Stählerne Druckrohrleitungen in Wasserkraftanlagen führen das Triebwasser von der Wasserfassung über weite Strecken und oft sehr große Höhensprünge hinweg zu den Kraftwerksturbinen. Als gleichzeitige Strukturelemente und Transportleitungen stellen sie besonders hoch und komplex beanspruchte Stahlkonstruktionen dar. Für die Betreiber von Wasserkraftanlagen ist die Bewertung des Zustands von Druckrohrleitungen daher einer der wichtigsten Schritte im Zuge der Erteilung, Erneuerung und Aufrechterhaltung einer Nutzungskonzession durch die staatlichen Behörden. Für die Wasserkraftanlagen in der italienischen Autonomen Provinz Bozen – Südtirol wurden – aufgrund ihrer besonderen Bedeutung für die Energieversorgung des Landes und des Alters der Anlagen – in den letzten Jahren systematisch derartige Zustandsbewertungen (Assessments) durchgeführt. Für die Bewertung bestehender älterer Druckrohrleitungen im Hinblick auf die statisch‐konstruktive Trag‐ und Betriebssicherheit muss dabei – aufgrund des Fehlens von einschlägigen Normen und Regelwerken mit allgemein anerkannten, durchgehenden Vorgehensweisen – auf die Expertise aus verschiedenen Literaturstellen und Fachbereichen zurückgegriffen werden. Das ist der Tatsache geschuldet, dass Druckrohrleitungen typische Eigenschaften sowohl eines (stählernen) Bauwerks als auch einer Hochdruckkomponente des Anlagenbaus aufweisen. Damit spielen die Ergebnisse von zerstörenden und zerstörungsfreien Prüfungen sowie die Anwendung fortschrittlicher numerischer Berechnungen und Nachweisverfahren eine besonders große Rolle. Dieser Beitrag vermittelt einen Überblick über die im Land Südtirol in den letzten Jahren durchgeführten Zustandsbewertungen bei Druckrohrleitungen und die dabei angewandten Methoden.

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An vier Fallbeispielen wird aufgezeigt, dass die dreidimensionale, numerische Strömungssimulation ein wertvolles Instrument für den Entwurf von wasserbaulichen Bauwerken und für die Erforschung von Strömungsvorgängen darstellt. Die angeführten Fallbeispiele zeigen auf, dass die Numerik sowohl qualitative als auch quantitative Aussagen ermöglicht. Im Vergleich mit zweidimensionalen Ansätzen setzen dreidimensionale Programme ein höheres Fachwissen voraus, sie ermöglichen aber auch sehr viel genauere Aussagen insbesondere bei komplexen Strömungsvorgängen. Wie am Beispiel gezeigt wird zielt die Forschung darauf ab, in Zukunft auch Mehrphasenströmungen verlässlich zu rechnen. Three dimensional numerical simulations are useful instruments for the design of hydraulic structures and for fundamental research in case of complex flows. The four examples given in this article demonstrate that computational fluid dynamics allows qualitative and quantitative predictions. Compared with two dimensional approaches three dimensional flow simulation tools require a deeper know-how but they also enable more accurate results especially in case of complex flow phenomena. As shown in the examples numerical research aims to develop algorithms which allow for trustable quantitative results in case of multi-phase flows.