Description du projet
Améliorer les performances de la nouvelle génération de chambres de combustion séquentielle
Les turbines à gaz à combustion séquentielle, un nouveau type de technologie de turbine à gaz, offrent une souplesse de fonctionnement inégalée ainsi qu’un rendement extrêmement élevé en cycle combiné sur une large plage de charge, tout en produisant peu d’émissions. L’architecture de la chambre de combustion séquentielle permet de consommer de l’hydrogène issu de technologies de conversion de l’énergie en gaz qui pourraient être déployées dans de futurs réseaux énergétiques durables. Le projet TORCH, financé par l’UE, prévoit de développer de nouvelles technologies de contrôle passif et actif afin d’éviter les instabilités thermoacoustiques néfastes dans les chambres de combustion de ces turbines à gaz. Les activités du projet consisteront notamment à développer des métamatériaux avec un amortissement acoustique à large bande dans des environnements difficiles et à assurer une distribution de plasma permettant d’optimiser l’auto-allumage de manière uniforme.
Objectif
A new type of combustor architecture for large gas turbines has emerged in recent years: sequential combustion systems operated at constant pressure. This major technology change results from the need for more operationally and fuel flexible gas turbines, for future sustainable energy networks. As for regular gas turbines, the risk of combustor breakdown due to thermoacoustic instabilities is a major challenge. While the harmful consequences of these instabilities in novel sequential combustors can be as dramatic as in conventional systems, the associated physics is considerably complexified, because the two flames not only “talk” together via sound waves, but also via entropy waves. Our aim is to propose, investigate and develop novel active and passive control technologies, tailored for this new generation of combustors, in order to suppress their thermoacoustic instabilities. It brings significant scientific challenges in fluid mechanics, acoustics, combustion, nonlinear dynamics and control theory. We will address the problem of controlling these instabilities on two unexplored fronts: First, we intend to significantly move forward the state-of-the-art in passive control of combustion instabilities, by creating acoustic metamaterials with unprecedented acoustic damping properties, and capable of long term operation in harsh environments. Second, we plan to address scientific challenges, required to successfully achieve active combustion control in sequential combustors, by distributing non-equilibrium plasma discharges to locally and dynamically enhance the autoignition chemistry. To achieve these ambitious goals, a combination of experimental, numerical and theoretical methods will be applied with the aim to ultimately establish the potential and limitations of these novel technologies. This research deals with new areas in the field of thermoacoustics, and builds upon the PI’s scientific expertise in combustion and acoustics and on his technological know-how.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN.
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Mots‑clés
Programme(s)
Régime de financement
ERC-COG - Consolidator GrantInstitution d’accueil
8092 Zuerich
Suisse