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Dampfturbinen - Axpo-Holz

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Zustandsänderungen des WasserdampfsDie isentropen Wirkungsgrade von Kleinturbinen mit einer elektrischen Leistung von 0.1 bis 5MW betragen ca. 0.8. Ab einer Leistungsklasse von mehr als 5 MW erreichen moderne<strong>Dampfturbinen</strong> innere Wirkungsrade von 0.9. Generell ist der innere Turbinenwirkungsgradvon Stufe zu Stufe unterschiedlich. Im Regelfall haben Hochdruckstufen die höherenWirkungsgrade. Eine höhere Genauigkeit bei der Berechnung der Turbinenleistung ist dahermöglich, wenn für jede Turbinen-Stufengruppe das Enthalpiegefälle jeweils separat miteinem individuellem Stufenwirkungsgrad berechnet wird. Neben den thermodynamischenVerlusten sind aber noch weitere Turbinenverluste zu berücksichtigen. In den Gleit- undDrucklagern des Turbinenläufers entstehen mechanische Verluste, die jedoch im Verhältniszur Turbinenleistung sehr gering sind. Bei Getriebeturbinen verursacht das Getriebe weitereVerluste, die man in der Regel zu den Lagerverlusten hinzurechnen wird. Und schliesslich istauch die Energieumwandlung im Generator mit einem Wirkungsgrad belegt. In Tabelle 1sind Richtwerte für die genannten Verluste in Form von Wirkungsgraden aufgeführt. Dieelektrische Generatorklemmenleistung ergibt sich dann ausGleichung 10Tabelle 1 Richtwerte für die Wirkungsgrade von <strong>Dampfturbinen</strong>Generatorklemmenleistung0.1 bis 5 MW 5 bis 50 MW0.98 0.990.96 – 0.97 0.97 – 0.98GetriebeartStirnradgetriebePlanetengetriebe0.97 – 0.98 0.98<strong>Dampfturbinen</strong> sind Teillastempfindlich, d.h. der innere Wirkungsgrad hat sein Maximum imAuslegungs- bzw. Nennlastpunkt und nimmt bei Teillast ab. Für den Betrieb ist das Verhaltender Turbine bei Belastungsänderungen wichtig, da Änderungen der Betriebszustände häufigvorkommen und die Turbine nur für bestimmte Lastfälle berechnet und bemessen wird. DieWirkungsgradeinbusse muss für jede Stufengruppe separat beurteilt werden; sie ist umsogrösser, je grösser die Druckdifferenz zwischen Ein- und Austritt vom Auslegungsfallabweicht. Ein halbempirischer Ansatz, mit dem der veränderliche innere Wirkungsgradbeschrieben werden kann, liefert die Beziehung nach Ray 1 :1 Asok Ray: Dynamic Modeling of power plant turbines for control design. Appl. Math. Modelling,4:109-112, 1980Dr.-Ing. Markus Franz | <strong>Dampfturbinen</strong> 5

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