Reaktionsturbinenstufe

Eine Reaktionsturbinenstufe ist eine Baugruppe in einer Turbine, bei der der Energieaustausch zwischen dem Medium und dem Rotor durch Druckveränderungen realisiert wird, die sich sowohl an feststehenden Leitrinnen (Statorblättern) als auch an den rotorisierten Laufschaufeln (Rotorblättern) vollziehen. Im Gegensatz zu reinen Impulstufen trägt hier der Rotor ebenfalls zur Druckabnahme bei; die Arbeitsleistung wird teilweise von Stator und Rotor gemeinsam erbracht. Der Begriff Reaktion bezieht sich darauf, dass die Blätterreihen gemeinsam zur Energieübertragung beitragen.

Funktionsprinzip: Das Medium strömt durch feststehende Leitrinnen, die die Strömung lenken und erst in kinetische Energie überführen. Danach passieren die Rotorblätter, die als gebogene Luft- oder Dampfschaufeln ausgebildet sind und weiteren Druckabfall sowie Drehimpuls übertragen. In einer Reaktionstufe wird der Druckabfall gleichmäßig auf beide Blattreihen verteilt, sodass Stator und Rotor jeweils einen Teil der Arbeitsleistung erbringen. Die Strömung wird durch beide Blätterreihen abgelenkt und beschleunigt, wodurch sich die Leistung pro Stufe erhöht.

Anwendungen und Eigenschaften: Reaktionsturbinenstufen finden sich vor allem in Dampfturbinen und modernen Gasturbinen, insbesondere bei hohen Druckverhältnissen, wo eine hohe Wirkungsgradwirkung erzielt wird. Vorteile sind eine effektivere Nutzung des Drucks und eine bessere Lastverteilung auf Stator und Rotor; Nachteile sind eine höhere mechanische Belastung der Rotoren, anspruchsvollere Profilierungen und Fertigungspräzision sowie mitunter erhöhte Kosten.

Vergleich mit Impulsturbinenstufen: Bei Impulstufen erfolgt der Wirkungsgrad hauptsächlich über die Rotorblätter, während der Stator nur die Strömung umleitet. Reaktionsstufen ermöglichen größere Arbeitsanteile über beide Blattreihen, gehen jedoch mit komplexerer Auslegung und höheren mechanischen Anforderungen einher.