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Kraftwerkskomponenten gezielter prüfen

Klassische Kraftwerke auf Basis von Kohle und Erdgas müssen künftig deutlich flexibler arbeiten als bisher üblich. Ein Grund ist der enge Verbund mit der Stromeinspeisung aus erneuerbaren Energien, durch den die Kraftwerke häufiger unter Teillast laufen. Das beansprucht die Komponenten stärker und anders als sie ursprünglich ausgelegt wurden. Das neue BINE-Projektinfo „Materialbelastung in flexiblen Kraftwerken“ (01/2018) stellt ein neues Untersuchungs- und Bewertungskonzept für Kraftwerke mit wechselnden Lasten vor.

Inspektionen an die tatsächliche Belastung anpassen

Damit sind Betreiber und Überwachungsinstitutionen – ohne bei der Sicherheit Abstriche zu machen – in der Lage, die Stabilität von Komponenten gegenüber Schädigungen exakter zu berechnen.

Bisher waren klassische Kraftwerke für den Volllastbetrieb bei gleichbleibenden Druck- und Temperaturverhältnissen ausgelegt. Wenn sie künftig aber nur noch den durch die Erneuerbaren nicht abgedeckten Strombedarf produzieren sollen, bedeutet das eine neue, flexible Betriebsweise. Für alle Komponenten heißt das: mehr Teillast, mehr An- und Abfahrzyklen und mehr extreme und schnelle Temperaturwechsel. Wissenschaftler haben daher die Belastungen von dickwandigen Kraftwerkskomponenten unter den zyklischen Temperaturänderungen untersucht. Dabei haben sie eine neue Methode zur bruchmechanischen Schadenstoleranzanalyse entwickelt und getestet. Die Ergebnisse flossen auch in den Entwurf einer neuen Richtlinie zum bruchmechanischen Konzept ein, die sich derzeit in der Validierungsphase befindet.

Die Ergebnisse sind für die wirtschaftliche Kalkulation der Kraftwerksbetreiber wichtig, weil der häufigere Teillastbetrieb höhere Instandhaltungskosten verursacht, aber gleichzeitig die Einnahmen durch Stromverkauf geringer ausfallen als unter Volllastbetrieb. Das Forschungsprojekt hat der TÜV Nord gemeinsam mit der Universität Rostock und dem Forschungszentrum Jülich durchgeführt.

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