Numerische Strömungssimulation in einem Wasserkraftwerk

Ende des Jahres 2012 wurde eine numerische Strömungssimulation (3D-CFD) für ein Wasserkraftwerk in Rumänien durchgeführt.

Numerische Strömungssimulation Wasserkraftwerk: CFD-Berechnungsergebnis der EOS700-Turbine mit Stromlinien

Das Wasserkraftwerk verfügt über 3 parallel geschaltete EOS-700 Turbinen (Rohrturbinen mit einer fixen Laufschaufelposition und einer variablen Leitschaufelposition mit einem Nenndurchmesser von 700mm) und ist Teil eines umfangreichen Kraftwerkparks bestehend aus EOS-Turbinen unterschiedlicher Baugrößen. Im Zuge eines Refurbishment-Projekts wurden die hydraulischen Konturen eines Maschinensatzes mit Hilfe eines 3D-Oberflächenscans digitalisiert, für die numerische Strömungssimulation entsprechend aufbereitet und so das Wasserkraftwerk einer umfangreichen Analyse unterzogen.

Numerische Strömungssimulation Wasserkraftwerk: Druckverteilung auf der Saugseite der Schaufel im Bestpunkt der Originalstellung

Im Zuge von numerischen Strömungssimulationen für das Wasserkraftwerk wurde der vorab vermutete bescheidene Gesamtwirkungsgrad der Anlage aufgezeigt, sowie Optimierungspotential für die Anlage abgeleitet. Darüber hinaus wurde eine Wirkungsgradmuschel der Anlage errechnet, welche aufzeigt, mit welchen Wirkungsgraden an anderen EOS-700-Standorten mit anderen Betriebsdaten zu rechnen ist bzw. für welche dieser Wasserkraftwerk-Standorte mehr oder weniger großer Optimierungsbedarf besteht.

Numerische Strömungssimulation Wasserkraftwerk: Wirkungsgradaufsplittung für die Original-Laufschaufelstellung

Durch Anlagenmessungen an unterschiedlichen EOS-700-Kraftwerksstandorten konnten die Simulationsergebnisse bestätigt werden und die Anzahl der zu optimierenden Wasserkraftwerke eingegrenzt werden.

Weiterführung des Forschungsprojekts durch eine Hydraulikneuentwicklung. Siehe Referenz "Hydraulikneuentwicklung in einem Wasserkraftwerk".

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