Absperrschieberventile werden in der Industrie häufig eingesetzt. Unter bestimmten Betriebsbedingungen entstehen im Absperrschieberventil starke instabile Strömungen, die Vibrationen im Rohrleitungssystem verursachen. Untersucht wurde die Niederdruck-Verbindungsleitung einer 600-MW-Heizanlage; durch Kombination von Anlagenmessungen und stationären numerischen Simulationen wurde der Mechanismus instabiler Strömungen im Absperrschieberventil und deren Auswirkungen auf die Rohrleitungsschwingungen aufgedeckt. Basierend darauf wurde ein neuartiges Absperrschieberventil mit einer Leitschaufelstruktur auf der Ventilplatte entwickelt, und es wurden instationäre numerische Simulationen der maximalen Vibrationsbedingungen für das ursprüngliche und das optimierte Ventil durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass durch die Anbringung der Leitschaufelstruktur auf der Ventilplatte der Großteil des Hauptdampfflusses durch die Mitte des Einlassrohrs zum Niederdruckzylinder geleitet wird, wodurch die durch instabile Strömungen erzeugten Anregungskräfte wirksam reduziert und die Rohrleitungsvibrationen unterdrückt werden. Das vorgeschlagene neuartige Absperrschieberventil kann zur Unterdrückung von Vibrationen in Rohrleitungssystemen mit kleinen Öffnungsgraden des Absperrschieberventils eingesetzt werden.

Absperrschieberventil;Rohrleitungssystem;Vibrationsmechanismus;Strömungsoptimierung;Vibrationsunterdrückung