Zusammenfassung
Das Einhalten der mechanischen Integrität sowohl in der statischen als auch in der dynamischen Auslegung ist die Hauptaufgabe bei der Auslegung des Turbinenläufers. Für die statische Auslegung werden die mechanischen und thermischen Beanspruchungen von Rotorbauteilen anhand von analytischen Gleichungen erläutert. Anschließend wird die Festigkeitsbewertung auf Basis von zeitunabhängigen und zeitabhängigen Spannungsgrenzwerten aufgezeigt. Für die Läuferkomponenten ist zum einen die Bewertung mittels Anrißlebensdauer wichtig und zum anderen die Durchführung einer bruchmechanischen Bewertung von zu unterstellenden Fehlstellen in den Bauteilen. Bei der dynamischen Auslegung stehen die Schwingungseigenschaften des Läufers und die daraus resultierenden dynamischen Lasten im Vordergrund. Zum Abschluß wird erläutert, welche Anforderungen an warmfeste und hochwarmfeste Werkstoffe gestellt werden, um die erläuterten Auslegungskriterien für Läuferbauteile einzuhalten. Dazu gehören unter anderem die Kriechfestigkeit, die Verschleißfestigkeit und die Schweißbarkeit von Läuferkomponenten.
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Literatur
ISO 10814: Mechanical vibrations – susceptibility and sensitivity of machines to unbalance, 1996
v. Mises, R.: Mechanik der festen Körper im plastisch-deformablen Zustand. In: Nachrichten der königlichen Gesellschaft der Wissenschaften, Mathematisch physikalische Klasse, Göttingen, Heft 4, S. 582–592, 1913
Göldner, H.: Lehrbuch Höhere Festigkeitslehre. Leipzig: Fachbuchverlag, Bd. 1, 3. Auflage, verb. A. 2002
Roark, R.: Roark’s Formulas for Stress & Strain. New York: McGraw-Hill, 8. Auflage, 2012
Biezeno, C. und Grammel, R.: Technische Dynamik. Berlin: Springer, 2. Auflage, 1971
Szabó, I.: Höhere Technische Mechanik. Berlin: Springer, 6. Auflage, 2001
ASME Boiler and Pressure Vessel Code, Section III: Rules for construction of nuclear power plant components. New York: American Society of Mechanical Engineers, 2015
AD-Merkblatt, AD-B0: Berechnung von Druckbehältern. Berlin: Beuth, Arbeitsgemeinschaft Druckbehälter, 1999
Norton, F. N.: Creep of high temperatures. New York: McGraw-Hill, 1929
Garofalo, F.: Fundamentals of creep and creep-rupture in metals. New York: McMillan, 1965
Manson, S. S.: Cyclic life of ductile materials. In: Thermal Stresses in Design, S. 139–144, 1960
Coffin, L. F.: Low Cycle Fatigue – a review. In: Applied Materials Research, Vol. 1, Nr. 3, 1962
Neuber, H.: Kerbspannungslehre. Berlin: Springer, 3. Auflage, 1985
VGB-Richtlinie: Prüfung von großen Schmiede- und Gußstücken für Dampf- und Gasturbosätzen. Essen: VGB Kraftwerkstechnik GmbH, VGB-R 504 M, 2003
VGB-Richtlinie: Prüfungen betriebsbeanspruchter Läufer und Gehäuse von Dampf- und Gasturbosätzen. Essen: VGB Kraftwerkstechnik GmbH, VGB-R 512 M, 2003
Milne, I., Ainswoth, R. A., Dowling, A. R., Stewart, A. T.:Assessment of the integrity of structures containing defects. Leatherhead: Central Electricity Generating Board, 1986
Milne, I., Ainsworth, R. A., Dowling, A. R., Stewart, A. T.: Assessment of the integrity of structures containing defects. In: Journal of Pressure, Vessel and Piping, Band 32, Nr. 1–4, S. 3–104, 1988
Milne, I., Ainsworth, R. A., Dowling, A. R., Stewart, A. T.: Background to and Validation of CEGB Report R/H/R6 – Revision 3. In: Journal of Pressure, Vessel and Piping, Band 32, Nr. 1–4, S. 105–196, 1988
Maldfeld, E., Schödel, M. Berger, C.: Crack propagation in gas turbine rotor disks – Comparison of experimental results at real components with fatigue life prediction. In: ASME-Paper 01-GT0284, New Orleans, June 2001
Newman, J., Raju, I.: An Empirical Stress Intensity Factor Equation for the Surface Crack. In: Engineering Fracture Mechanics, Vol. 15, S. 185–192., 1981
Irwin, G. R.: Analysis of stresses and strains near the end of a crack traversing a plate. In: Journal of Applied Mechanics, Band 24, S. 361–364, 1957
Paris, P. C. und Erdogan, F.: A critical analysis of crack propagation laws. In: Transactions American Society of Mechanical Engineers, Series D, Band 85, S. 528–534, 1963
Maldfeld, E., Janssen, M., Schaal, R., Berger, C.: Rissfortschrittsuntersuchungen an Gasturbinenscheiben. In: 30. Kraftwerkstechnisches Kolloquium, S. 124–133, Dresden, 1998
Berger, C. und Maldfeld, E.: Fehler in Gasturbinenscheiben bruchmechanisch bewerten. In: Materialprüfung, Jahrgang 42, Heft 1–2, S. 26–30, 2000
Kerntechnischer Ausschuss: Komponenten des Primärkreises von Leichtwasserreaktoren, Teil 2. Auslegung, Konstruktion und Berechnung. In: Sicherheitstechnische Regeln des Kerntechnischen Ausschuss (KTA), KTA 3201.2, November 2013
Ewald, J.: Beurteilung von Rißeinleitung und Rißwachstum im Kriechbereich mit Hilfe eines Rißspitzen-Fernfeld-Konzeptes. In: Materialwissenschaft und Werkstofftechnik, Jahrgang 20, S. 195–206, 1986
Gross, D. und Seelig, T.: Bruchmechanik. Berlin: Springer, 6. Auflage, 2016
ISO 10814-4: Mechanical vibration – Evaluation of machine vibration by measurements on non-rotating parts – Part 4: Gasturbine sets with Fluid-Film bearings, 2009
Schatt, W., Simmchen, E., Zouhar, G.: Konstruktionswerkstoffe des Maschinen- und Anlagenbaus. Stuttgart: Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, 5. Auflage, 1998
Blumenauer, H.: Werkstoffprüfung. Stuttgart: Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, 6. Auflage, 1994
Fahrenwaldt, H. J., Schuler, V., Twrdek, J.: Schweißtechnik. Wiesbaden: Springer Vieweg, 5. Auflage, 2014
Macherauch, E.: Praktikum in Werkstoffkunde. Braunschweig: Vieweg, 10. Auflage, 1992
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Maldfeld, E., Müller, M. (2019). Statische und dynamische Auslegung des Turbinenläufers. In: Lechner, C., Seume, J. (eds) Stationäre Gasturbinen. VDI-Buch. Springer Vieweg, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-662-56134-8_19
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