Turbolader: Funktion und Charakteristika

Laval-Turbine

• Fast das gesamte Stufengefälle wird im Leitapparat in Geschwindigkeit umgesetzt
• Druck vor und hinter den Laufkränzen und dem Umlenkkranz gleich
• Teilbeaufschlagung möglich (breiter Betriebsbereich)
• Dampf tritt mit hoher Überschallgeschwindigkeit aus den Leitschaufeln aus
• Leitschaufeln (Düsen) sind konvergent-divergent ausgebildet (Lavaldüsen)
• Schlechter Wirkungsgrad
• Sehr hohes Druckverhältnis
• Kompakte einstufige Bauweise

Düsengruppenregelung

• Geringerer Druckverlust als bei einer Drosselregelung, da immer nur ein Ventil im gedrosselten Bereich (alle anderen komplett auf oder zu)
• Wirtschaftlicher bei häufig im Teillastbereich eingesetzten Turbinen

Industriedampfturbine

• Ein Gehäuse
• Maximalleistung ca. 150 MW

Modulbauweise bei Industriedampfturbinen

• Ziel: Entwicklungsaufwand trotz vielfältiger Anforderungen gering halten
• Beschränkte Anzahl von standardisierten Modulen (Gehäuse, Ventile, Lager)
• Aus diesem Sortiment wird nach Kundenwünschen zusammengestellt
• Nur Läufer sowie Leit- und Laufbeschaufelungen werden individuell angepasst

Getriebedampfturbine

• Kleine daher schnelldrehende Dampfturbine, die über ein Getriebe mit der Arbeitsmaschine verbunden ist
• Meist: Laval- oder Curtisturbine, fliegende Lagerung

Multistage Turbine

• Die hohen Leistungen können nicht in einer Turbine vollständig abgebaut werden
• Aufteilung auf mehrere Fluten, um zu große Querschnitte (Schaufellängen) zu vermeiden
• Um die Länge der Rotoren zwischen den Lagern möglichst kurz zu halten (Stufen auf mehrere Gehäuse verteilt)
• Zwischenüberhitzung, Frischdampfanzapfung, Dampfentwässerung zwischen den Turbinen möglich
• Fertigung und Transport der Bauteile

Radial Turbine

• Kleine Abgasturbolader mit radialen Turbomaschinen gebaut
• Geringer Durchsatz
• Höhere Festigkeit → höhere Umfangsgeschwindigkeiten → größeres Gefälle in einer einstufigen Maschine als bei axialer Bauweise

Verdichterbauarten

• Axialverdichter
• Radialverdichter

Prozessgasturbine

• Energierückgewinnung aus Prozess- oder Restgasen
• Maximalleistung etwa 25 MW
• Eingesetzt in Raffinerien, Hüttenwerken, Chemiewerken, verfahrenstechnischer Industrie, Erdgaspipelines

Labyrinthdichtung und Labyrinthspalt

• Höhere Dichtwirkung, Durchflusswiderstand
• Keine axiale Verschiebbarkeit
• Größerer Fertigungsaufwand

Schnellschlussventil

• Zu große Axialschubkräfte
• Überdrehzahl größer als 110 % Nenndrehzahl
• Zu niedriger Schmieröldruck, zu hoher Gegendruck, Kondensatordruck, Entnahmedruck
• Zu hohe Kondensatortemperatur, Lagertemperatur