Konstruktion der ersten Stufe der HTT-Gasturbine für den Graz Cycle Prototyp

Kurzfassung Die Errichtung von geschlossenen Kraftwerkssystemen mit der Möglichkeit der CO2Rückhaltung stellt einen wichtigen Beitrag zur Einhaltung des Kyoto-Protokolls dar. In diesem Sinne haben Forschungsund Entwicklungsarbeiten an der Technischen Universität Graz seit den 90er-Jahren zum Graz Cycle geführt, einem emissionsfreien Kraftwerksprozess höchsten Wirkungsgrades, der in zahlreichen Veröffentlichungen der Fachwelt vorgestellt wurde. Er basiert auf der Verbrennung des fossilen Brennstoffs mit reinem Sauerstoff, was die Abtrennung des CO2 durch Kondensation ermöglicht. Der zusätzliche Aufwand für die Sauerstoff-Bereitstellung wird großteils kompensiert durch Prozesswirkungsgrade an die 70 %. Die bereits veröffentlichte detaillierte Konstruktion eines Prototyps im Leistungsbereich von Industrie-Gasturbinen dient der Sicherung der verwendeten Turbomaschinen–Wirkungsgrade, der Betriebssicherheit aller Anlagenteile und der Kostenschätzung. In dieser Arbeit wird die Konstruktion der ersten Stufe der Hochtemperaturgasturbine, der kritischsten Komponente des Graz Cycles, im Detail vorgestellt. Diese Konstruktion wurde mit Hilfe der Ergebnisse unserer Versuchsanlagen für Überschall-Turbinenstufen, mit Hilfe eigener räumlicher CFD-Programme, sowie eigener Auslegungsrechnungen für Schwingung und Festigkeit durchgeführt.