AGTurbo II/Phase 0 - Weiterentwicklung des CO2-armen Gas- und Dampfprozesses. Optimierung von Stroemung und Werkstoffen in Verdichter und Turbine. Optimierung einer stabilen Verbrennung. Erhoehung der Verfuegbarkeit des Gesamtkraftwerkes. Einzelvorhaben: 2.1.7B: 3D-Instationaere Schaufelgitter-Interaktion in 2-stufigen Turbinenbeschaufelungen mit Deckbandkavitaeten Fachlicher Abschlussbericht

Multistage turbine bladings with cover bands are characterised by many and varied external and internal interactions. External interactions occur with the inlet structure and also with the outlet diffusor or outlet structure. Internal interactions take place between cascades, between cascades and cover band cavities and labyrinth currents. This project investigated these phenomena experimentally and also attempted a numeric description using newly developed flow models, which are to ensure more correct calculations using transient 3D codes and quasitransient 3D, Q3D, 2D and 1D codes. In practice, many high-pressure and medium-pressure steam turbines have groups comprising 3 to, at most, 12 stages, i.e. at least a 2-stage cover band blading is required for the investigations of the external and internal interaction phenomena as external interactions will occur involving the two outer rows as well as internal interactions involving the two inner rows.Die Erhoehung der Leistungsfaehigkeit der Dampfturbine hat zwei klare Nutzen (1) verringerte Betriebskosten fuer Betriebsinhaber und (2) verringerte Klimaauswirkung durch eine Verringerung der CO_2-Produktion (fuer die gleichwertige Energie). Historisch hat die Optimierung der Dampfturbine sich auf die Kanalgeometrie und die Schaufelung konzentriert. In den letzten Jahren lag die Optimierung der 3-dimensionalen Schaufelprofile im Vordergrund der Bemuehungen. Als Resultat gibt es bedeutende Verbesserungen in der Turbine-Leistungsfaehigkeit, in Vergleich zu dem Status vor 15-20 Jahren. Viele der Verbesserungen in der Turbine-Leistungsfaehigkeit waren durch das Verstaendnis der sogenannten 'Sekundaer-Stroemungen' enstanden, z.B. Passagen-Wirbeln, Nachlaufdellen, Endwand und Profilgrenzschichten. Bei mehrstufigen Turbinenbeschaufelungen mit Deckbaendern treten vielfaeltige externe und interne Wechselwirkungen (Interaktionen) auf: Die externen Interaktionen betreffen jene mit dem Eintrittsgehaeuse bzw. Einlauf sowie jene mit dem Austrittsdiffuser bzw. Austrittsgehaeuse. Die internen Interaktionen treten zwischen den Schaufelgittern untereinander sowie den Schaufelgittern mit den Deckband-Kavitaeten und -Labyrinthstroemungen auf. Die Deckband-Kavitaet ist dabei durch das sogenannte Einbettungsspiel des Deckbandes gekennzeichnet. Die Deckband-Labyrinthstroemung schliesslich sei hier durch die Dichtstreifenspiele repraesentiert. Ziel des Vorhabens ist die experimentelle Erforschung der oben geschilderten Interaktions-Phaenomene sowie deren numerischen Beschreibung mit Hilfe von neuartigen Stroemungsmodellen. Sie sollen in Zukunft sicherstellen, dass mit instationaeren 3D- sowie quasi-instationaeren 3D-, Q3D-, 2D- und 1D-Codes treffsicherer gerechnet werden kann. In der Praxis kommen in Hochdruck-und Mitteldruck-Dampfturbinen vielfach Stufengruppen mit mindestens 3 bis maximal 12 Stufen vor. Fuer die Untersuchungen der externen und internen Interaktionsphaenomene ist somit im Minimum eine 2-stuefige Deckbandbeschaufelung noetig. Erst dann sind die beiden Randreihen den externen und den beiden Binnenreihen den internen Interaktionen ausgesetzt. (orig.)Available from TIB Hannover: F03B1467+a / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekSIGLEBundesministerium fuer Bildung und Forschung, Berlin (Germany)DEGerman