Til hovedinnhold

GT-01 Digital tvilling for en offshore bunnsyklus

GT-01 Digital tvilling for en offshore bunnsyklus

Forsker
930 07 154

Undersøkelse av ulike modell-formuleringer for robust og rask beregning av varmevekslere i en off-shore bunnsyklus.

Motivasjon og relevans

Gjennom Parisavtalen er det fastsatt en internasjonal avtale som skal sørge for at verdens land klarer å begrense klimaendringene. For å kunne oppnå dette er det viktig å redusere utslipp av klimagasser fra produksjon av olje og gass på norsk sokkel.

Ved SINTEF har vi sammen med NTNU og industri fått etablert et nytt forskningsprosjekt Digital Twin. Formålet er å utvikle underliggende modeller for en digital tvilling for en offshore bunnsyklus. En slik digital tvilling vil være basert på termiske og transiente modeller av bunnsyklusen. Dette vil hjelpe implementering av bunnsykluser offshore som kan gi opp til 25% reduksjon av CO2 utslipp fra norsk olje og gass produksjon.

Bakgrunn

En mulig teknologi for å utnytte energien på en plattform bedre er en "bunnsyklus". Dvs. at man bruker varmen i gassturbineksos til å produsere elektrisitet via en varme-til-kraft-prosess. I denne prosessen sirkulerer et arbeidsmedium som tar opp varme fra kilden ved å koke ved høyt trykk, for deretter å ekspandere i f.eks. en turbin til lavt trykk. Ved det lave trykket dumpes resten av varmen som ble tatt opp til sjøvann eller luft, for deretter å pumpes opp til høyt trykk, for så å koke på nytt. Arbeidsmediet kan være vann/damp, CO2 eller en blanding av hydrokarboner. Dette kalles en Rankine-prosess eller bunnsyklus (bottoming cycle).

Ved SINTEF Energi studerer og optimaliserer vi slike prosesser via numeriske simuleringer, hvor vi benytter egenutviklede beregningsmodeller for både prosesser og komponenter.

En viktig komponent for en off-shore bunnsyklus er varmeveksleren for gjenvinning av varme fra eksosen fra gassturbiner. Størrelse og vekt av denne kan stå for ca 50% av hele bunnsyklusen, og det er viktig at vekten på denne kan reduseres. Muligheter for dette ser vi på gjennom å foreta beregninger med ulike kombinasjoner av typiske geometri parameteres for å finne det beste designet som samtidig oppfyller de nødvendige prosesskravene. For å kunne gjøre dette effektivt blir disse beregningene gjort av en optimaliserings-rutine og for at dette skal virke bra, må den underliggende beregningsmodellen være rask, robust og gi konsistente svar.

Det er dette vi primært vil undersøke på en systematisk måte igjennom denne oppgaven.

Oppgaven består i:

  • Sette seg inn i eksisterende beregningsmodeller mhp. inn- og utdata løsningsmetodikker
  • Foreta et litteratursøk til bruk for validering av modell
  • Undersøke beregnings- hastighet, robusthet og nøyaktighet ved ulike løsningsmetodikker – ved koding av testprosedyrer
  • Lage poster for presentasjon av jobben.

Oppgaven knyttes til prosjektet "Digital Twin", som er under oppstart

Forutsetninger

Det er en fordel at sommerjobberen har kjennskap til (eller evne til å sette seg inn i):

  • Programmering (fortrinnsvis Python, C/C++) 
  • Evner og interesse for datateknisk problemløsning;
  • Forståelse for visualisering av prosessflytskjemaer og resultater (1D / 2D-plott);
  • Forståelse for statistisk analyse
  • Interesse for optimering

Medveileder: Han Deng og Marit Mazzetti

Slik søker du

Søknad sendes til: 

Vi trenger søknadstekst, CV og karakterutskrifter samlet i ett pdf-dokument. Hos SINTEF Energi kan du søke på opptil 3 energisommerjobber. Om du søker på flere jobber sender du en samlet søknad.

I tittel-/subjectfeltet skriver du navnet ditt og jobbnummeret på de sommerjobbene du søker på. Søker du på flere ber vi deg skrive jobbnumrene i prioritert rekkefølge (f.eks GT-01, TE-04 ...)

Søknadsfrist er 1. mars, aktuelle kandidater vil bli kontaktet fortløpende. Vi oppfordrer deg derfor til å søke tidlig.