Was sind Dampferzeuger und wie funktionieren sie?

posted am: 23 Oktober 2018

Bei einem Dampferzeuger, wie er beispielsweise bei der aqvapos GmbH angeboten wird, handelt es sich um eine Anlage, die die Aufgabe hat Wasser durch Feuerung im Kessel in Wasserdampf umzuwandeln und somit Energie zu gewinnen. Dampferzeuger werden daher unter anderem in Kraftwerken eingesetzt. Die wichtigsten Komponenten des Dampferzeugers sind Verdampfer, Überhitzer, Luftvorwärmer und die Feuerung.

Dampfkraftwerke nutzen zum Beispiel fossile Energieträger wie Kohle und Erdgas, um den für die Stromgewinnung notwendigen Dampf zu erzeugen. Mit der Kohle wird also zunächst erst einmal Wasser gekocht. Die Turbinenräder werden durch den dabei entstandenen Dampf, ähnlich wie Wind beim Windrad, zum Drehen bringt gebracht. Der Generator nutzt dann die Drehung der Turbinenräder zur Erzeugung von Strom. Je höher Druck und Temperatur des Dampfes sind, um so mehr Energie ist darin enthalten, die im Dampfkraftprozess zu Strom umgewandelt wird. In der Turbine ist ein Turbinenläufer angebracht. Dieser besteht aus mehreren Turbinenrädern, die vom Eintrittsort des Dampfes, hin zu dessen Austrittsort immer größer werden.

Die Wirkung der Turbinen ergibt sich aus der Verknüpfung von Leit- und Laufschaufeln. Die Laufschaufeln befinden sich außen an den Turbinenrädern. Die Grenze der Leitschaufeln befindet sich am Turbineneingang und zwischen den Turbinenrädern fest am Gehäuse. Aufgabe der Leitschaufeln ist es den Dampf im richtigen Winkel und in Fahrt gebracht, auf die Laufschaufeln zu manövrieren. So setzen sich die Turbinenräder in Bewegung. Es finden verschiedene Energieumwandlungsprozesse statt. In erster Linie wandelt sich Energie des Dampfes in Rotationsenergie des Turbinenläufers um. Dabei wird zwischen den Leitschaufeln, Dampfdruck in Bewegungsenergie umgesetzt. Diese wird dann an die Laufschaufeln der Turbinenräder überreicht. Da der Dampfstrom an den Leitschaufeln immer wieder Geschwindigkeit aufsammeln kann, ist der Umwandlungsprozess in der Turbine sehr wirksam.

Beim Lauf durch die Turbine sinken Druck und Temperatur. Dadurch beruhigt sich der Dampf. Dabei gewinnt er an Volumen. Deswegen werden auch die Turbinenräder zum Dampfaustrittsort hin immer größer. So kann die Energie in Dampf bestens in Rotationsenergie und in Strom umgewandelt werden. Diese Umwandlung ist um so effektiver je druckreicher und heißer der Dampf am Eingang und je druckärmer und kühler er am Ausgang der Turbine ist. Für einen möglichst niedrigen Druck am Ausgang ist der Kondensator zuständig. Im Kondensator wird durch Abkühlung, Wasserdampf wieder zum flüssigen Wasser. Dabei sinkt das Volumen massiv und es entsteht der gewünschte Unterdruck. Überdruck vor und Unterdruck nach der Turbine treiben den Dampfstrom durch die Turbine. Das kondensierte Wasser wird von einer Pumpe vom Kondensator zurück ins Kesselhaus befördert. Dort beginnt der Kreislauf wieder von vorn.

Unser Leben ist ohne Strom nicht denkbar. Dank Dampferzeugern steht uns Strom zu jederzeit und immer in ausreichenden Mengen zur Verfügung.

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