Kombi-Heizkraftwerke mit druckaufgeladener Wirbelschichtfeuerung bieten die Möglichkeit, Kohle, Braunkohle und andere Brennstoffe effizient und umweltverträglich zu nutzen.

Ziel dieses Forschungsprojektes ist es, ein dynamisches Simulationsmodell für eine Dampferzeugungsanlage mit druckaufgeladener stationärer Wirbelschicht zu erstellen. Insbesondere wird bei der Modellierung der Gesamtprozess mit den Wechselwirkungen zwischen Reaktor, Gasturbine-/Verdichtereinheit und Wasser-/Dampfkreislauf betrachtet. Für die mathematische, physikalisch basierte Modellierung wird die komplexe Gesamtanlage in ihre Komponenten aufgeteilt. Die zeitabhängigen Vorgänge in den einzelnen Komponenten werden mit instationären Bilanzgleichungen beschrieben. Die instationären Gleichungen werden zeitlich und örtlich diskretisiert, um das resultierende Gleichungssystem mit Hilfe von simultanen Verfahren numerisch zu lösen. Die programmtechnische Umsetzung erfolgt in einer objektorientierten Simulationsumgebung.

Das Rechenmodell kann bei ausgeführten Anlagen zur Nachbildung und Optimierung des Betriebsablaufes dynamischer Vorgänge dienen. Hierzu zählen insbesondere hohe Laständerungsgeschwindigkeiten sowie außergewöhnliche Betriebszustände oder Notabschaltungen bei Störfällen. Bei der Auslegung von Neuanlagen kann der Einfluss einzelner Anlagenkomponenten auf das dynamische Verhalten der Gesamtanlage mit Hilfe des Simulationsmodells untersucht werden, wobei die Einbeziehung des Anlagen-Regelsystems im Modell erforderlich ist.

Zur Überprüfung und gegebenenfalls Modifizierung des Simulationsmodells sind experimentelle Untersuchungen am Druckwirbelschichtdampferzeuger eines im Bau befindlichen Heizkraftwerkes geplant.