Untersuchungen zur Verbesserung der statischen Stabilität von Zwangdurchlaufverdampfern in braunkohlebefeuerten Dampferzeugern

In modernen braunkohlebefeuerten Dampferzeugern kann es zu statischen Verdampferinstabilitäten kommen. Dabei stellt sich eine ungleichmäßige Verteilung der Austrittstemperaturen aus den mehreren hundert Verdampferrohren ein. Ursächlich ist das Zusammenspiel einer besonders im Teillastbetrieb ungleichmäßigen Verteilung der Wärme auf die Verdampferwände und einer ungleichmäßigen Verteilung des Gesamtmassenstroms auf die einzelnen Verdampferrohre.

Aufbauend auf einer detaillierten Beschreibung der zugrundeliegenden Phänomene kommt die gekoppelte Dampferzeugersimulation zur Anwendung. Sie verknüpft eine CFD-Simulation der rauchgasseitigen Vorgänge mit einer Simulation der Wasserdampf-Seite des Kraftwerks. Mithilfe der gekoppelten Dampferzeugersimulation ist die Nachbildung der Verdampferschieflagen möglich, es lassen sich sehr gute Übereinstimmungen mit Messwerten erzielen.

Zur Abschwächung der statischen Verdampferinstabilitäten werden verschiedene Maßnahmen konstruktiver Art vorgestellt und bewertet.