{"id":43540,"date":"2019-10-12T13:29:16","date_gmt":"2019-10-12T12:29:16","guid":{"rendered":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/was-ist-wie-funktioniert-eine-dampfturbine-definition\/"},"modified":"2020-03-05T16:33:44","modified_gmt":"2020-03-05T15:33:44","slug":"was-ist-wie-funktioniert-eine-dampfturbine-definition","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/de\/was-ist-wie-funktioniert-eine-dampfturbine-definition\/","title":{"rendered":"Was ist Wie funktioniert eine Dampfturbine – Definition"},"content":{"rendered":"
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Wie funktioniert eine Dampfturbine? Die meisten Kernkraftwerke betreiben einen einwelligen Turbinengenerator, der aus einer mehrstufigen HD-Turbine und drei parallelen mehrstufigen ND-Turbinen besteht. W\u00e4rmetechnik<\/div>\n<\/div>\n
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Wie funktioniert eine Dampfturbine?<\/span><\/h2>\n

Die\u00a0<\/span>W\u00e4rmeenergie<\/span><\/strong><\/a>\u00a0in dem enthaltenen\u00a0<\/span>Wasserdampf<\/span><\/strong><\/a>\u00a0wird an die mechanische Energie umgewandelt durch\u00a0<\/span>Expansion durch die Turbine<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0Die Expansion erfolgt durch eine Reihe fester Schaufeln (D\u00fcsen), die den Dampfstrom in\u00a0<\/span>Hochgeschwindigkeitsstrahlen<\/span><\/strong>\u00a0ausrichten\u00a0.\u00a0Diese D\u00fcsen enthalten eine signifikante kinetische Energie, die von den schaufelf\u00f6rmigen Rotorbl\u00e4ttern in Wellenrotation umgewandelt wird, wenn der\u00a0<\/span>Dampfstrahl die Richtung \u00e4ndert\u00a0<\/span><\/strong>\u00a0(siehe:\u00a0<\/span>Gesetz der Impulskonversation<\/span><\/a>\u00a0).\u00a0Der Dampfstrahl \u00fcbt beim Bewegen \u00fcber die gekr\u00fcmmte Oberfl\u00e4che der Schaufel aufgrund seiner Zentrifugalkraft einen Druck auf die Schaufel aus.\u00a0Jede Reihe fester D\u00fcsen und beweglicher Schaufeln wird als\u00a0<\/span>Stufe bezeichnet<\/span><\/strong>.\u00a0Die Schaufeln drehen sich auf dem Turbinenrotor und die festen Schaufeln sind konzentrisch innerhalb des kreisf\u00f6rmigen Turbinengeh\u00e4uses angeordnet.<\/span><\/p>\n

In allen Turbinen die rotierende\u00a0<\/span>Schaufelgeschwindigkeit<\/span><\/strong>\u00a0ist\u00a0<\/span>proportional<\/span><\/strong>\u00a0zu der\u00a0<\/span>Dampfgeschwindigkeit<\/span><\/strong>\u00a0\u00fcber die Klinge verl\u00e4uft.\u00a0Wird der Dampf nur einstufig vom Kesseldruck zum Abgasdruck expandiert, muss seine Geschwindigkeit extrem hoch sein.\u00a0Die typische Hauptturbine in Kernkraftwerken, in der sich Dampf von Dr\u00fccken von etwa\u00a0<\/span>6 MPa<\/span><\/strong>\u00a0auf Dr\u00fccke von etwa\u00a0<\/span>0,008 MPa<\/span><\/strong>\u00a0ausdehnt\u00a0, arbeitet bei 50-Hz-Systemen f\u00fcr 2-polige Generatoren mit Drehzahlen von etwa 3.000 U \/ min (oder 1500-U \/ min f\u00fcr 4-polige Generatoren). und 1800 U \/ min f\u00fcr 60-Hz-Systeme f\u00fcr 4-poligen Generator (oder 3600 U \/ min f\u00fcr 2-poligen Generator).\u00a0Ein Ring mit einer Klinge w\u00fcrde sehr gro\u00dfe Klingen und ungef\u00e4hr 30.000 U \/ min erfordern, was f\u00fcr praktische Zwecke zu hoch ist.<\/span><\/p>\n

Daher\u00a0betreiben die\u00a0meisten\u00a0<\/span>Kernkraftwerke<\/span><\/strong>\u00a0einen\u00a0<\/span>einwelligen Turbinengenerator<\/span><\/strong>\u00a0, der aus einer\u00a0<\/span>mehrstufigen Hochdruckturbine<\/span><\/strong>\u00a0und\u00a0<\/span>drei parallelen mehrstufigen LP-Turbinen<\/span><\/strong>\u00a0, einem Hauptgenerator und einem Erreger besteht. \u00a0<\/span>Die HP-Turbine<\/span><\/strong>\u00a0ist normalerweise eine\u00a0<\/span>Doppelstrom-\u00a0<\/span><\/strong>Reaktionsturbine<\/span><\/strong>\u00a0mit etwa 10 Stufen mit ummantelten Schaufeln und erzeugt etwa 30-40% der Bruttoleistung der Kraftwerkseinheit.\u00a0<\/span>LP-Turbinen<\/span><\/strong>\u00a0sind \u00fcblicherweise\u00a0<\/span>Doppelstrom-Reaktionsturbinen<\/span><\/strong>mit ca. 5-8 Stufen (mit ummantelten Klingen und mit freistehenden Klingen der letzten 3 Stufen).\u00a0LP-Turbinen produzieren ungef\u00e4hr 60-70% der Bruttoleistung der Kraftwerkseinheit.\u00a0Jeder Turbinenrotor ist auf zwei Lagern montiert, dh zwischen jedem Turbinenmodul befinden sich Doppellager.<\/span><\/p>\n

In diesen Turbinen erh\u00e4lt die Hochdruckstufe\u00a0<\/span>Dampf<\/span><\/a>\u00a0(dieser Dampf ist nahezu ges\u00e4ttigter Dampf –\u00a0<\/span>x = 0,995<\/span><\/a>\u00a0– Punkt C in der Abbildung;\u00a0<\/span>6 MPa<\/span><\/strong>\u00a0; 275,6 \u00b0 C) von einem Dampferzeuger und leitet ihn zum Feuchtigkeitsabscheider-Nacherhitzer (Punkt D) ab ).\u00a0Der Dampf muss erneut erw\u00e4rmt werden, um Sch\u00e4den zu vermeiden, die durch Dampf von\u00a0<\/span>geringer Qualit\u00e4t<\/span><\/a>\u00a0an den Schaufeln der Dampfturbine verursacht werden k\u00f6nnten\u00a0.\u00a0Der Nacherhitzer erw\u00e4rmt den Dampf (Punkt D) und dann wird der Dampf zur Niederdruckstufe der Dampfturbine geleitet, wo er sich ausdehnt (Punkt E bis F).\u00a0Der ausgesto\u00dfene Dampf kondensiert dann im Kondensator und hat einen Druck weit unter dem atmosph\u00e4rischen Druck (absoluter Druck von\u00a0<\/span>0,008 MPa<\/span><\/strong>\u00a0) und befindet sich in einem teilweise kondensierten Zustand (Punkt F), typischerweise von einer Qualit\u00e4t nahe 90%.<\/span><\/p>\n

\"Dampfturbine<\/a>
Schema einer Dampfturbine mit einem typischen PWR von 3000 MWth.<\/span><\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n
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