Cuvillier Verlag Systemanalyse und Optimierung tiefengeothermischer Kraftwerke

Bei der Auslegung und dem anschliessenden Produktionsbetrieb geothermischer Kraftwerke wird oftmals die Wirtschaftlichkeit durch Anlagenausfälle gefährdet. Typische Schadensbilder sind hierbei Korrosion, Ablagerungen (Scaling & Fouling), Erosion, Kavitation und Materialermüdung. Korrosion und Scaling sind in erster Linie auf die vorliegende hohe Salinität, Erosion durch Sandaustrag aus der Formation, Kavitation durch das Unterschreiten des Dampfdruckes des geförderten Fluids und Materialermüdung durch An- und Abfahrvorgänge, zurückzuführen. Es werden hierfür hohe Anforderungen an die Materialien gestellt. Während der Planungsphase muss in einem sehr frühen Stadium eine Material-/Werkstoffwahl, oft ohne genaue Kenntnis der vorliegenden örtlichen geothermalen Fluid - Zusammensetzung, getroffen werden. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wird das geothermische Gesamtsystem: Primärkreislauf (Erschliessung und Betrieb des Untergrundes), Sekundärkreislauf (Kraftwerk) und Tertiär-kreislauf (Wärme- und Kälteverteilung) am Standort der Medizinischen Hochschule Hannover untersucht. Das Ziel ist die Entwicklung einer transparenten, strukturierten Auslegungsstrategie für das geothermische Kraftwerk, um einen effektiven und wirtschaftlichen Anlagenbetrieb zu gewährleisten. Massgeblich wird das geothermische Gesamtsystem vom primären Kreislauf beeinflusst. Die Haupteinflussgrössen sind die Ausfallszeiten der einzelnen Aggregate und die Wärmeübertragung unter dem Einfluss von Korrosion, Erosion, Ablagerungen, Kavitation und thermischen Wechselbeanspruchungen. Die vorliegende Arbeit wurde in die Schwerpunkte, (a) Systemanalyse des geothermischen Gesamtsystems, (b) Klassifizierung der Schäden des geothermischen Gesamtsystems auf Grundlage einer Umfrage mit mitteleuropäischen Geothermie - Anlagenbetreibern, (c) experimentelle Fluiduntersuchungen zur Beschreibung von Korrosions- und Ablagerungsraten für den Standort der Medizinischen Hochschule Hannover, (d) probabilistische Modellierun