Ein zweistufiger Scheiben-Dampferzeuger

Dampfmotoren und -turbinen und bestimmte Industrie­prozesse benötigen Dampf. Im Dampf­erzeuger fließt Wasser durch Rohre oder Platten, die in der Brennkammer erhitzt werden. Art und Größe ihrer Oberfläche bestimmen die über­trag­bare Energie­menge. Da­durch werden Dampf­erzeuger oft sehr groß.

Der Energieübergang im Scheiben­dampfer­zeuger erfolgt bei etwa 40.000U/min, wodurch andere Vorgänge, etwa die Zentri­fugal­kraft, zusätzlich wirken – bei gleicher Leistung kann der Scheiben-dampferzeuger viel kleiner sein als eine konventionelle statische Anlage.


Der Scheiben-Dampf­zeuger nutzt innovative Prinzipien.

Feuerung und Dampf laufen im Gegen­strom durch die beiden Turbinen. In der linken Stufe über­hitzt das Brenn­gas (in der Skizze rot) bei 900°C den Dampf (blau) bei­spiels­weise auf 600°C. Außer­dem treibt das Brenn­gas die Turbine an. Das schon etwas kühlere Brenn­gas ver­dampft (in der Skizze rechts) das Wasser zu etwa 110°C heißem Dampf. Auch die zweite Stufe beschleunigt die Turbine zusätzlich. Eine Vor­wärmung des Wassers findet im Abgas­strang der Turbine statt.

Solche zweistufigen Scheiben­maschinen schienen bislang aus­ge­schlossen, weil der komplexe Weg der Ver­bren­nungs­gase aus der Mitte der ersten Turbine an den Um­fang der zweiten Turbine zu viel Energie zu kosten schien. Die Idee einer dyna­mischen Um­lenkung löste das Problem. For­schungen der TH Wildau haben die Funktio­nalität der Idee nach­ge­wiesen.

LA MONT wird die Forschungsergebnisse innovativ verbinden, Feuerung, Dampfmenge, Druck koordinieren, Zentrifugalkräfte und Strömungsverluste austarieren und eine Konstruktion entwerfen.

Innovativ ist auch die Herstellung: bb-service soll die dampf- und abgasfest Dichtungen bauen, TCTechno eine Hohlwelle fertigen, die mehrere Kanäle enthält, die Scheiben montieren und alles für 40.000U/min auswuchten. Schneider-Engineering wird alles zu einer laufenden Maschine verbinden und die Steuerung herstellen.

Das Risiko liegt nicht nur in der Herstellung, sondern auch in der Funktion, denn weder einen rotierenden Dampferzeuger noch eine zweistufige Scheibenturbine hat es bisher gegeben.

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