KW21 II

FORSCHUNGSINITIATIVE KRAFTWERKE DES 21. JAHRHUNDERTS

BW L 34 DT Beeinflussung der Tropfenpopulation in Niederdruck-Dampfturbinen als innovativer Designansatz

Arbeitsfeld:

Neue Konzepte zur Beeinflussung der entstehenden Tropfenpopulation in der Sattdampfströmung einer Niederdruck-Dampfturbine werden erarbeitet. Mittels Strömungssimulation werden die Auswirkungen des Tropfenspektrums und der Tropfenanzahl auf die entstehenden Verluste quantifiziert. Durch die Kondensation bei der Entspannung im Niederdruckteil entstehen Verluste, die unter anderem von der Größe der Tropfen beim Beginn der Nukleation abhängig sind. Da der mit Nassdampf durchströmte Teil einer konventionellen Dampfturbine einen Anteil von ca. 12 % der Gesamtleistung aufweist, besteht hier durchaus Potential zur Wirkungsgradsteigerung. Darüber hinaus kann die tropfenbeladene Strömung starke Erosion an den Laufschaufeln und speziell der letzen Stufe verursachen, wodurch auch die Betriebssicherheit und Verfügbarkeit der Anlage beeinflusst wird.
Obwohl die numerische Simulation von kondensierenden Strömungen in den letzten Jahren sehr große Fortschritte gemacht hat, bereitet die korrekte Berechnung des Nässeanteils und der Tropfenverteilung in einer Nassdampfturbine auf Grund des stark dreidimensionalen, instationären Charakters der Strömung immer noch große Schwierigkeiten. So können die Ergebnisse solcher Simulationen zum jetzigen Zeitpunkt nicht ohne die Validierung durch Messungen interpretiert werden. Zur Verbesserung der Zuverlässigkeit der Ergebnisse der im Rahmen des beantragten Vorhabens durchzuführenden Berechnungen von innovativen Konzepten zur Beeinflussung der Tropfenpopulation werden daher im Vorfeld des Projektes umfangreiche Messungen und Simulationen an der institutseigenen Modelldampfturbine durchgeführt. Darüber hinaus soll im Rahmen dieses Projektes die Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit sowie das Handling der eingesetzten Messtechnik weiterentwickelt werden, um die Genauigkeit von Messungen in Kraftwerksdampfturbinen voranzutreiben.

Projektpartner: