Technologie

Dampfturbine macht mehr Strom aus gleich viel Wärme

Siemens macht seine Industriedampfturbinen effizienter und flexibler. Grundlage ist ein verbessertes technisches Design, das den Wirkungsgrad der Turbinen um bis zu zwei Prozentpunkte steigert. Außerdem lassen sich die neu gestalteten Turbinen sehr viel schneller anfahren – im besten Fall in der Hälfte der bisherigen Zeit. Biogasanlagen, kombinierte Gas- und Dampfkraftwerke oder kleinere Kohlekraftwerke können mit den verbesserten Turbinen aus der gleichen Menge Primärenergie mehr Strom als bisher produzieren. In Industrieanlagen lässt sich mit den neuen Turbinen die Abwärme noch effizienter verwerten. Auch Anlagen, die nicht kontinuierlich Strom produzieren, beispielsweise solarthermische Kraftwerke, profitieren von den deutlich kürzeren Anlaufzeiten.

Das Design kombiniert verschiedene Konzepte der bestehenden Siemens-Turbinenfamilien und führt sozusagen die besten Einzellösungen zusammen. Wichtigste Ursache für die Steigerung des Wirkungsgrads ist eine optimierte Form der Turbinenschaufeln. Verbessert wurde außerdem die Abdichtung der einzelnen Turbinenstufen gegeneinander, so dass möglichst viel Dampf auf die Schaufelräder gelangt und zur Stromerzeugung beiträgt.

Eine wichtige Verbesserung ist die Verkürzung der Anlaufzeiten, die nötig sind, um die Turbine gleichmäßig auf Betriebstemperatur zu bringen. Dabei dürfen keine mechanischen Spannungen durch die unterschiedlich starke Wärmeausdehnung einzelner Teile entstehen. Je nach Turbinentyp und Einsatzbedingungen kann die Anlaufzeit einer Industriedampfturbine von Minuten bis hin zu Stunden betragen. Die neuen Turbinen haben ein symmetrisch aufgebautes Außengehäuse, das sich gleichmäßiger als bisher erwärmt. Außerdem sind sie leichter gebaut und kommen schneller auf Temperatur. Dies gelingt durch den Einsatz neuer Werkstoffe sowie einem Design, das insgesamt mit weniger Material auskommt. Das verbesserte Aufwärmverhalten verringert den mechanischen Stress beim An- und Abfahren und verlängert so die Lebensdauer der Turbine.

Das neue Enhanced-Plattform-Design bildet die Grundlage für die kommende Generation von Industriedampfturbinen. Siemens führt es schrittweise für Turbinen mit Leistungen zwischen 15 und 250 Megawatt ein.

 

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