CORC-Anlage
Final Report Abstract
Der Organic-Rankine-Cycle (ORC) ist ein Wärmekraftprozess zur Nutzung von Wärmeströmen auf niedrigem und mittlerem Temperaturniveau. Er erlaubt eine teilweise Umsetzung der in diesen niederwertigeren Energieträgern vorhandenen Exergiestroms in mechanische bzw. elektrische Leistung. Dieser Prozess kann einen Beitrag zur Steigerung der Energieeffizienz leisten, da er bisher ungenutzte Potentiale, wie z.B. Abwärme aus Biogasanlagen oder verfahrenstechnischen Produktionsprozessen, erschließt. ORC-Anlagen können nur einen Teil der zu nutzenden Wärmeströme aufnehmen, da die Wärmeübertragung vor allem durch die Siedetemperatur des Arbeitsmediums begrenzt wird. Bei konventionellen ORC-Anlagen, die mit einem Reinstoff als Arbeitsmedium operieren, kann daher nur ein vergleichsweise geringer Anteil aufgenommen werden. Die in Betrieb genommene CORC-Versuchsanlage, die aus zwei in Kaskadenschaltung gekoppelten ORC-Anlagen besteht, operiert in ihrer Hochtemperaturstufe mit zeotropen Mischungen, wodurch der antreibende Wärmestrom besser in den Prozess eingebracht werden kann. Durch geeignet Auswahl von Stoffpaarungen und Betriebsbedingungen kann die Abwärme der Hochtemperaturstufe passgenau in die mit einem tiefsiedenden Reinstoff operierende Niedertemperaturstufe eingebracht und weiter genutzt werden. Mit dem Aufbau der Versuchsanlage, die möglichst flexibel in Bezug auf Arbeitsmedien und Betriebsbedingungen ausgelegt wurde, konnte die prinzipielle Eignung der kaskadierten Schaltung in Bezug auf hohe Wirkungsgrade gezeigt werden. Simulationsgestützte Modellrechnungen konnten auch in komplexeren Anwendungsszenarien evaluiert werden. Auf der Basis der an der Versuchsanlage erzielten Ergebnisse wird derzeit in einem vom BMWi finanzierten Projekt eine Pilotanlage mit Hoch- und Niedertemperaturstufe im Feldversuch zur Nutzung der Abwärme einer Biogasanlage aufgebaut.
Publications
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Organic Rankine Cycle test rig for various working fluids that covers a wide range of temperature and pressure. International Symposium on Advanced Waste Heat Valorisation Technologies. September 13-14, 2012. Kortrijk, Belgium
Dubberke, F. H.; Vrabec J.
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Thermodynamic Simulation and Experimental Validation of a Cascaded Two-Stage Organic Rankine Cycle. 3rd International Seminar on ORC Power Systems. October 12-14, 2015, Brussels, Belgium
Dubberke, F. H.; Priebe, K.-P.; Vrabec, J.; Roedder, M.; Neef, M.
