Aktuell / 08.06.2011

Forschungszentrum Jülich heizt Gasturbinen ein

Der Erdgas-Sauerstoff-Brenner des neuen Teststands besteht aus drei horizontalen Segmenten. Bild: Forschungszentrum Jülich

Wissenschaftler des Forschungszentrums Jülich haben für den Triebwerkshersteller Rolls-Royce einen neuen Teststand entwickelt. Dort können Gasturbinen-Bauteile Belastungstests unterzogen werden. Untersucht werden die Lebensdauer der Bauteile und die Gründe, warum sich eine Beschichtung löst.

 

Das Projekt "HolisTurb" verfolgt interdisziplinäre, ganzheitliche Turbinenkonzepte zur Effizienz- und Zuverlässigkeitssteigerung. Ziel ist, die Beschichtungen von Gasturbinen-Bauteilen auf ihre Langlebigkeit zu überprüfen. Das Jülicher Institut für Energie- und Klimaforschung bringt dazu seine Erfahrungen in der Pulverherstellung und Beschichtungstechnologie ein. Zwischen Turbinenentwicklungen für Flugzeuge und für Kraftwerke bestehen große Synergieeffekte.

Aufnahme eines Bauteils während der Heizphase mit einer Thermokamera: Die Unterkante ist die im Betrieb zuerst mit heißer Luft angeströmte Kante, daher ist hier im Test der am intensivsten geheizte Bereich. Bild: Forschungszentrum Jülich

500°C Temperaturunterschied

In Jülich wird seit vielen Jahren ein Test angewandt, der keramische Beschichtungen einer thermisch-zyklischen Belastung unterzieht. Die Beschichtungen werden immer wieder aufgeheizt und abgekühlt. Auf diesem Weg wird ihre Lebensdauer untersucht. An der Oberfläche der Probe werden Temperaturen bis 1450°C erreicht. Auf der Rückseite herrscht durch Kühlung 950°C. Dies ist ein Unterschied von immerhin 500°C. Um die Probe dann innerhalb von zwei Minuten auf unter 100°C herunter zu kühlen, wird Pressluft genutzt.

 

Bisher beschränkten sich die Jülicher Wissenschaftler auf kleine, runde Testproben. Speziell für Rolls-Royce, einen der weltweit führenden Hersteller von Flugtriebwerken, haben sie nun ein sogenannter "Thermozyklierstand" für Tests an realen, größer dimensionierten Gasturbinen-Bauteilen entwickelt und aufgebaut. Dazu passten die Forscher die Größe des Erdgas-Sauerstoff-Brenners an und entwarfen besondere Probenhalter. Die Leistung beträgt rund 92kW bei einer Heizfläche von 90x40 Quadratmillimetern.

 

Rolls-Royce zählt mit "HolisTurb" zu den zehn wichtigsten Industriekooperationen des Forschungszentrums.

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