Heat-exchange units

Description

Das Institut für Fluiddynamik betreibt Hochdruckanlagen zur Untersuchung von thermofluiddynamischen Phänomenen. In Rahmen des vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geförderten Projektes „Carbosola“ 03EE5001D wird eine Anlage zur Untersuchung von überkritischen CO2 errichtet. Hierfür wird eine Wärmequelle benötigt, welche einen konstanten CO2 Massenstrom von 1,32 kg/s von 530 oC auf bis zu 650 oC bei einem Druck von 300 bar erwärmt. Der Wärmestrom wird mittels einer elektrischen Versorgung erzeugt. Der elektrisch beheizte Strömungserhitzer, eingestuft als Kat. 4 Druckgerät nach Druckgeräterichtlinie (2014/68/EU), muss Modular ausgeführt werden, um eine zukünftige Erhöhung von Massenstrom und Leistung zu ermöglichen. Das Institut für Fluiddynamik betreibt Hochdruckanlagen zur Untersuchung von thermofluiddynamischen Phänomenen. In Rahmen des vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geförderten Projektes „Carbosola“ 03EE5001D wird eine Anlage zur Untersuchung von überkritischen CO2 errichtet. Hierfür wird eine Wärmequelle benötigt, welche einen konstanten CO2 Massenstrom von 1,32 kg/s von 530 oC auf bis zu 650 oC bei einem Druck von 300 bar erwärmt. Der Wärmestrom wird mittels einer elektrischen Versorgung erzeugt. Der elektrisch beheizte Strömungserhitzer, eingestuft als Kat. 4 Druckgerät nach Druckgeräterichtlinie (2014/68/EU), muss Modular ausgeführt werden, um eine zukünftige Erhöhung von Massenstrom und Leistung zu ermöglichen. Anforderungen an den Modular aufgebauten, elektrisch beheizten Strömungdurchlauferhitzer: – Modulare Bauweise des elektrischen Strömungserhitzers sowie des dazugehörigen Gestells (zukünftige stufenweise Erhöhung von Massenstrom und Leistung mit dem gleichen Design muss möglich sein, — elektrisch beheizte Strömungserhitzer nach Kat. 4 nach Druckgeräterichtlinie (2014/68/EU), — Leistung des elektrischen Erhitzers: 200 kW mit Leistungstoleranz ± 10 % bezogen auf Wärmeleistung, — Erwärmung von 1,32 kg/s überkritischen CO2 von 530oC auf 650oC bei 300 bar, — Erwärmung von 2,1 kg/s überkritischen CO2 von 403oC auf 480oC bei 300 bar, — Betrieb des Erhitzers bis 300 bar und 650 oC gleichzeitig, — Auslegungsdruck: -1 bar(ü) (Evakuierung der Anlage; bei gleichzeitig -10oC bis 30oC) bis 315 bar(ü) (bei gleichzeitig 665oC), — Auslegungstemperatur: -10 oC (bei gleichzeitig 315 bar(ü) und -1 bar(ü)) bis 665 oC (bei gleichzeitig 315 bar(ü)), — Lieferung des Heizers nach Abnahme des Gesamtapparates (drucktragender Teil und elektrischer Teil) durch eine zugelassene Überwachungsstelle (ZÜS), Ausstellung einer Konformitätserklärung für das Gesamtsystem und Nachweis der Konformitätsbescheinigung, — Auslegung für mindestens eine Lebensdauer 10 000 h und Lastwechselzahl 1000, — Temperaturüberwachung jedes Heizbündels mittels Sicherheitstemperaturbegrenzer (STB) und sicherheitsgerichteter Abschaltung des Heizers, in Abstimmung mit einer zugelassenen Überwachungsstelle (ZÜS), — Temperaturüberwachung der CO2 Temperatur im Heizer und am Austritt des Heizer. Sicherheitstemperaturbegrenzer (STB) und sicherheitsgerichtete Abschaltung des Heizers, in Abstimmung mit einer zugelassenen Überwachungsstelle (ZÜS), — Möglichkeit zur externen Nutzung der Temperaturüberwachungssignale (Anschluss an Leit-system als 4…20 mA-Signal), — Auslegung, Herstellung, Prüfung und Dokumentation in Übereinstimmung mit Druckgeräterichtlinie (2014/68/EU), Erteilung eines CE-Kennzeichens erforderlich, — Maximaler Druckverlust bei 1,32 kg/s: 1 bar, — Maximaler Druckverlust bei 2,1 kg/s: 1,8 bar, — Werkstoff Druckgerät und Flansch: 2.4663 (NiCr23Co12Mo, Inconel 617) nach VdTÜV Werkstoffblatt 485, — Bemessungsspannung elektrischer Strömungsheizer: 400 V 3/PE 50/60Hz, — Gestell zum Aufbau des Strömungserhitzers. Anforderungen an die Steuerung und stufenlose Regelung des Strömungdurchlauferhitzers: — Heizleistung stufenlos regelbar mit externer Sollwertvorgabe und Rückmeldung (Anschluss an Leitsystem, InterBus, Analogsignal 4…20 mA), — Steuerung und Regelung für bis zu 600 kW Heizleistung, zur modularen Erweiterung in 200 kW Stufen, — Schaltschrankkühlung inklusive Nachrechnung, — Auslegung, Herstellung, Prüfung und Dokumentation in Übereinstimmung mit Niederspannungsrichtlinie (2014/35/EU), EMV-Richtlinie (2014/30/EU), — Stromversorgung Schalt- und Steuerschrank: 400V 3/N/PE 50/60Hz, — Schaltschränke und Anschlusskästen mindestens Schutzart IP54. Allgemeine Anforderungen: — Vollständige Dokumentation, Dokumentationssprache deutsch, einschließlich: —— Betriebs- und Montageanleitung, —— Nachweis der SIL-Eignung des Systems, —— Abnahmeprüfzeugnisse, Schaltpläne, —— Berechnung der elektrischen Anschlussleistung hinsichtlich der gegebenen thermischen Leistung und den Betriebspunkten, — Beschreibende Dateien und Listen im MS Office, Zeichnungen im Auto-CAD, — Ausstellung einer Konformitätserklärung für das Gesamtsystem, Nachweis der Konformitätsbescheinigung sowie vollständige Lieferung inklusive Dokumentation innerhalb von max. 52 Wochen nach Auftragserteilung, — Gewährleistung von mind. 24 Monaten, — Lieferung gemäß DDP Dresden (Incoterms 2020), — Aufbau, Installation und Einweisung der Bediener, — Abnahme am Aufstellort, wobei im Rahmen der Abnahme folgende Kriterien durch den Auftragnehmer nachzuweisen sind: —— Nachweis der Funktionsfähigkeit aller Komponenten, der Systemsteuerung, Temperaturkontrolle, —— Betrieb bei einem Druck von 300 bar und gleichzeitig einer Temperatur von 650 oC, —— Modulare Bauweise (zukünftige Erhöhung von Massenstrom und Leistung mit dem gleichen Design muss möglich sein), —— Abnahme des Erhitzers durch eine zentrale Überwachungsstelle sowie Vergabe eines CE Kennzeichens.