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Was ist Wie funktioniert eine Dampfturbine – Definition

Wie funktioniert eine Dampfturbine? Die meisten Kernkraftwerke betreiben einen einwelligen Turbinengenerator, der aus einer mehrstufigen HD-Turbine und drei parallelen mehrstufigen ND-Turbinen besteht. Wärmetechnik

Wie funktioniert eine Dampfturbine?

Die Wärmeenergie in dem enthaltenen Wasserdampf wird an die mechanische Energie umgewandelt durch Expansion durch die Turbine . Die Expansion erfolgt durch eine Reihe fester Schaufeln (Düsen), die den Dampfstrom in Hochgeschwindigkeitsstrahlen ausrichten . Diese Düsen enthalten eine signifikante kinetische Energie, die von den schaufelförmigen Rotorblättern in Wellenrotation umgewandelt wird, wenn der Dampfstrahl die Richtung ändert  (siehe: Gesetz der Impulskonversation ). Der Dampfstrahl übt beim Bewegen über die gekrümmte Oberfläche der Schaufel aufgrund seiner Zentrifugalkraft einen Druck auf die Schaufel aus. Jede Reihe fester Düsen und beweglicher Schaufeln wird als Stufe bezeichnet. Die Schaufeln drehen sich auf dem Turbinenrotor und die festen Schaufeln sind konzentrisch innerhalb des kreisförmigen Turbinengehäuses angeordnet.

In allen Turbinen die rotierende Schaufelgeschwindigkeit ist proportional zu der Dampfgeschwindigkeit über die Klinge verläuft. Wird der Dampf nur einstufig vom Kesseldruck zum Abgasdruck expandiert, muss seine Geschwindigkeit extrem hoch sein. Die typische Hauptturbine in Kernkraftwerken, in der sich Dampf von Drücken von etwa 6 MPa auf Drücke von etwa 0,008 MPa ausdehnt , arbeitet bei 50-Hz-Systemen für 2-polige Generatoren mit Drehzahlen von etwa 3.000 U / min (oder 1500-U / min für 4-polige Generatoren). und 1800 U / min für 60-Hz-Systeme für 4-poligen Generator (oder 3600 U / min für 2-poligen Generator). Ein Ring mit einer Klinge würde sehr große Klingen und ungefähr 30.000 U / min erfordern, was für praktische Zwecke zu hoch ist.

Daher betreiben die meisten Kernkraftwerke einen einwelligen Turbinengenerator , der aus einer mehrstufigen Hochdruckturbine und drei parallelen mehrstufigen LP-Turbinen , einem Hauptgenerator und einem Erreger besteht.  Die HP-Turbine ist normalerweise eine Doppelstrom- Reaktionsturbine mit etwa 10 Stufen mit ummantelten Schaufeln und erzeugt etwa 30-40% der Bruttoleistung der Kraftwerkseinheit. LP-Turbinen sind üblicherweise Doppelstrom-Reaktionsturbinenmit ca. 5-8 Stufen (mit ummantelten Klingen und mit freistehenden Klingen der letzten 3 Stufen). LP-Turbinen produzieren ungefähr 60-70% der Bruttoleistung der Kraftwerkseinheit. Jeder Turbinenrotor ist auf zwei Lagern montiert, dh zwischen jedem Turbinenmodul befinden sich Doppellager.

In diesen Turbinen erhält die Hochdruckstufe Dampf (dieser Dampf ist nahezu gesättigter Dampf – x = 0,995 – Punkt C in der Abbildung; 6 MPa ; 275,6 ° C) von einem Dampferzeuger und leitet ihn zum Feuchtigkeitsabscheider-Nacherhitzer (Punkt D) ab ). Der Dampf muss erneut erwärmt werden, um Schäden zu vermeiden, die durch Dampf von geringer Qualität an den Schaufeln der Dampfturbine verursacht werden könnten . Der Nacherhitzer erwärmt den Dampf (Punkt D) und dann wird der Dampf zur Niederdruckstufe der Dampfturbine geleitet, wo er sich ausdehnt (Punkt E bis F). Der ausgestoßene Dampf kondensiert dann im Kondensator und hat einen Druck weit unter dem atmosphärischen Druck (absoluter Druck von 0,008 MPa ) und befindet sich in einem teilweise kondensierten Zustand (Punkt F), typischerweise von einer Qualität nahe 90%.

Dampfturbine mit einem typischen PWR von 3000 MWth
Schema einer Dampfturbine mit einem typischen PWR von 3000 MWth.
Rateau Turbine - Druckmischung
Rateau Turbine – Druckmischung
Dampfturbine
Dampfturbine. Quelle wikipedia.org Lizenz: CC BY-SA 3.0
Rankine-Zyklus - Ts-Diagramm
Rankine-Zyklus – Ts-Diagramm
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Dieser Artikel basiert auf der maschinellen Übersetzung des englischen Originalartikels. Weitere Informationen finden Sie im Artikel auf Englisch. Sie können uns helfen. Wenn Sie die Übersetzung korrigieren möchten, senden Sie diese bitte an: translations@nuclear-power.com oder füllen Sie das Online-Übersetzungsformular aus. Wir bedanken uns für Ihre Hilfe und werden die Übersetzung so schnell wie möglich aktualisieren. Danke.