H2Flame

Bestimmung der Wärmestrahlung und Ableitung von Sicherheitsabständen in Störfallszenarien

Die derzeit verwendeten Berechnungsgrundlagen für Sicherheitsabstände bei Wasserstoffflammen basieren überwiegend auf den Strahlungseigenschaften von Kohlenwasserstoffflammen. Diese lassen sich jedoch nicht auf Wasserstoffflammen übertragen. Reine Wasserstoffflammen sind unter Normalbedingungen nahezu unsichtbar, erreichen Temperaturen von über 2.000 °C und weisen eine vergleichsweise geringe Wärmestrahlung auf. Dadurch wird die Flammentemperatur erst in sehr kurzem Abstand wahrgenommen. Dies birgt die Gefahr, dass unkontrolliert austretende Wasserstoffflammen von Personen in unmittelbarer Nähe nicht rechtzeitig erkannt werden.

Versuchsaufbau und Untersuchung der Flammencharakteristik

Diese sicherheitsrelevante Lücke in der Datenlage wird im Verbundvorhaben H2Flame des HySON Instituts und des ECI EnviroConsult IngenieurBüros Dr. Lux e.K. geschlossen. Dazu werden experimentelle Untersuchungen an Wasserstoffflammen an einem eigens hierfür entwickelten Prüfstand durchgeführt. Ziel ist es insbesondere, die für die Berechnung von Sicherheitsabständen maßgebliche mittlere spezifische Wärmestrahlung zu bestimmen. Darüber hinaus sollen weitere relevante Parameter und Eigenschaften der Flamme erfasst und die ansonsten unsichtbare Wasserstoffflamme mittels innovativer Messtechnik sichtbar gemacht werden.

Im Anschluss werden die experimentell ermittelten Werte mit numerischen Simulationen und analytischen Berechnungen abgeglichen. Auf dieser Grundlage wird ein Modell zur Skalierung von Wasserstoffflammen entwickelt. Die daraus abgeleiteten Sicherheitsabstände bilden eine fundierte Grundlage für die Aktualisierung bestehender Richtlinien zur Erstellung von Sicherheitskonzepten für Wasserstoffanlagen.

Das Projekt H2Flame leistet damit einen wichtigen Beitrag zum sicheren Ausbau der Wasserstofftechnologie und unterstützt den weiteren Hochlauf einer sicheren Wasserstoffwirtschaft in Deutschland und darüber hinaus.

Vorhabenszeitraum: 01.07.2025 bis 31.12.2027

Projektpartner: HySON Institut für Angewandte Wasserstoffforschung Sonneberg gGmbH