Getriebeturbinen

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Getriebeturbinen sind Turbinen, die nicht fest, sondern über ein Getriebe mit der Arbeitsmaschine verbunden sind. Grund hierfür sind meist unterschiedliche Betriebsdrehzahlen von Turbine und Antriebsmaschine.

Nachteile des Getriebes sind u. a. die Kosten, der Verschleiß im Getriebe und zusätzliche Lärmemissionen.

Anwendungen

Schiffsantriebe

Auf Dampfschiffen werden Getriebeturbinen häufig verwendet, da die Propeller großer Schiffe mit erheblich geringerer Drehzahl (max. einige hundert U/min) am wirtschaftlichsten rotieren als die antreibenden Dampfturbinen (einige tausend U/min). Diese wirken hier über ein Untersetzungsgetriebe auf die Propellerwellen anstatt direkt. Dies ermöglicht einerseits einen viel besseren Wirkungsgrad beim Betrieb der Turbinen mit höherer Drehzahl und andererseits verhindert es Kavitation am Propeller.

Ein Vorteil von Getriebeturbinen zur Stromerzeugung ist, daß die Turbine mit unveränderter Drehzahl, d.h. ohne Änderung der Strömungsverhältnisse in der Maschine, an Generatoren für eine Netzfrequenz von 50 oder 60 Hz angepasst werden kann. Hierdurch wird eine aufwändige Anpassung der Beschaufelung unnötig.

Stromerzeugung

Bei Gasturbinen zur Stromerzeugung werden vor allem die Aero-Derivatives häufiger als Untersetzungs-Getriebeturbinen ausgeführt, da Strahltriebwerke üblicherweise mit weit höheren Drehzahlen als 50 oder 60 [Hz] laufen.

Bei kleineren, mehrgehäusigen Dampfturbinen wird zumindest der Hochdruckteil häufig als Getriebeturbine ausgeführt, da die kompakte Geometrie bei hohen Drehzahlen eine effektivere Strömungsführung erlaubt. Das Getriebe wird in diesem Falle zwischen Hochdruck- und Mittel/Niederdruck-Teil des Turbosatzes angeordnet.

Bei Wasserturbinen, die häufig mit einer Drehzahl weit unter 50-60 Hz laufen, wird die Übersetzung bei kleineren Anlagen manchmal durch ein Getriebe, häufiger aber durch Anpassung der Polpaarzahl im Generator erreicht. Bei Windkraftanlagen, die noch langsamer drehen, ist hingegen die Ausführung mit Getriebe häufiger zu finden.

Bei der Stromerzeugung stoßen Getriebeturbinen bei einer Leistung von ca. 200 MW an ihre Grenzen. Große Turbosätze mit teilweise weit größeren Leistungen werden daher ohne Getriebe ausgeführt.