Turbinen-Prüfstand

• Untersuchung von aerodynamischen Fragestellungen in ein- und mehrstufigen Turbinen
• Untersuchung unterschiedlicher Beschaufelungstypen durch hohe Flexibilität möglich
• Untersuchungen zu erzwungen und aeroelastisch erregten Schaufelschwingungen in Turbinen
• Untersuchung von Mehrstufeneffekten
• Untersuchung instationärer Aerodynamik in Turbinen
• Schalltransport in Turbinen
• Axialspaltuntersuchungen

Die vergleichsweise axial lange Bauform des Rotors ermöglicht in einzigartiger Weise die Untersuchung von bis zu sieben Turbinenstufen, die entweder auf klassischen Trommelläufern oder auf einem modernen Zuganker-Läufer installiert werden. Aus diesem Grund eignet sich der Prüfstand insbesondere zur Untersuchung von Mehrstufeneffekten, z.B. aus dem Bereich der Strömungspfadoptimierung oder stufenübergreifender instationärer Effekte (Akustik, Aeroelastik).

Hauptbestandteil des Versuchsstands ist das druckhaltende Turbinengehäuse in klassischer Dampfturbinenbauweise samt seiner peripheren Anlagen. Das Turbinengehäuse kann durch Umrüstung der Leitschaufelträger und des Rotors verschiedene Turbinenkonfigurationen aufnehmen, so dass Untersuchungen von an die wissenschaftliche Fragestellung angepassten Beschaufelungen möglich sind, die bei Bedarf projektspezifisch ausgelegt und gefertigt werden.

Der Antrieb der Turbine erfolgt mit verdichteter Luft als Prozessmedium. Die Beschaufelung überträgt die Nutzarbeit an den Turbinenrotor, welcher über eine hochpräzise Drehmomentmesswelle an die Belastungsmaschine gekoppelt ist. Über die Belastungsmaschine kann die Drehzahl der Turbine unabhängig vom eingestellten Massenstrom durch die Turbine geregelt werden und ermöglicht zudem einen gleitenden Übergang zwischen Last- und Schleppbetrieb der Anlage. Ein besonderes Augenmerk wird auf die Betriebspunktstabilität gelegt, die über die Kompressorstation des CMGs und der Ansteuerung der Belastungsmaschine gewährleistet wird.

Neben Grundlagenuntersuchungen zum Strömungsfeld in Niederdruckturbinen, z.B. Schaufel-Nachlauf-Interaktion, werden Untersuchung zu aeroelastischen Fragestellungen sowie die Untersuchung von Mehrstufeneffekten am Beispiel moderner Hochdruck-Dampfturbinen-Beschaufelungen durchgeführt. Insbesondere im Hinblick auf Teil- und Schwachlastbetrieb ist der Versuchsträger dazu geeignet, den flexiblen Fahrbetrieb realer Gas- und Dampfturbinen abzubilden. Im Zuge der Akquise und Durchführung öffentlicher und durch Drittmittel finanzierter Projekte wurde der Versuchsstand sukzessive an moderne Fragestellungen angepasst und mit modernster Messtechnik auf dem Stand der Technik ausgestattet.