Kraftwerk Shoaiba II

Das Klima in Saudi-Arabien führt zu einer konstanten Nachfrage nach Strom, sowohl von gewerblichen als auch von privaten Verbrauchern. Das neue Kraftwerk soll dazu beitragen, diese Nachfrage zu stillen. Es befindet sich in Saudi-Arabien an der Küste 100 km südöstlich von Dschidda. Shoaiba II ist ein hochmodernes und effizientes Kombikraftwerk mit einer Ausgangsleistung von 1.200 MW.

Das Kraftwerk erzeugt Elektrizität durch Verbrennen von Rohöl. Es umfasst zehn Gasturbinen und zwei Dampfturbinen. Ein Gasturbinenzylinder ist 60 m hoch und hat einen Durchmesser von 4,6 m. Die Grundfläche am Rohrübergangsstück ist 26 x 13 m groß.

Die Herausforderungen des Projekts

Bei der Bemessung mussten zahlreiche Herausforderungen bewältigt werden:

• Gesamtgewicht der schweren Ausrüstung und umfangreichen Rohre;
• Knickwirkung des plattenförmigen Rohrübergangstücks, das selbsttragend ist und das Gewicht der darüberliegenden Zylinder trägt;
• Alle Verbindungsdetails mussten aufeinander abgestimmt sein.

Anwendung amerikanischer Normen mit SCIA Engineer

Die Struktur des Zylinders und des Übergangsstücks wurde mit 2D-Platten und Aussteifungsträgern modelliert. Die innere Ofenstruktur wurde in einem separaten SCIA Engineer-Projekt modelliert, um zu gewährleisten, dass es die Anforderungen in Bezug auf die Erdbebensicherheit erfüllt (0,30 g).

Anhand der Erdbebenanalyse, einer allgemeinen Schwingungsanalyse für Windwirbel und eines Stabilitätsnachweises wurde überprüft, ob das Modell alle vorgeschriebenen Kriterien erfüllt. Die Eigenfrequenz des Haupttragwerks wurde gemäß amerikanischen Normen für Windschwingungsmodi bemessen.

SCIA Engineer wurde außerdem zum Ausführen von Stahlnachweisen gemäß amerikanischen Normen eingesetzt.

Dank einer guten Optimierung der Plattendicke der oberen Verschalung konnte der Kunde das Stahlgewicht um 30 % reduzieren.

“Dieses Projekt kombiniert mehrere Anforderungen. Erstens musste eine Analyse der verschiedenen Einwirkungen ausgeführt werden, wie Erdbebenlast, dynamische Last und Windschwingungen. Anschließend erfolgte der Nachweis des Tragwerks nach amerikanischen Standards. Die Kombination von Trägern und Flächen stellte einen großen Vorteil beim Nachweis des Gesamttragwerks und für die Optimierung des Gewichts des Stahltragwerks dar.”

Zitat der Jury

Dieses Projekt ist der Gewinner des SCIA User Contest 2017 – Kategorie 3: Gewerbe- und Fabrikgebäude.