Dampfturbine

Eine Dampfturbine ist eine Turbinenbauart. Sie besteht aus einer schnell rotierenden Welle, bestückt mit Turbinenschaufeln, die von Wasserdampf angeströmt werden.

Die Dampfturbine nutzt die Totalenthalpie des Dampfes. Je nach Aufteilung des Enthalpiegefälles auf Leitrad und Laufrad spricht man entweder von Aktions- oder Reaktionsturbinen. Das Prinzip der Reaktionsturbine beschrieb schon in der Antike Heron von Alexandria, und zwar in Gestalt des Heronsballs, der zuvor schon altägyptischen Priestern bekannt gewesen war. Diese frühe Dampfturbine war Spielerei und wurde nie einer weiteren Nutzung zugeführt.

Im Jahr 1551 beschrieb der osmanisch-türkische Universalgelehrte Taqi ad-Din erstmals eine Dampfturbine als Antrieb für einen Drehgrillspieß. Im Abendland hatte 1629 der italienische Ingenieur Giovanni Branca als erster die Idee, heißen Dampf zum Antrieb der Schaufeln eines Turbinenrades zu verwenden, allerdings setzte er die Idee nicht in die Praxis um. Die ersten einsetzbaren Dampfturbinen entwickelten der Schwede Carl Gustav Patrik de Laval (1883) (Aktionsprinzip) und der Engländer Charles Parsons (1884) (Reaktionsprinzip). Beide Originalmaschinen stehen im Deutschen Museum in München. Parsons war auch der erste, der eine Dampfturbine in ein Schiff, die Turbinia, einbaute. Der Vorteil der Reaktionsturbine besteht u. a. darin, dass bei entsprechender Wahl des Reaktionsgrades für Lauf- und Leitreihen dieselben Schaufelprofile verwendet werden können. Ein Nachteil ist die große Anzahl Stufen und die daraus resultierende Länge des Läufers. Als Kompromiss zwischen der kompakten Bauweise der Laval-Turbine und dem besseren Wirkungsgrad der Parsons-Turbine entwickelten Charles Gordon Curtis in den USA und Auguste Rateau in Frankreich und Heinrich Zoelly in der Schweiz jeweils um die Jahrhundertwende mehrstufige Aktionsturbinen.

Die schwedischen Brüder Birger und Frederik Ljungström entwickelten vor dem Ersten Weltkrieg einen gegenläufigen Radialturbinentyp im Gegendruckbetrieb, der mit Leistungen mit bis zu 30 Megawatt und den Möglichkeiten des Betriebs in einem Fernwärmenetz oder auf einen Kondensator sehr flexibel einzusetzen war. Prinzipbedingt liegt die größte Leistung dieses Typs allerdings ebenfalls bei etwa 30 Megawatt; deshalb werden Ljungströmturbinen in der heutigen Zeit nicht mehr gebaut.

Quelle: wikipedia „Dampfturbine“

An der Turbinenentwicklung und deren industrielle Einführung in die Kraftwerke war die Allgemeine Elektricitäts- Gesellschaft (AEG) maßgeblich beteiligt.

Die AEG gibt 1903 zum ersten Male der Öffentlichkeit bekannt: „Die Konstruktion der Dampfturbine haben wir mit dem ihrer Bedeutung entsprechenden Nachdruck entwickelt und die dabei erzielten günstigen Ergebnisse haben uns bestimmt, die Fabrikation dieses für stationäre Betriebe und die Seeschifffahrt gleich wichtigen Motors, welcher ein hervorragendes Organ auch der elektrischen Stromerzeugung zu werden verspricht, in großem Umfange zu betreiben…“

Die erste dieser Maschinen wurde 1904 als Versuchsmaschine gebaut. Sie hatte zwei Druckstufen mit je 2 Kränzen, leistete 1000kW, bei 3000 Umdr./min. Es ergab sich, dass die Maschine ausgezeichnet lief. Aus der Versuchsmaschine wurde ein Normaltyp, der ohne wesentliche Änderungen etwa 300 Ausführungen erlebte.

Ihre Leistung konnte bald auf 4000 kW gesteigert werden.

Quelle: 25 Jahre AEG Dampfturbinen (1928)