2017-09-01  –  2021-03-31

122.770,00 EUR

TU Dresden - Fakultät Maschinenwesen, Institut für Strömungsmechanik, Professur für Turbomaschinen und Flugantriebe, Dresden, Sachsen

03ET7092F

Fortgeschrittene Kraftwerkssysteme - Kraftwerke mit Null Emissionen [EA1325]

01172231/1  –  ECOFLEX-Turbo

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE5)

Energie

Dieses Vorhaben ist Teil des Verbundprojektes AG Turbo ECOFLEX-turbo. Der Rotor von Mitteldruckdampfturbinen gehört aufgrund der großen Abmessungen hinsichtlich thermischer Belastungen durch An- und Abfahrvorgänge als auch durch hohe Fliehkraftbelastungen in Verbindung mit Zeitstandschädigung zu den lebensdauerführenden Komponenten. Insbesondere der Bereich der ersten Laufschaufelnuten mit den konstruktiv nicht vermeidbaren Kerben ist hierbei von Interesse. Das mechanische Verhalten der Einbauten (Schaufelfüße) in diesen Kerben hat einen starken Einfluss auf die zu erwartende Lebensdauer des Rotors, wird nach Stand der Technik bei der Lebensdauervorhersage jedoch noch nicht umfassend berücksichtigt. Das Vorhaben hat zum Ziel, das mechanische Verhalten des Schaufelfußverbundes in Umfangsnuten zu untersuchen und den Einfluss auf den Lebensdauerverbrauch des Rotors unter transienten thermischen Lasten zu quantifizieren. Dabei werden probabilistische Ansätze verwendet, um streuende oder nicht hinreichend bekannte Randbedingungen in die Analyse einzubeziehen. Der zu untersuchende Schaufelverbund in der Umfangsnut des Dampfturbinenrotors wird zunächst in ein parametrisches Finite Elemente Modell überführt. Auf Basis dieses Modells werden anschließend probabilistische Untersuchungen zum mechanischen Verhalten des Schaufelfußverbunds unter Einbeziehung streuender oder nicht hinreichend bekannter Randbedingungen durchgeführt. Hierbei ist insbesondere die Gesamtsteifigkeit des Schaufelfußverbunds von Interesse, da diese in einer Voruntersuchung im Rahmen des Projekts COOREFLEX-turbo 4.3.9 einen starken Einfluss auf die Lebensdauer des Rotors zeigte. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen sollen anschließend in handhabbaren analytischen Ersatzmodellen abgebildet werden. Bestehende Lebensdauermodelle können somit um den Einfluss des Schaufelfußverbands erweitert werden, wodurch sich eine deutliche Präzisierung der Lebensdauervorhersage von Dampfturbinenrotoren ergibt.