Modellierung korrosiver Atmosphären und Wärmestrahlung in Kraftwerksbrennkammern

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In dieser Arbeit wurde ein Simulationsmodell zur Bestimmung korrosiver Atmosphären in Kohlefeuerungen entwickelt. Ein detaillierter Reaktionsmechanismus für die Gasphase ist erforderlich, um die Konzentrationen kurzlebiger korrosiver Gase zu berechnen. Hierzu wurde ein Freisetzungsmechanismus zur Beschreibung der Freisetzung von Schwefel und Chlor aus der festen Phase in die Gasphase entwickelt und implementiert. Eine präzise Vorhersage der Freisetzung dieser Stoffe setzt eine genaue Kenntnis der Kohlezusammensetzung voraus. Eine neue Berechnungsmethode zur Bestimmung der mineralischen Zusammensetzung wird vorgestellt. Die Validierung und Anwendung des Modells werden ebenfalls behandelt. Im zweiten Teil wird die Modellierung der Wärmestrahlung in Oxyfuel-Feuerungen untersucht, wobei Kenntnisse über den Wandwärmestrom für die Planung von Kraftwerken entscheidend sind. Das Weighted-Sum of Gray Gases Modell (WSGGM) wird als verbreitetes Modell zur Simulation von Gasstrahlung eingesetzt. Die Brennkammer eines Oxyfuel-Kraftwerks im Demonstrationsmaßstab wurde simuliert, wobei die Gasstrahlung mit verschiedenen WSGG-Modellformulierungen abgebildet wurde. Zudem wird der Einfluss der Partikelstrahlung auf den Wärmetransport analysiert und verschiedene Modellierungsansätze vorgestellt.