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2009
Conference Paper
Titel
Berechnung und Optimierung von Leitwerksstellvorgängen in Kaplanturbinen
Abstract
In Kaplan-Turbinen kann es infolge von schnellem Schließen des Leitwerks zu Kavitationsschlägen im Saugrohr kommen - insbesondere wenn die Turbine vom Netz genommen und nicht rechtzeitig abgesperrt wird. Fraunhofer UMSICHT bietet im Folgenden an, Stellvorgänge im Leitwerk zu simulieren und zu optimieren. Hierzu werden von der AG Förderkennlinien, Trägheitsmoment- und Leitwerks- Druckverlust-Kennfelder zur Verfügung gestellt. Das Simulationsmodell beinhaltet: * Druckrohrleitung (penstock) * Saugrohr * Turbine (als Ventil im Turbinenbetrieb simuliert) Sämtliche Elemente werden eindimensional gerechnet. Förderkennlinien und Trägheitsmomente können während eines Simulationslaufes nicht verändert werden. Als Ergebnis werden zeitliche Verläufe des Drucks stromauf- und -abwärts der Turbine erhalten sowie die im Saugrohr entstehenden Lasten infolge von Kavitationsschlägen in Abhängigkeit von der Turbinen-Druckverlustcharakteristik. Zunächst wird das neu aufzustellende Modell einphasig nachgerechnet, um eine Validierung mit dem bereits beim Betrieb vorhandenen Modell zu erzielen. Zur Ermittlung des Druckverlustes der Turbine wird in einem ersten Schritt die ermittelte Widerstandscharakteristik ksi = f(Delta-p) aus der stationären Berechnung extrapoliert (s. Abb. 1). Falls erforderlich, werden im Anschluss die weiteren ksi-Werte iterativ durch Austausch der Ergebnisse mit dem einphasigen Code der AG ermittelt.