Turbinenumleitstationen

Insbesondere aus Effizienz- aber auch aus Sicherheitsgründen sind in der Turbinenperipherie konventioneller Dampfkraftwerke sogenannte Druckumleitstationen verbaut, die für die Führung bzw. Umleitung von im Kessel vorübergehend zu viel produziertem Dampf um die Turbine herum zuständig sind.

Da der Erzeuger des Frischdampfes in Form des Dampfkessels infolge seiner natürlichen Trägheit nur langsam an einen geänderten Bedarf angepasst werden kann, und die Dampfturbine gleichzeitig nur einen technisch begrenzten Massenstrom an Prozessdampf aufnehmen kann, ist es in bestimmten Situationen während des Kraftwerksbetriebs regelmäßig notwendig, den überschüssigen Dampf anderweitig abzunehmen. Dazu könnte dieser theoretisch (und auch praktisch) über die Sicherheitsventile des Dampferzeugers in die Umgebung abgelassen werden, was jedoch einen Energieverlust und damit zusätzliche Kosten bedeuten würde.

Als diesbezügliche Problemlösung kann zu jeder Stufe der Dampfturbine eine spezielle Armaturengruppe installiert werden, die den Mehrdampf vom Dampferzeuger am jeweiligen Turbinenteil vorbei und ohne großen Dampf- bzw. Kondensatverlust direkt auf den Kondensator (um-)leitet. Dort wird der zugeführte Turbinenabdampf vom gasförmigen in den flüssigen Aggegratzustand in Form des austretenden Speisewassers überführt. Daher werden diese Systeme umgangssprachlich auch als Bypass-Stationen bezeichnet. In der Regel unterscheidet man verfahrenstechnisch zwischen Hoch-, Mittel- und Niederdruckteil einer Turbine, so dass es in der Praxis entsprechend Hoch- (HDU), Mittel- (MDU) und Niederdruckumleitstationen (NDU) gibt.

In Bezug auf die Infrastruktur einer Erzeugungseinheit stellt beispielsweise die HDU das Bindeglied zwischen dem Hoch- und dem Mitteldruckteil dar und ist der HD-Stufe der Turbine parallel geschaltet; Umleitapparaturen verbinden somit die aneinander angrenzenden Druck- und Temperatursysteme in der Anlage, die sich durch große Unterschiede in der Höhe beider Prozessparameter charakterisieren. Betriebszustände, in denen derartige Dampfturbinen-Umleitstationen ansprechen, sind insbesondere An- und Abfahrten (Rampen), Lastabwürfe aufgrund gesunkenen Strombedarfs sowie außerplanmäßige Störungen des Kraftwerks, die zu Ausfällen oder einem Teillastbetrieb mit entsprechend eingelegter Fahrweise führen. Eine Umleiteinrichtung verfügt grundsätzlich über ein oder mehrere Druckreduzierventile, so dass sie auch als Reduzierstation bezüglich der beiden maßgeblichen Betriebsparameter Temperatur und Druck aufgefasst werden kann.

Sie verhindert gegenüber einem Abblasen (siehe oben) nicht nur den bereits angesprochenen Energieverlust über das für den Produktionsprozess wertvolle Kondensat, sondern ermöglicht einen weitgehend unabhängigen Betrieb von Erzeugung (Kessel) und Abnahme (Turbine) bei einem weiterhin ununterbrochen zirkulierenden Wasser-Dampf-Kreislauf. Darüber hinaus sorgt die Umleitstation – neben einer Verringerung der Geräuschemissionen insbesondere beim An- und Abfahren des Kraftwerks (Schallkontrolle) – durch die Regulierung des Druckes des Frischdampfes für die Einhaltung der maximal zulässigen Betriebsgrenzen im thermodynamischen System. Standardmäßig auftretende Temperatur- und Druckschwankungen werden so durch die im Sicherheitssystem eines jeden Dampfkraftwerks unverzichtbaren Turbinenumleitstationen ausgeglichen und die Turbine als Kernstück im technischen Prozess der Energiegewinnung entsprechend vor potenziellen mechanischen Beschädigungen geschützt.