2020-01-01  –  2024-08-31

296.203,00 EUR

Universität Duisburg-Essen - Fakultät für Ingenieurwissenschaften - Lehrstuhl für Strömungsmaschinen, Duisburg, Nordrhein-Westfalen

03EE5013D

Konventionelle Kraftwerkstechnik - Komponentenentwicklung [EA1312]

01189732/1  –  ROBOFLEX - Robuste Turbomaschinen für den flexiblen Einsatz

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE5)

Energie

AP1.4: In einem Modell eines Frischdampfventils werden Untersuchungen zu strömungsinduzierten Schwingungen durchgeführt. Das Modell ist die maßstäbliche Verkleinerung eines Dampfventils, welches in Kraftwerken zur Regelung von Dampfturbinen eingesetzt wird. Der Prüfstand wird aufgrund der besseren messtechnischen Zugänglichkeit mit verdichteter Luft betrieben. Um eine Übertragbarkeit auf die Großausführung zu gewährleisten, sind Ähnlichkeitsgrößen der Fluid-Struktur-Interaktion einzuhalten, was entsprechende Werkstoffe erfordert. Durch die Einhaltung der Ähnlichkeitskenngrößen, können Schwingungsanregungen, die aus der Fluid-Struktur-Interaktion herrühren, im Modellventil nachgebildet werden. Ziel des Projekts ist die experimentelle Untersuchung der Strömung in einem Dampfturbinen-Regelventil und deren Interaktion mit den Bauteilen des Ventils. Im Rahmen dieses Projektes ist die Fortführung der Arbeiten aus dem Vorhaben 4.3.12 (COOREflex-turbo FKZ 03ET7092G) vorgesehen. AP4.5: Ein Simulationswerkzeuge soll bereitgestellt und validiert werden, das thermoakustische Schwingungen hoher (und niederer) Frequenz für unterschiedliche Verbrennungssysteme vorhersagen kann. Das Werkzeug soll auf Ansätzen basieren, die Siemens in der Brennkammerentwicklung bereits einsetzt, insbesondere zur Vorhersage von Flammenstabilisierung, Schadstoffemission und Wärmebelastung. Das Projekt wird LES-Methoden in OpenFOAM einsetzen, für das bereits Siemens-spezifische Entwicklungen durchgeführt wurden – gerade auch an der Universität Duisburg-Essen (UDE). Das entwickelte LES-Werkzeug soll insbesondere die Rechenzeitanforderungen der Methode bei ausreichender Genauigkeit so reduzieren, dass sich diese effizient in der Gasturbinen-Entwicklung nutzen lässt. Zur weiteren Beschleunigung der Produktentwicklung sollen die erzielten Projektergebnisse zusätzlich in Form von Best-Practice Guidelines und einfach lösbaren Globalmodellen bereitgestellt werden.