Turbinenprozesse

Der Begriff Turbinenprozesse bezeichnet die energetische Umwandlung von kinetischer oder druckseitiger Fluidenergie in mechanische Arbeit, die auf eine Turbinenwelle übertragen wird. Turbinen werden in Kraftwerken, Schiffen, Flugzeugen und Industrieanlagen eingesetzt, um Rotationsenergie bereitzustellen oder Prozesse anzutreiben.

Aufbau und Arbeitsprinzip: Typischer Aufbau umfasst Laufräder (Rotor) mit Schaufeln, Statoren, Gehäuse, Düseneinrichtungen oder Verdichtereinheiten. Je nach Turbinenbau erfolgt die Energieübertragung durch Veränderung der Geschwindigkeit oder des Drucks des Fluids. Impuls- oder Reaktionsturbinen unterscheiden sich darin, wie die Blätter mit der Strömung zusammenarbeiten, um Drehmoment zu erzeugen.

Haupttypen sind Dampfturbinen im Rankine-Kreisprozess, Gasturbinen im Brayton-Kreisprozess und Wasserturbinen, die die Energie fallenden Wassers in Drehmoment umsetzen. Dampfturbinen verwenden Hoch- und Niederdruckstufen; Gasturbinen können einfache oder mehrstufige Bauformen haben; Wasserturbinen umfassen Pelton-, Francis- und Kaplan-Turbinen.

Anwendungen und Kraftwerke: Dampfturbinen dominieren klassische Rankine-Kraftwerke; Gasturbinen kommen in offenen Systemen oder als Teil eines kombinierten Zyklus (Gas- + Dampfturbine) zum Einsatz; Wasserturbinen liefern Grundlast- oder Spitzenleistung in Wasserkraftwerken.

Wichtige Aspekte sind Wirkungsgrad, Lastwechselverhalten, Material- und Temperaturgrenzen, Schmierung und Kühlung sowie die Regelung durch Turbinensteuerungen. Betriebssicherheit, Wartungs- und Instandhaltungsstrategien sind zentral.