LESER API Type 526: Kopfüber im Meer

Wellenenergie, die für die Stromerzeugung genutzt werden soll, ist ein Projekt, das LESER aktuell begleitet. Die dänische Firma WAVEPISTON (www.wavepiston.dk) forscht und entwickelt seit 2006 an einer neuartigen Energiegewinnung aus Wellenkraft, dem „Competitive wave energy on islands“- Projekt. Eine Großanlage ist vor Gran Canaria / PLOCAN im Aufbau. 

Hierfür liefert LESER, in Zusammenarbeit mit dem LESER Partner ARMATEC Schweden das Sicherheitsventil. Es wird unter Wasser kopfüber montiert und gewährleistet die Absicherung der Pumpe.


Wavepiston system illustration 3

Wellenkraftwerk vor der Küste Gran Canaria / PLOCAN, (C) WAVEPISTON

Skizze Ventil kopfber unter Wasser
Skizze der Anwendung Sicherheitsventil in Kopfüberposition zwei Meter unter der Wasseroberfläche in Duplex, (C) WAVEPISTON

Welche Herausforderung hat das „Competitive wave energy on islands“- Projekt?

LESER setzt erstmals Sicherheitsventile kopfüber in einer Tiefe von zwei Metern unter der Seewasseroberfläche ein. Aus diesem Grund werden hochwertige korrosionsbeständige Duplexwerkstoffe für die Bauteile verwendet. 

Die ungewöhnliche Einbausituation unterliegt unterschiedlichen Druckszenarien, die durch Wellenkraft entstehen. Um sicherzustellen, dass das Sicherheitsventil in dieser Umgebung korrekt funktioniert, wurden umfangreiche Analysen der Betriebszustände durchgeführt, um die geeignete Type und Nennweite auszuwählen. Diese muss ausreichend dimensioniert sein, um die notwendige Leistung abzuführen.
 

Wie stellt man die Eignung der Anlage sicher?

Zusätzlich zur Anpassung des Sicherheitsventils für den Einsatz kopfüber unterstützt LESER den Prüfprozess des neuen Pumpsystems bis hin zur Serienreife. Auf einem Forschungsprüfstand der DTU Copenhagen werden Dauerversuche durchgeführt. Simulierte Wellenbewegungen erzeugen dynamische Druckzustände im Pumpensystem.

Das LESER Sicherheitsventil Type 526 1E2 sichert das Pumpensystem ab, wobei die dynamisch angepassten Ansprechdrücke von 40 barg bis 80 barg über einen dafür entwickelten hydraulischen Antrieb gesteuert werden.
Verschiedene Betriebszustände werden getestet, um die Eignung sicherzustellen. Im Jahr 2023 sind insgesamt acht Millionen Pumpzyklen vorgesehen, von denen etwa 600.000 bereits durchgeführt wurden.
 

Forschungsanlage DTU CopenhagenDE 1773 1000 px

Forschungsanlage in der DTU Copenhagen, (C) WAVEPISTON

SV und Hydraulik in ForschungsanlageDE 1773 1000 px
Sicherheitsventil in der Forschungsanlage mit hydraulischem Einstellaggregat, (C) WAVEPISTON

Welche Modifikationen sind für das Sicherheitsventil notwendig?

Das Sicherheitsventil spielt eine entscheidende Rolle. Es muss in der Lage sein, jeden Betriebszustand mit dem jeweilig dynamisch spezifizierten Betriebsdruck Zyklen abhängig einzustellen, und das im Sekundentakt. Daraus ergaben sich zwei Herausforderungen.

Erstens muss das Sicherheitsventil im Jahr 2023 acht Millionen Öffnungszyklen durchlaufen und dabei den Öffnungsdruck während der Öffnungsphase konstant halten, um auswertbare Ergebnisse für die Beurteilung der Pumpeneignung zu gewährleisten. Dazu wurde der Serienteller geringfügig modifiziert, um die anlagenbedingten Pulsationseffekte zu vermeiden.

Zweitens musste ein Mechanismus entwickelt werden, der die dynamische Einstellung des Ansprechdrucks sekundengenau ermöglicht. In Zusammenarbeit mit WAVEPISTON und LESER wurde ein entsprechender hydraulischer Antrieb entwickelt, der in der Lage ist, den Ansprechdruck im Sekundentakt dynamisch anzupassen.

Mehr zum Thema in einigen Monaten, wenn die Anlage in Gran Canaria/ PLACON in Betrieb genommen wird und die Dauerversuche in Kopenhagen weitergeführt wurden.