Kohlekraftwerke

Bestehende Kohlekraftwerke flexibler und langlebiger machen

Bestehende Kohlekraftwerke müssen zukünftig flexibler betrieben werden. Eine zentrale Frage dabei ist, welchen Einfluss die flexible Fahrweise auf die Restlebensdauer der Kraftwerkskomponenten hat. Diese wurden bisher mit TRD- oder EN-Standards sehr konservativ ausgelegt. Mit einer neuen Simulationsmethode des Fraunhofer IWM werden nun präzisere Lebensdauervorhersagen möglich. Kraftwerksbetreiber können dadurch Geld sparen, die Betriebsweise optimieren und durch Retro-Fit ihrer Anlagen diese fit für die Zukunft machen.

© Foto Fraunhofer IWM

Numerische Bewertung von dickwandigen Kraftwerkskomponenten (hier Y-Formstück) unter Kriechermündung mit fortschrittlichen Modellen für Verformung und Lebensdauer.

Um die Schwankungen der Stromeinspeisungen aus regenerativen Quellen ausgleichen zu können, müssen konventionelle Kraftwerke in Zukunft häufiger und schneller an- und abgefahren werden. Jedoch fehlten bisher Langzeituntersuchungen und Berechnungsmethoden für diese neuen Anforderungen an Bauteile und Werkstoffe. Mit einer eigens dafür entwickelten Methode ermittelt das Fraunhofer IWM die sogenannte Kriechermüdungsbeanspruchung der Hochtemperaturkomponenten.

Im Gegensatz zu den herkömmlichen, konservativen Standards ist die resultierende Lebensdauervorhersage viel präziser. Kraftwerksbetreiber können frühzeitigen, teuren Komponentenaustausch einsparen und betriebswirtschaftliche Entscheidungen über die Fahrweise fundierter treffen.


Moderne Legierungen versprechen, die Komponenten des Dampfkreislaufs langlebiger zu machen: Bauteile aus der Legierung Alloy 617B halten nach Experimenten und Ergebnissen der neuen Simulationsmethode sogar bei beschleunigten Temperaturwechseln 6 Mal länger als gleiche Bauteile aus traditionellen ferritisch-martensitischen oder austenitischen Stählen. Zudem können die Bauteile materialsparend mit dünneren Wänden ausgelegt werden. Langlebigkeit und sparsamer Materialeinsatz machen den höheren Preis der Legierung wieder wett.