Entwicklung und Erprobung additiv gefertigter Ultrakompakt-Verdampfer & -Kondensatoren für Hochdruck und Hochtemperatur - AddVerKon

Im Rahmen des im Juli 2024 begonnen Projektes AddVerKon sollen druckfeste Kompakt-Verdampfer und -Kondensatoren entwickelt und experimentell überprüft werden. Der Einsatzdruck und die Einsatztemperatur sollen bei bis zu 63bar(ü) und 900°C liegen. Um diese Ziele zu erreichen, gliedert sich das Projekt in drei Phasen. In der ersten Phase sollen mittels theoretischer Ansätze und numerischer Berechnungen wärmeübertragende Segmente mit modifizierten Oberflächen entwickelt werden, die sich durch die entsprechende mechanische Stabilität sowie eine hohe thermische Leistung auszeichnen. Durch die hohen angestrebten Drücke ist eine entsprechende Berücksichtigung der Auslegung nach der Druckgeräterichtlinie sowie Zertifizierung des Fertigungsverfahrens mit dem Werkstoff und der Apparaturen durch den TÜV notwendig. Bisher sind verschiedene Grundstrukturen für die strukturierten Oberflächen entwickelt und ausgewählt worden. Diese ausgewählten Strukturen sind in verschiedenen Parametern wie Größe und Höhe variiert worden. Erste additiv gefertigte Probe dienen zur Einschätzung der Fertigungsqualität und Oberflächenbenetzbarkeit. Auf Basis dieser Proben werden erste Wärmeübertragersegmente entwickelt. In der zweiten Phase werden diese Segmente experimentell untersucht, um die Festigkeit sowie die wärmeübertragenden Eigenschaften zu überprüfen. Dafür sind die Entwicklung und der Bau eines entsprechenden Prüfstandes notwendig. In der letzten Projektphase werden die wärmeübertragenden Segmente zu sogenannten Demonstratoren skaliert/kombiniert. Hierzu werden numerische Berechnungen der Strömungsgleichverteilung und eine anschließende experimentelle Untersuchung durchgeführt. Mittels dieser Erkenntnisse können schlussendlich die Auslegungsunterlagen für derartige kompakte Verdampfer und Kondensatoren bereitgestellt werden, mit denen die zukünftige anwenderspezifische Auslegung dieser Apparate ermöglicht wird.