Betriebsfestigkeit einer Diverter-Welle im Abgasstrom
Die Diverter-Klappe und ihre Welle lenken den Abgasstrom einer Gasturbine wahlweise zum Kessel oder zum Kamin. Die Bauteile sind damit permanent dem heißen Abgasstrom ausgesetzt.
1. Strömungssimulation zur thermischen Lastermittlung
Die thermische Belastung der Bauteile im Abgasstrom (600-700 °C) hängt vor allem vom Strömungsbild ab. Dieses ist vom Stand der Diverter-Klappe abhängig und lässt sich mit Hilfe einer CFD-Simulation berechnen.
Die Ergebnisse der CFD sind:
- Wärmeübergangskoeffizienten an der Diverter-Welle und am Blade
- Druckverluste im Kanal
- Strömungslasten auf das Blade
Mit den Ergebnissen kann eine detaillierte Auslegung der Betriebsfestigkeit und des Kriechverhaltens der Komponenten durchgeführt werden.
2. Berechnung der thermischen Spannungen
Mit Hilfe der CFD-Ergebnisse können thermische Berechnungen durchgeführt werden und die daraus resultierenden Temperaturspannungen mit mechanischen Lasten überlagert werden.
Mögliche Berechnungen sind:
stationäre Berechnung von bestimmten Betriebspunkten zur Bestimmung der statischen Festigkeit und Kriechfestigkeit (z.B. Stack Closed, Boiler Closed, Intermediate Position of the Blade)
transiente Berechnung von An- und Abfahrvorgängen zur Ermittlung der Betriebsfestigkeit
Anhand der Ergebnisse können kritische Stellen identifiziert und die Geometrie verändert werden, so dass ein sicherer Betrieb gegeben ist. Der Nachweis erfolgt wahlweise über Spannungen oder Dehnungen unter Berücksichtigung von Plastifizierung.
Dabei können auf Wunsch auch Normen wie z.B. die ASME Sec. VIII, Div. 2, ASME Sec. III NH oder die KTA herangezogen werden.
Ihre Vorteile:
Alles aus einer Hand: Strömungssimulation, Festigkeitsberechnung und Berichtserstellung. Zudem haben wir Erfahrung im Umgang mit den Endkunden und unterstützen Sie auf Wunsch bei der Kommunikation mit diesen.
Weitere Beispiele für Bauteile im Abgasstrom
Divertergehäuse
Flügelrahmen
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Gerne können wir auch einen unverbindlichen Beratungstermin oder eine telefonische Beratung vereinbaren.
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Natürlich können Sie sich auch gerne auf unserer Webseite umsehen:
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