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Hydraulische Simulationsstudie des Entnahmebauwerkes einer Kühlwasserrückkühlanlage

Hydraulische Simulationsstudie des Entnahmebauwerkes einer Kühlwasserrückkühlanlage
Ansprechpartner:

Dipl.-Ing. Martin Kunze, , Dr.-Ing. Peter Oberle

Starttermin:

2009

Endtermin:

2009

Auftraggeber:   BASF Werk Ludwigshafen

Veranlassung / Zielsetzungen: 

  • Energieeinsparungen durch Erhöhung des Betriebswasserspiegels im Entnahmebauwerk
  • Untersuchungen hinsichtlich der Auswirkungen eines erhöhten Betriebswasserspiegels auf die Bauwerkssicherheit durch Druckstoß- und Massenschwingungsphänomene bei Pumpenausfall

 

Methoden / Entwicklungen:

  • Einsatz der auf einem 1D-Ansatz (implizites Finite-Differenzen-Verfahren) basierenden Simulationssoftware Flowmaster
  • Modelltechnische Erfassung des vernetzten Zuleitungssystems bestehend aus Rohrleitungsstrecken, Zwischenbehältern und Schächten mit Überfallkanten zur Abscheidung überschüssigen Kühlwassers (Modellränder)
  • Entwicklung geeigneter Modellansätze zur Simulation der stationären und instationären Vorgänge im Entnahmebauwerk

 

Untersuchungen/Ergebnisse:

  • Modellkalibrierung anhand eines im Vorfeld durchgeführten Feldversuches
  • Durchführung von Sensitivitätsanalysen hinsichtlich unsicherer Randbedingungen (Zuflussmengen, Überfallhöhen und Rohrrauheiten)
  • Analyse der Simulationsergebnisse zeigte gute Dämpfung des Gesamtsystems, welche signifikante Massenschwingungen verhindert
  • Quantifizierung der Druckanstiege im instationären Zustand bei Pumpenausfall für unterschiedliche Berechnungsszenarien (Überfallhöhen, Zuflüsse)
  • Signifikante Energieeinsparung durch angepasste Betriebsweisen

 

Abbildungen:

 

Abb.: Systemskizze des Entnahmebauwerkes (links), Ausschnitt und Ergebnisdarstellung des Simulationsmodells Flowmaster (rechts)