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Fallstudie

KOMPENSATOREN FÜR WASSERSTOFF-PRODUKTION UND WASSERSTOFF-PILOTANLAGE MIT CO₂-ABSCHEIDUNG

Wasserstoffprod. & CO2-Abscheidung-Pilotanlage

Großbritannien

EN 13445

Belman hat die Universität Cranfield bei der Konstruktion der Kompensatoren für ihr beeindruckendes HyPER-Projekt beraten – einer Pilotanlage für ein Projekt zur kohlenstoffarmen Wasserstofferzeugung. Bei dieser Pilotproduktionsanlage unterstützte Belman die Universität mit Kompensatoren mit Kardangelenken als Anlagenkomponenten.

 

Über die Universität Cranfield und das HyPER-Projekt*
Die Universität Cranfield ist eine britische reine Postgraduierten-Universität. Sie ist weltweit führend in der Ausbildung und der zukunftsweisenden Forschung in den Bereichen Technologie und Management. Die Universität Cranfield ist führend in Forschung und Lehre im Bereich Energie und Nachhaltigkeit und arbeitet mit Industriepartnern an der Realisierung neuer Konzepte. Zu den Kernkompetenzen der Universität gehören nachhaltige Kraftstoffproduktion, CO₂-Abscheidung und H₂-Produktion.

Das Projekt „HyPER“ – Hydrogen Production Project by Enhanced Reforming (Wasserstoffproduktion durch verbesserte Reformierung) ist eine Kooperation zwischen der Universität Cranfield, GTI Energy und Altrad Babcock. Im Rahmen dieses Projekts wird eine Pilotanlage in Megawatt-Größenordnung entwickelt, installiert und betrieben, um nachzuweisen, dass das sorptionsgestützte Reformierungsverfahren große Mengen an wirtschaftlich, effizient und kohlenstoffarm erzeugtem Wasserstoff liefern kann. Das HyPER-Projekt ist im Vereinigten Königreich federführend bei der Entwicklung eines neuen Verfahrens zur Herstellung von sauberem Wasserstoff. Es untersucht eine neue Wasserstoffproduktionstechnologie, welche die Treibhausgasemissionen erheblich verringern könnte. Ausführlicheres zu diesem interessanten Projekt finden Sie hier: https://hyperh2.co.uk/

(Quelle: Hyper-Projekt-Webseite https://hyperh2.co.uk/).

 

PROBLEMATIK DES KUNDEN – Anforderungen an die Kompensatoren
Die Universität Cranfield errichtet eine Pilotanlage zur Wasserstofferzeugung und CO-Abscheidung. Von Belman benötigte sie ein Angebot für die Lieferung von Kompensatoren mit Kardangelenken auf der Grundlage der verfügbaren Konstruktionsvorgaben für eine Hochtemperatur- und Hochdruck-Wasserstoffleitung. Belman begann mit der Entwicklung und gab Empfehlungen für Werkstoffe und Auslegung.

 

DIE LÖSUNG VON BELMAN – Kompensatorauslegung der Spitzenklasse
Die Konstruktion ist ein erstklassiges Konzept für Kompensatoren mit Kardangelenken. Aufgrund des sehr hohen Prüfdrucks von 224 bar ist der Kompensator mit besonders dicken Flanschen und ringverstärkten Bälgen ausgestattet, die dem Druck standhalten. Durch die Unterstützung mehrlagiger Kompensatorbälge mit einer Ringverstärkung wird eine optimale Kombination von Druckintegrität und Lebensdauer erreicht. Wegen der sehr hohen Auslegungstemperatur (725°C) wurde aus Sicherheitsgründen eine Dämmung zwischen dem Innenleitrohr und den Bälgen angebracht. Sie schützt die Bälge vor der Hitze und begrenzt die auf sie einwirkende Temperatur.

 

Sonderwerkstoffe
Wegen der komplexen Konstruktionsanforderungen an die Kompensatoren und der extremen Betriebs- und Auslegungstemperatur wurden die Kompensatoren aus Spezialwerkstoffen gefertigt. Die Bälge bestehen aus Inconel 800 H, das die gleiche Grundzusammensetzung wie Incoloy 800, jedoch eine wesentlich höhere Zeitstandfestigkeit aufweist. Die höhere Festigkeit ist auf die Einstellung des Kohlenstoff , Aluminium- und Titangehalts und eine Hochtemperaturglühung zurückzuführen. Das Innenleitrohr, die Flansche und die Rohrenden bestehen aus AISI 321H, einer Kohlenstoffversion der Legierung AISI 321. AISI 321 H wurde zwecks besserer Dauerstandfestigkeit und höherer Festigkeit bei hohen Temperaturen entwickelt.

 

Getestet bei 224 bar
Weil es sich bei diesem Projekt um einen Prototyp handelt und wegen der problematischen Medien arbeitete die Universität bei diesem Projekt mit besonders hohen Sicherheitsreserven So wurden die Kompensatoren mit einem Relativdruck von 224 bar getestet, obwohl der Auslegungsdruck 26 bar beträgt. Wegen des hohen Prüfdrucks wurden die Kompensatoren mit extra dicken Flanschen und ringverstärkten Bälgen konstruiert, die dem Druck sicher standhalten können.

 

Belman unterstützt herausragende Entwicklungs- und Umweltinitiativen
Belman ist immer stolz darauf, angesehenen Universitäten und ihren herausragenden Talenten im Bereich der Ingenieurwissenschaften behilflich zu sein. Deshalb freut sich Belman sehr darüber, dieses großartige Projekt unterstützen und beliefern zu können. Belman hat bereits mehreren Universitäten innerhalb und außerhalb Europas geholfen.

Außerdem legt Belman großen Wert darauf, umweltfreundliche Entwicklungsvorhaben und Technologien zu fördern, die der Welt eine grünere Zukunft versprechen.

AUSLEGUNGSPARAMETER

Auslegungsparameter der Kompensatoren mit Kardangelenken:

Typ: Kompensatoren mit Kardangelenken • Anzahl: 2 Stück • Nennweiten: DN 100 • Einbaulänge: 486 mm • Medium: Hco2• Auslegungsdruck (relativ): -1/+26 barg • Auslegungstemperatur: -8°C/725°C • AN: +/-8° • Balg: 1.4958 (Inconel 800H) • Innenleitrohr, Rohrende, Flanschen: 1.4878 (AISI 321H) • Dämmung: Superwool • Konstruktionsnorm: EN13445

BENEFIT für die UNIVERSITÄT

  • Hochwertige Kompensatorlösungen
  • Kompetente Unterstützung durch einen Lieferanten mit großer Erfahrung bei Hochdruck-Kompensatoren
  • Fachkundige Unterstützung durch einen Lieferanten, der über große Erfahrung bei der Materialauswahl verfügt und in der Lage ist, Kompensatoren aus allen Arten von Materialien herzustellen
  • Kompensatorenlösungen, die auf die komplexen und einzigartigen Projektanforderungen zugeschnitten sind
WEITERFÜHRENDE INFORMATIONEN

TECHNISCHE INFORMATIONEN

  • Technische Informationen über gute Materialien für Dehnungsfugen im Dehnungsfugenkatalog
    Seiten 51-55
  • Beständigkeitstabellen, die Ihnen helfen, den richtigen Werkstoff für die jeweilige Anwendung und das Medium zu finden, mit dem Sie arbeiten, im Kompensatorenkatalog
    Seiten 439-459

REFERENZEN

Universität Bundeswehr München • ESS • University of Oxford • Technische Universität Berlin • RWTH Aachen Universität • Concordia University • Technische Universität Damstadt • University of Copenhagen • Technische Universität Dresden • Cranfield University • Universität Rostock • Universität Stuttgart • DTU – Risø • Vienna University of Technology •

BEWÄHRTE QUALITÄTSARBEIT

FALLBEISPIELE

DAS - High temperature ExpansionJoints in same material as for mars equipment
HOghtemperatur
KOMPENSATOR

Diese außergewöhnlichen Kompensatoren, die
für 900°C ausgelegt sind, werden aus der
Alloy-Materialfamilie hergestellt, die auch für
MARS-Geräte verwendet wird.

KOMPENSATOREN
FüR STUDENT’S WELTRAUMRAKET

Belman sponserte Kompensatoren für den leistungsstärksten von Studenten gebauten Weltraumraketenantrieb der Welt! Das beeindruckende Weltraumraketenprojekt „Starsailor“.

VACUUM
DURCHFÜHRUNGSBALG

Dieser Vakuumdurchführungsbalg wurde für
einen Teilchenbeschleuniger und
Neutronenstreutechnologien entwickelt,
hergestellt und getestet.

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