Betriebsübergänge von hydraulischen Strömungsmaschinen - ein neuer Versuchsstand

Die Durchführung von Modelltests mit hydraulischen Strömungsmaschinen unter homologen Bedingungen zu einem geplanten oder bestehenden Prototyp ist für größere Kraftwerksprojekte üblicher Standard. Neben der detaillierten Bestimmung der hydraulischen Kennfeldcharakteristik mit dem Zusammenhang Volumenstrom, Fallhöhe, Wirkungsgrad, Leitschaufelöffnung, gegebenenfalls Laufradöffnung, Kavitation, Druckschwankungen usw., sind auch die für die mechanische Konstruktion wichtigen hydraulischen Kräfte, wie z. B. der Axialschub oder auch Momente der Welle, Leitschaufeln usw., bestimmbar. Einerseits dienen diese

Tests jeweils zur Risikominimierung für den Hersteller und auch für den späteren Betreiber der Kraftwerksanlage, da die Leistungseigenschaften über Ähnlichkeitsbetrachtungen relativ gut auf die Großausführung übertragbar sind. Andererseits kann das Verhalten der Strömungsmaschinen in Modelltests auch in weiten Off-design-Betriebsbereichen untersucht werden, die mit numerischen Simulationsmethoden nur mit vergleichsweise ungenauen Ergebnissen vorhergesagt werden können. Genaue Vorhersagen von Off-design-Betriebspunkten mit Simulationsmethoden erfordern sehr große Rechennetze. Diese großen Rechennetze und auch die Modellierung von Kavitation erfordern sehr lange Rechenzeiten, welche auch auf Großrechnern Monate dauern können [1], [2].