Rainpower nutzt Produkte von HBK zur Entwicklung eines einzigartigen Messwerkzeugs namens Flight Recorder für genaue dynamische Messungen an Turbinen in Wasserkraftwerken

Hintergrund

Rainpower AS bietet professionelle technische Serviceleistungen für die Entwicklung von Wasserkraft. Das Turbinenlabor des Unternehmens mit Sitz in Trondheim, Norwegen, spielt seit 1985 eine entscheidende Rolle bei der Erprobung und Entwicklung neuer Turbinen und war an einigen der größten und prestigeträchtigsten Projekte der Welt beteiligt, wie dem Drei-Schluchten-Staudamm-Projekt am Jangtsekiang in China.

Die Herausforderung

Laufradschaufeln sind bei Wasserturbinen eine kritische Komponente. Sie sind oft schwierigen Bedingungen wie hohem Wasserdruck und hoher Wassergeschwindigkeit ausgesetzt und es ist wichtig sicherzustellen, dass die Spezifikationen mit der Leistungsfähigkeit der Schaufel in Einklang stehen.  

Um dieses Problem anzugehen, hat Rainpower ein neues Messwerkzeug namens Flight Recorder entwickelt, das genaue Messungen der dynamischen Belastung der Laufradschaufeln in allen Betriebsarten ermöglicht. HBK wurde gebeten, eine Lösung für das Datenerfassungssystem (DAQ) der Einheit zu spezifizieren.

Der Flight Recorder ist ein batteriebetriebenes System, das alle Daten lokal speichert, wodurch kein Unterwasser-Datenübertragungssystem erforderlich ist. Diese Daten aus der Messung von Dehnung an Turbinenschaufeln, Druckverteilung an verschiedenen Stellen im Laufrad, Schwingungen an verschiedenen Punkten und Temperatur an der Laufradoberfläche sind von unschätzbarem Wert für die Kalibrierung von Datensimulationen und numerischen Analysen.

Anforderungen erfüllt

Im Rahmen dieses Projekts wurden mit einem zur QuantumX-Serie von HBK gehörigen Datenrekorder CX22 mit Flash-Speicher Daten gesammelt. Das System, das mit der Software catman läuft, wurde in einem maßgeschneiderten Rahmensystem montiert und in einem wasserdichten Gehäuse mit wasserdichten Unterwasseranschlüssen untergebracht.

Das Datenerfassungssystem (DAQ) QuantumX ist das perfekte Werkzeug für eine zuverlässige Datenerfassung bei unterschiedlichen physikalischen Größen und Sensortechnologien. Das flexible, zuverlässige und anwenderfreundliche System ist klein und tragbar und erfüllt die Gestaltungsanforderungen der Spezifikation. 

Vor Beginn der Tests werden HBM-Dehnungsmessstreifen an vorher festgelegten Stellen auf den Laufradschaufeln installiert und die anderen Aufnehmer an den entsprechenden Punkten montiert. Alle Sensoren werden dann mit wasserdichten Kabeln an den Flight Recorder angeschlossen und das Gerät anschließend auf die Laufradnabe montiert. Vor dem Befüllen der Turbine mit Wasser wird der Rekorder eingeschaltet und die Software catman beginnt mit der Datenerfassung. Während des Befüllens der Turbine, durch verschiedene Betriebsarten hindurch, nach dem Abschalten und auch während des Ablassens des Wassers aus der Turbine sammelt der Rekorder dann Daten. Ist das System wieder leer, kann eine Inspektion des Laufrads, die Übertragung aller Daten vom Flight Recorder auf einen Laptop und eine kurze Überprüfung der gesammelten Daten erfolgen. Zurück im Büro können die Messdaten bequem mit hochentwickelten Algorithmen analysiert werden.

Dies ist besonders wichtig, da Rainpower dadurch den Kunden genaue und wertvolle Informationen darüber liefern kann, wie Parameter wie die Anzahl der Starts, Stopps und der Betrieb in verschiedenen Leistungsbereichen die Lebensdauer des Laufrads beeinflussen können.

„Als auf Tests spezialisiertes Unternehmen mussten wir die richtige Ausrüstung für dieses Projekt auswählen. Deshalb haben wir uns nach einer Marktüberprüfung für HBM-Komponenten entschieden. HBM war in der Lage, uns exzellenten Service und Expertise im DMS-Markt zu bieten, was uns besonders wichtig war“,

erläutert Kjell Sivertsen, Discipline Manager Lab Technology and Equipment, Rainpower AS, Turbine Laboratory, Trondheim.

Fazit

Da sich die Entwicklung des Flight Recorder als so erfolgreich erwiesen hat, hofft Rainpower AS, im Laufe dieses Jahres weitere drei bis vier Tests sowohl in Norwegen als auch in Schweden durchführen zu können.

Da erneuerbare Energiequellen weltweit eine immer wichtigere Rolle in der Energieversorgung spielen, war es HBK ein große Freude, Rainpower AS bei diesem Projekt unterstützen zu können. Da Rainpower AS sich weiterhin zunehmend auf die Entwicklung neuer Turbinen fokussieren wird, freut sich HBK darauf, diese Geschäftsbeziehung auch in Zukunft weiterzuführen.

Über Rainpower AS

Rainpower AS ist ein norwegisches Unternehmen, das Anlagen für die Wasserkrafterzeugung entwickelt, konstruiert, herstellt und vermarktet. Rainpower verfügt über mehr als 165 Jahre Erfahrung in der Wasserkraftbranche. Mit Hilfe der Produkte und Erfahrung von HBK konnte das Unternehmen seine Aufgabenstellungen hinsichtlich der Datenerfassung bei unterschiedlichen physikalischen Größen und Sensortechnologien lösen.