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Jänschwalde: Magneten halten die Turbinenwelle

Spree-Neiße | Von | 26. Juni 2015

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Seit Anfang dieses Jahres läuft im Kraftwerk Jänschwalde die Dampfturbine Nummer 12, die die Pumpe antreibt, die das Speisewasser für die Dampferzeugung transportiert, „wie am Schnürchen“. Unter der orangefarbenen Abdeckung befindet sich eines von drei Magnetlagern, dahinter ist die Turbine dick silbern eingepackt Fotos: Jens Haberland

Weltweit erste Dampfturbine ohne Öllager läuft im Kraftwerk Jänschwalde:
Jänschwalde (ha). Einen technologischen Meilenstein hat die Firma Siemens zusammen mit Vattenfall und der Hochschule Zittau/Görlitz erreicht. Nach fast achtjährigen Forschungen ist es den Ingenieuren gelungen, eine extrem sichere Magnetlagerung für die sehr heißen und schweren Rotoren der Dampfturbinen im Kraftwerk Jänschwalde zu entwickeln. Magnetlager an sich sind lange im Einsatz, auch das Gewicht von 2,5 Tonnen des Rotors war keine Herausforderung, dafür jedoch der hohe Druck und die Hitze: Der Dampf treibt mit über 500 Grad Celsius die Schaufelräder an. Das ist viel zu heiß für die Blechschichten auf dem Rotor und für die Magnetspulen auf dem Stator (Gehäuseteil), die den Rotor mikrometergenau auf Position halten. Die Lagerteile dürfen höchstens 170 bis 200 Grad heiß werden. Erreicht wird das mit einer ausgeklügelten Luftkühlung. Innovativ sind auch die sogenannten Fanglager, das sind Kugellager der Firma Scheffler AG, die die Welle aufnehmen, falls wirklich einmal die Magnetlager ausfallen.
Stolz sind die Ingenieure von Siemens auch auf den sehr geringen Stromverbrauch der Magnetlager: Unter zehn Kilowatt Strom sind für den Betrieb nötig, das sind weniger als ein Zehntel der Kosten, die vorher durch die Reibung und Kosten der Öllager entstanden. Der Wirkungsgrad der Turbine steigt durch die reibungsfreien Lager immerhin um rund ein Prozent.
Neben dem Gewinn an Energie haben die neuen Lager einen weiteren wichtigen Effekt: Das Öl der bisherigen Lager ist verschwunden und damit eine große Brandgefahr. Denn aufgrund der vorherrschenden Hitze wäre jedes Ölleck eine enorme Brandgefahr. Die Betriebssicherheit hat sich mit den wartungsfreien Magnetlagern erheblich verbessert.

 

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Blick in die geöffnete Dampfturbine mit den beiden neuartigen Magnetlagern (rot eingekreist), dazwischen sind die Schaufelradringe gut erkennbar. Ein drittes Magnetlager fehlt hier noch, das (ganz links) angebracht wird und die Welle (Rotor) in Längsrichtung – ebenfalls berührungsfrei – auf Position hält. Größte Innovationen sind jedoch nicht die Magnetlager an sich, sondern deren Luftkühlung und die neuartigen Fanglager, die bei einem eventuellen Ausfall der Magnetlager diese Aufgabe übernehmen. Sie müssen „aus dem Stand“ die bis zu 5 700 Umdrehungen der Welle problemlos aufholen, ohne dass die Welle zu schlingern beginnt Foto: Siemens

Weitere Innovationen
Die Entwicklung der magnetgelagerten Turbine für die Speisewasserpumpen ist jedoch nur eine Innovation, die im Kraftwerk Jänschwalde im letzten halben Jahr Einzug gehalten hat. Der Kraftwerksblock F wurde zudem mit eine neuartigen Zünder ausgestattet. Wurde der Kraftwerksblock bisher mit einer Ölflamme gestartet, wird jetzt Trockenbraunkohle verwendet. Der mit weniger als fünf Prozent Wasser enthaltene Kohlenstaub wird an einem Plasma entzündet, diese Flamme „startet“ dann die Hauptflamme. „In Zukunft könnte sogar für die Hauptfeuerung Tro­ckenbraunkohle genutzt und so die Effektivität weiter gesteigert werden“, blickt Günter Heimann von Vattenfall in die Kraftwerke­zukunft. Seine Aufgabe ist es, die Kraftwerke so flexibel zu machen, dass sie eine neue Aufgabe im Energiemix einnehmen können: Statt bisher den Grundlaststrom zu erzeugen sollen sie als Netzstabilisator und schnell agierender Stromproduzent bei Ausfall von Wind- und Solarstrom eingesetzt werden. Die bisherigen Maßnahmen sind genau der Weg zu diesem Ziel.



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