2015-10-01  –  2018-11-30

154.457,75 EUR

Universität Duisburg-Essen - Fakultät für Ingenieurwissenschaften - Abt. Maschinenbau - Institut für Energie- und Umweltverfahrenstechnik - Lehrstuhl für Strömungsmaschinen, Duisburg, Nordrhein-Westfalen

03ET7071F

Fortgeschrittene Kraftwerkssysteme - Kraftwerke mit Null Emissionen [EA1325]

01144152/1  –  COOREFLEX-Turbo

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE5)

Energie

In einem Modell eines Frischdampfventils werden Untersuchungen zu strömungsinduzierten Schwingungen durchgeführt. Das Modellventil ist eine 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. Dies wird durch die Auswahl geeigneter Werkstoffe, gewährleistet. Durch die Einhaltung der Ähnlichkeitskenngrößen, können Schwingungsanregungen, die aus der Fluid-Struktur-Interaktion herrühren, im Modellventil nachgebildet werden. Ebenfalls ist die Untersuchung von akustischen Raummoden und Strömungsablösungen von Interesse, da numerische Untersuchungen nahelegen, dass diese Effekte wesentlich zu Druckfluktuationen und somit zur Schwingungsanregung beitragen. Die Untersuchung der Schwingungsanregung wird bei verschiedenen Ventilhüben und Druckverhältnissen durchgeführt. Durch geeignete aerodynamische Randbedingungen und durch einen geeigneten Strukturwerkstoff werden ähnliche aerodynamische strukturmechanische Verhältnisse wie in der Großausführung eingestellt. Die Schwingung des Ventilkegels wird berührungslos gemessen. Dehnungsmessstreifen erfassen die dynamische Materialbeanspruchung in stark belasteten Bereichen des Ventilkegels. Zusätzlich werden Druckfluktuationen am Umfang des Ventilsitzes und ausgewählten Stellen der Ventilgeometrie gemessen um aerodynamische Quellen der Ventilschwingung zu erforschen. Mittels einer externen Impulsanregung werden typische Systemfrequenzen des Ventilkegels, der ein stark nichtlineares Schwingungsverhalten aufweist, bestimmt. Des Weiteren wird die Druckverteilung im Ventildiffusor gemessen um den Druckrückgewinn des Ventildiffusors zu untersuchen.