkeit die Schweißbarkeit zu verbessern. „Der Alloy 617 ist eine der am besten untersuchten Nickel-Legierungen und seit Jahrzehnten im Druckbehälterbau im Einsatz“, sagt Ralf Husemann von Hitachi Power Europe. „Trotzdem sind bei uns Optimierungen der Werkstoffeigenschaften im Hinblick auf eine zusätzliche Betriebssicherheit beim A 617 occ durchgeführt worden. Betriebssicherheit ist bei Hitachi oberstes Gebot“, ergänzt Husemann.

Der neue Hochleistungs-Werkstoff soll ab 2012 parallel zu weiteren Laboruntersuchungen in Versuchsanlagen erprobt werden. Die umfangreiche Erprobung der neuen Werkstoffe ist eine wichtige Voraussetzung für den Bau eines 700-Grad-Kraftwerks. Ein Vorläufer des jetzt optimierten Alloy 617 B occ ist bereits seit etwa fünf Jahren in verschiedenen Laboren und Versuchsanlagen erfolgreich getestet worden. Die Ergebnisse und Erfahrungen haben bei der Entwicklung des neuen Werkstoffes eine wichtige Rolle gespielt. „Zur Absicherung der Laboruntersuchungen ist es notwendig, Komponenten aus Nickellegierungen herzustellen und sie unter realen Bedingungen in Kraftwerken zu testen“, betont Helmut Tschaffon, Leiter 700°C-F&E-Aktivitäten bei E.ON Energie. „Dazu gehört auch, dass die Werkstoffe den in einem Kraftwerk üblichen Betriebsbeanspruchungen wie An- und Abfahrvorgänge oder Lastwechsel standhalten.“

„Wir gehen davon aus, dass sich die positiven Eigenschaften des Alloy 617 B occ in den Tests bestätigen werden und wir diesen Werkstoff bald vermarkten können“, erklärt Dr. Jutta Klöwer, Leiterin Forschung und Entwicklung bei ThyssenKrupp VDM. „Damit sind wir dem Ziel, effizientere und CO2-arme Kraftwerke zu bauen, mit denen ein wesentlicher Beitrag zum Umweltschutz geleistet wird, erheblich näher gekommen.“ Und auch Tschaffon ist überzeugt, dass auf Grund dieser Entwicklung mit dem Bau von 700-Grad-Kraftwerken im Laufe dieses Jahrzehnts begonnen werden kann.

Erik Walner | ThyssenKrupp AG
Weitere Informationen:
http://www.thyssenkrupp.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Untersuchung von Proteinen in einer Graphen-Flüssigkeitszelle führt zu höherer Strahlenverträglichkeit
10.12.2018 | INM - Leibniz-Institut für Neue Materialien gGmbH

nachricht Zirkuläre Kunststoffwirtschaft: Fraunhofer-Cluster of Excellence »Circular Plastics Economy«
07.12.2018 | Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Neue Methode verpasst Mikroskop einen Auflösungsschub

Verspiegelte Objektträger ermöglichen jetzt deutlich schärfere Bilder / 20fach bessere Auflösung als ein gewöhnliches Lichtmikroskop - Zwei Forschungsteams der Universität Würzburg haben dem Hochleistungs-Lichtmikroskop einen Auflösungsschub verpasst. Dazu bedampften sie den Glasträger, auf dem das beobachtete Objekt liegt, mit maßgeschneiderten biokompatiblen Nanoschichten, die einen „Spiegeleffekt“ bewirken. Mit dieser einfachen Methode konnten sie die Bildauflösung signifikant erhöhen und einzelne Molekülkomplexe auflösen, die sich mit einem normalen Lichtmikroskop nicht abbilden lassen. Die Studie wurde in der NATURE Zeitschrift „Light: Science and Applications“ veröffentlicht.

Die Schärfe von Lichtmikroskopen ist aus physikalischen Gründen begrenzt: Strukturen, die näher beieinander liegen als 0,2 tausendstel Millimeter, verschwimmen...

Im Focus: Supercomputer ohne Abwärme

Konstanzer Physiker eröffnen die Möglichkeit, Supraleiter zur Informationsübertragung einzusetzen

Konventionell betrachtet sind Magnetismus und der widerstandsfreie Fluss elektrischen Stroms („Supraleitung“) konkurrierende Phänomene, die nicht zusammen in...

Im Focus: Drei Nervenzellen reichen, um eine Fliege zu steuern

Uns wirft so schnell nichts um. Eine Fruchtfliege kann dagegen schon ein kleiner Windstoß vom Kurs abbringen. Drei große Nervenzellen in jeder Hälfte des Fliegenhirns reichen jedoch aus, um die Fliege mit Hilfe visueller Signale wieder auf Kurs zu bringen.

Bewegen wir uns vorwärts, zieht die Umwelt in die entgegengesetzte Richtung an unseren Augen vorbei. Drehen wir uns, verschiebt sich das Bild der Umwelt im...

Im Focus: Researchers develop method to transfer entire 2D circuits to any smooth surface

What if a sensor sensing a thing could be part of the thing itself? Rice University engineers believe they have a two-dimensional solution to do just that.

Rice engineers led by materials scientists Pulickel Ajayan and Jun Lou have developed a method to make atom-flat sensors that seamlessly integrate with devices...

Im Focus: Drei Komponenten auf einem Chip

Wissenschaftlern der Universität Stuttgart und des Karlsruher Institutes für Technologie (KIT gelingt wichtige Weiterentwicklung auf dem Weg zum Quantencomputer

Quantencomputer sollen bestimmte Rechenprobleme einmal sehr viel schneller lösen können als ein klassischer Computer. Einer der vielversprechendsten Ansätze...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Eine Norm für die Reinheitsbestimmung aller Medizinprodukte

10.12.2018 | Veranstaltungen

Fachforum über intelligente Datenanalyse

10.12.2018 | Veranstaltungen

Plastics Economy Investor Forum: Treffpunkt für Innovationen

10.12.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Klein und vielseitig: Schlüsselorganismen im marinen Stickstoffkreislauf nutzen Cyanat und Harnstoff

10.12.2018 | Studien Analysen

Ungesundes Sitzen vermeiden: Stuhl erkennt Sitzposition und motiviert zur Änderung der Körperhaltung

10.12.2018 | Energie und Elektrotechnik

Eine Norm für die Reinheitsbestimmung aller Medizinprodukte

10.12.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics