Überhitzer & Zwischenüberhitzer

Jetzt erfährst du von uns warum wir Dampf überhitzen müssen mit Überhitzer und Zwischenüberhitzer – und wie moderne Kraftwerke höchste Effizienz erreichen.

Ohne Überhitzer wäre jeder Dampferzeuger:

• ❌ ineffizient
• ❌ turbinengefährdend
• ❌ instabil im Betrieb

💬 Kurz gesagt: Gesättigter Dampf enthält noch Feuchtigkeit → und Feuchtigkeit zerstört Turbinenschaufeln! Darum erzeugen Kraftwerke überhitzten Dampf, oft mit 500–620 °C.

Ein Überhitzer ist eine Heizfläche im Dampferzeuger, die gesättigten Dampf durch Kontakt mit heißem Rauchgas auf eine höhere Temperatur bringt, sodass der Dampf trocken und überhitzt wird.

Typische Überhitzertemperaturen:

• 🔥 500–620 °C
• 🔥 in Spitzenanlagen sogar bis 650 °C

Ziel:

• ✅ Schutz der Turbine
• ✅ höherer Wirkungsgrad
• ✅ bessere Expansion im Turbinenprozess

Ein Zwischenüberhitzer (ZÜ) ist eine zusätzliche Überhitzungsstufe.
Der Dampf wird:

1️⃣ in der Turbine entspannt

2️⃣ zur Zwischenüberhitzung zurückgeführt

3️⃣ erneut auf ca. 500–620 °C gebracht

→ danach geht er in den mittleren/niedrigen Turbinenteil.

Vorteile:

• ✅ weniger Feuchtigkeit in der Turbine
• ✅ längere Turbinenlebensdauer
• ✅ höherer Gesamtwirkungsgrad (bis +4 %)

Überhitzer bestehen aus:

• ✅ Rohrschlangen (mehrere Felder)
• ✅ Rippenrohren oder Glattrohren
• ✅ Temperaturmessstellen
• ✅ Klappen zur Rauchgasführung
• ✅ Temperaturregelventilen (bei ZÜ)

Sie liegen im:

• 🔥 Strahlungsbereich (→ hohe Temperaturen)
• 🔥 Konvektionsbereich (→ stabilere Temperatur)

Strahlungsüberhitzer → hohe thermische Belastung, perfekte Wärmeaufnahme

Konvektionsüberhitzer → weniger belastet, sehr gute Temperaturkontrolle

1️⃣ Rauchgasumlenkung

Klappen leiten mehr/ weniger Rauchgas über die Überhitzer.

2️⃣ Sattdampf-Sprühkühlung

Wasser wird fein zerstäubt → kühlt Dampf präzise ab. → Standard in Großkraftwerken

3️⃣ Einspritzung zwischen Überhitzerstufen

Hochgenaue Regelung.

4️⃣ Lastabhängige Temperaturregelung

Je höher die Last → desto höher die Dampftemperatur.

Ab ca. 600 °C beginnt massiver:

• 🔥 Hochtemperaturkorrosion
• 🔥 Kriechverformung
• 🔥 Materialermüdung

→ Deshalb werden Nickelbasis-Legierungen, Chromstähle oder martensitische Stähle verwendet.

Besonders empfindlich:

• ✅ Überhitzer
• ✅ Zwischenüberhitzer
• ✅ erste Turbinenstufen

❌ Überhitzung → Rohrplatzer
❌ Verschlackung → Temperaturspitzen
❌ Aufheizen zu schnell → thermische Spannungen
❌ ungleichmäßiger Dampfstrom → Hotspots
❌ Korrosion durch Chlor/SO₃
❌ Falsche Sprühkühlung → Wasserschlag

In einem Biomassekraftwerk fallen die Abgastemperaturen plötzlich ab.

Analyse:

✅ starke Ablagerungen (KCl, NaCl)
✅ reduzierte Wärmeübertragung
✅ Temperaturhügel im Feuerraum
✅ Überhitzer wird lokal überhitzt

Folgen:

❌ Wanddickenverlust
❌ massearmer Rohrbruch droht
❌ Anlage wird notabgeschaltet

💬 Kurz gesagt: Nach der Reinigung läuft der Kessel wieder stabil.

In einem 900-MW-Steinkohlekraftwerk schwankt die Zwischenüberhitzertemperatur um ±20 °C.

Analyse:

✅ Sekundärluftklappe falsch eingestellt
✅ Rauchgasstrom am Überhitzerfeld instabil
✅ Temperatur nicht mehr steuerbar

Folgen:

❌ starke Materialbelastung
❌ Turbinenalarm bei zu heißem Dampf

Nach Korrektur der Klappen: → stabile ±3 °C Regelung.

• ✅ höhere Turbinenleistung
• ✅ verbesserter Wirkungsgrad
• ✅ trockener Dampf → weniger Turbinenverschleiß
• ✅ bessere Temperaturregelung
• ✅ unverzichtbar in Großkraftwerken

• ❌ hohe thermische Belastung
• ❌ Korrosions- & Verschlackungsrisiko
• ❌ teure Werkstoffe
• ❌ aufwändige Temperaturregelung
• ❌ Gefahr von Wasserschlägen bei Sprühkühlung

• ✅ Überhitzer erzeugen trockenen Dampf
• ✅ Zwischenüberhitzung steigert Wirkungsgrad um bis zu 4 %
• ✅ 600 °C sind materialtechnisch kritisch
• ✅ Ablagerungen = Feind Nr. 1
• ✅ präzise Temperaturregelung ist Pflicht

1️⃣ Warum muss Dampf überhitzt werden?

Schutz der Turbine & höherer Wirkungsgrad.

2️⃣ Wozu dient Zwischenüberhitzung?

weniger Feuchte am Turbinenaustritt.

3️⃣ Welche Temperaturen sind typisch?

500–620 °C.

4️⃣ Was gefährdet Überhitzer?

Schlacke, Chlor, SO₃, falsche Regelung.

5️⃣ Wie wird die Temperatur gesteuert?

Rauchgasumlenkung + Sprühkühlung.

• 🔥 Überhitzer = Turbinenschutz + Effizienzsteigerung
• 🔥 Zwischenüberhitzer = unverzichtbar in Großkraftwerken
• 🔥 typische Temperaturen 500–620 °C
• 🔥 korrekte Regelung schützt vor Korrosion & Rohrbrüchen
• 🔥 zwei Praxisbeispiele zeigen dir reale Gefahren