Modulbeschreibung

Modul: Dampfturbinen in Energie-, Umwelt- und Antriebstechnik

Lehrveranstaltungen:

TitelTypSWSZeitraum
Dampfturbinen in Energie, Umwelt- und AntriebstechnikVorlesung3Wintersemester
Dampfturbinen in Energie, Umwelt- und AntriebstechnikGruppenübung1Wintersemester

Modulverantwortlich:

Prof. Alfons Kather

Zulassungsvoraussetzungen:

Keine

Empfohlene Vorkenntnisse:

  • "Wärmekraftwerke"
  • "Technische Thermodynamik I & II"
  • "Strömungsmechanik"

Modulziele / angestrebte Lernergebnisse:

Fachkompetenz

Wissen

Nach dem erfolgreichen Absolvieren des Moduls sollten die Studierenden in der Lage sein:  

  • die wesentlichen Bauteile und Baugruppen von Dampfturbinen zu benennen und zu unterscheiden
  • die wesentlichen Randbedingungen für den Einsatz von Dampfturbinen zu beschreiben und zu erläutern
  • verschiedene Bauarten zu klassifizieren und zwischen Turbinen entsprechend der Baugrößen und deren Einsatzbereichen zu differenzieren
  • die thermodynamischen Vorgänge zu beschreiben und daraus konstruktive Merkmale sowie Charakteristika beim Einsatz abzuleiten
  • eine Turbinenstufe sowie eine Stufengruppe thermodynamisch zu berechnen
  • weitere Teilsysteme der Turbine zu berechnen bzw. abzuschätzen und zu beurteilen
  • Diagramme zum Beschreiben der Einsatzbereiche und konstruktive Merkmale zu skizzieren
  • den konstruktiven Aufbau zu untersuchen sowie aus thermodynamischen Anforderungen auf konstruktive Merkmale rückzuschließen
  • Einsatzbereiche unterschiedlicher Maschinentypen zu diskutieren und begründen 
  • grundlegend thermodynamische Auslegungen hinsichtlich der Einbindung in Wärmekreisläufe zu beurteilen.
Fertigkeiten

In dem Modul erlernen die Studierenden die grundsätzliche Handhabung und Methoden bei der Auslegung und betriebliche Bewertung von komplexen Anlagen und sind mit der Suche von Optimierungen vertraut:

  • erwerben die Fähigkeit zur Beurteilung der Potenziale verschiedener Energiequellen, die thermisch nutzbar sind, aus energiewirtschaftlicher und technischer Sicht
  • können die Leistungsfähigkeit und technischen Grenzen des Einsatzes der unterschiedlichen Energiequellen zur Versorgung des Netzes mit Grundlast und Regelenergie bewerten
  • können auf der Grundlage von Kenntnissen über die Auswirkungen des Kraftwerksbetriebes auf die Komponentenintegrität Anforderungen zur Vorsorge an die Vermeidung von Schäden benennen

  • können anhand der übergeordneten Anforderungen unterschiedlicher Regelwerke wesentliche Anforderungen an das Management und die Auslegung von Thermischen Kraftwerken benennen.

Personale Kompetenzen

Sozialkompetenz

Durch das Modul erlernen die Studierenden:

  • das gemeinsame Erarbeiten von Lösungswegen
  • Hilfsbereitschaft gegenüber anderen Studierenden
  • das Führen von Diskussionen
  • Vertreten von Arbeitsergebnissen
  • das respektvolle Zusammenarbeiten im Team.
Selbstständigkeit

Durch das Modul erlernen die Studierenden das selbstständige Erarbeiten eines Themenkomplexes unter Berücksichtigung unterschiedlicher Aspekte sowie das eigenständige Übertragen von Einzelfunktionen in einen Systemzusammenhang.

Die Studierenden bekommen die Fähigkeit Wissen selbständig zu erschließen und das erworbene Wissen auch auf neue Fragestellungen transferieren zu können.

Leistungspunkte Modul:

6 LP

Studienleistung:

Klausur

Arbeitsaufwand in Stunden:

Eigenstudium: 124, Präsenzstudium: 56


Lehrveranstaltung: Dampfturbinen in Energie, Umwelt- und Antriebstechnik

Dozent:

Christian Scharfetter

Sprache:

Deutsch

Zeitraum:

Wintersemester

Inhalt:

  • Einführung 
  • Bauelemente einer Dampfturbine
  • Energieumsetzung in einer Dampfturbine
  • Dampfturbinen-Bauarten
  • Verhalten von Dampfturbinen
  • Stopfbuchssysteme bei Dampfturbinen
  • Axialschub
  • Regelung von Dampfturbinen
  • Festigkeitsberechnung der Beschaufelung
  • Schaufel- und Rotorschwingungen
  • Grundlagen für den sicheren Dampfturbinenbetrieb
  • Anwendungen in konventionellen und regenerativen  Kraftwerken 
  • Anbindung an thermische und elektrische Energienetze, Schnittstellen
  • konventionelle und regenerative Kraftwerkskonzepte, Antriebstechnik
  • Analyse des globalen Energieversorgungsmarktes
  • Anwendungen in konventionellen und regenerativen Kraftwerken
  • Unterschiedliche Kraftwerkskonzepte und deren Einfluss auf die Dampfturbine (Motor- und Gasturbinenkraftwerke mit Abwärmenutzung, Geothermie, Solarthermie, nukleare Energie, Biomasse, Biogas, Müllverbrennung) dafür erforderliche Grundlagen von Motoren und Gasturbinen sowie Anlagentechnik aus den verschiedenen Bereichen.
  • klassische Kraftwärmekopplung sowie Stromerzeugung als Kombinationsprodukt der produzierenden Industrie
  • Einfluss der Veränderung im Energie Markt, Betriebsprofile
  • Anwendungen in der Antriebstechnik
  • Betriebs- und Wartungskonzepte
    Die Vertiefung des Vorlesungsstoffes erfolgt anhand von Beispielaufgaben sowie von zwei Exkursionen

Literatur:

  • Traupel, W.: Thermische Turbomaschinen. Berlin u. a., Springer (TUB HH: Signatur MSI-105) 
  • Menny, K.: Strömungsmaschinen: hydraulische und thermische Kraft- und Arbeitsmaschinen. Ausgabe: 5. Wiesbaden, Teubner, 2006 (TUB HH: Signatur MSI-121)
  • Bohl, W.: Aufbau und Wirkungsweise. Ausgabe 6. Würzburg, Vogel, 1994 (TUB HH: Signatur MSI-109)
  • Bohl, W.: Berechnung und Konstruktion. Ausgabe 6. Aufl. Würzburg, Vogel, 1999 (TUB HH: Signatur MSI-110)