2017-08-01  –  2021-01-31

198.868,00 EUR

Technische Universität Darmstadt - Fachbereich Maschinenbau - Staatliche Materialprüfungsanstalt Darmstadt - FG und Institut für Werkstoffkunde, Darmstadt, Hessen

03ET7092M

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

Turbinengehäuse in Dampfturbinen stellen hochbeanspruchte Bauteile mit komplexer Geometrie dar und unterliegen einem Herstellungsprozess mit mehreren Arbeitsschritten. Die Beanspruchung von Turbinengehäusen umfasst schnelle Start- und Stoppvorgänge sowie überlagerte quasistatische Belastungen. Daraus resultiert eine thermo-mechanische Ermüdungsbeanspruchung mit überlagerter Kriechbeanspruchung, die sich mithilfe instationärer Temperaturfeldberechnungen bestimmen lässt. Darauf aufbauend lassen sich unter Anwendung von Finite-Elemente-Berechnungen temperatur-, zeit- und zykluszahlabhängige Spannungs- und Dehnungsverteilungen errechnen. Zur Lebensdaueranalyse und -bewertung der rechnerischen Schadensanteile für Ermüden und Kriechen ist eine entsprechende Nachbildung der Bauteilbeanspruchung durch Simulationsrechnungen erforderlich. Dazu sind geeignete Lebensdaueranalysemodelle zu entwickeln, welche die komplexe Wechselwirkung treffend abbilden. Die Vorgehensweise im Rahmen der Arbeitsplanung umfasst folgende Arbeitsetappen: [3010] Experimentelle Arbeiten, temp.- und zeitabhängiges Materialverhalten und Modellierung [4000] Definition typischer Lastfolgen abhängig von Kalt-, Warm-, und Heißstartzyklen [4010] Konzeption und Beschreibung Lebensdaueranalyse für Ermüdung und Kriechermüdung [4020] Lebensdaueranalysen unter Variation betriebsnaher Lastfolgen und kritischen Lastfällen Die Durchführung der Arbeiten erfolgt in bewährter Weise mit den Projektpartnern und in fortlaufender enger Abstimmung.