1. Anwendung des Örtlichen Konzepts in der Turbinenschaufelauslegung.
- Author
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Dankert, M. and Richter, C.
- Abstract
Die Anforderungen an große Kraftwerksturbinen (Gas- und Dampfturbinen) sind im Zusammenhang mit der Energiewende in den letzten Jahren signifikant gestiegen. Durch die wachsende Einspeisung von Strom aus erneuerbaren Energien wie Wind und Sonne gewinnt die Erhöhung der Flexibilität im Kraftwerksbetrieb immer mehr an Bedeutung. Dafür müssen zuverlässige und robuste Turbinen entwickelt werden. Turbinenschaufeln sind eine der Schlüsselkomponenten einer Turbine und ein entscheidender Erfolgsfaktor, um die aktuellen und zukünftigen Markt- und Kundenanforderungen zu erfüllen und die damit verbundenen Herausforderungen zu meistern. Die Auslegung von Turbinenschaufeln ist komplex. Turbinenschaufeln sind im Betrieb häufig extremen, hohen sowie komplexen mechanischen und thermischen Belastungen ausgesetzt. Diese mechanischen und thermischen Betriebsbelastungen führen zu hohen Bauteilbeanspruchungen und häufig zu einem Ermüdungs- und/oder Kriechlebensdauerverbrauch. Hersteller großer Kraftwerksturbinen können ihre Turbinen und deren Komponenten in den allermeisten Fällen nicht im Vorfeld auf Prüfständen testen. Außerdem können Fehler in der Auslegung der Komponenten zu deren Versagen im Betrieb und damit zumindest zu erheblichen wirtschaftlichen Schäden führen. Aus diesen Gründen und vor dem Hintergrund der zunehmend flexibleren Fahrweise von Kraftwerken und der damit verbundenen höheren Anzahl an Lastwechseln sind für die Entwicklung und Auslegung von Turbinenschaufeln sowie deren Lebensdauervorhersage geeignete, zuverlässige und abgesicherte Berechnungs- und Bewertungskonzepte sowie Regeln unerlässlich, um den sicheren Betrieb der Turbinenschaufeln zu ermöglichen. Dies gilt insbesondere für die genaue Beschreibung des Ermüdungsverhaltens unter Betriebsbelastung. Der vorliegende Artikel beschäftigt sich mit den hier verwendeten Konzepten zur Lebensdauervorhersage und zum Betriebsfestigkeitsnachweis von Gas- und Dampfturbinenschaufeln. In connection with the energy transition the demand on large turbines (gas and steam turbines) for power plant applications has significantly been increased over the last years. Due to increased injection of renewable energy sources as sun and wind operational flexibility of power plants is getting more and more important. Therefore, reliable and robust turbines have to be designed. Turbine blades are one of the key components and a crucial success factor to meet current and future market and customer requirements and to master challenges associated. The design of turbine blades is complex. In operation, turbine blades are often exposed to extreme, high as well as complex mechanical and thermal loads. These mechanical and thermal loads lead to high stresses resulting often in fatigue and/or creep life time consumption. Manufacturer of large turbines for power plant applications usually cannot test their turbines and corresponding components in test facilities in advance. In addition, design faults could lead to failure of the components in operation and to substantial commercial damages. Due to these reasons and against the background of increasing operational flexibility of power plants associated with a higher number of load cycles appropriate, reliable and verified design methods and guide lines are essential for development and design of turbine blades as well as for their life time prediction and structural integrity assessment enabling reliable operation of turbine blades. In particular, this applies for describing precisely fatigue behaviour under operating loads. This paper deals with the concepts applied for life time prediction and structural integrity assessment of gas and steam turbine blades. [ABSTRACT FROM AUTHOR] more...
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- 2016
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