Bei der Stromerzeugung bilden Dampfturbinen mit einem Anteil von etwa 70 Prozent den Hauptteil unter den eingesetzten Technologien. Sie kommen in vielen Bereichen zur Anwendung – sei es in klassischen Kohlekraftwerken oder Gas-Kombi-Kraftwerken bis hin zu solarthermischen Kraftwerken. Um auf diesem Markt gegen die Konkurrenz zu bestehen, bedarf es stetiger Verbesserung und Weiterentwicklung der Produkte. Die marktwirtschaftlich wichtigsten Punkte sind dabei Kosten und Effizienz. Höhere Effizienz reduziert den CO2-Ausstoss und die Kosten im laufenden Betrieb. In diesem Zusammenhang hat Maschinentechnik-Absolvent Fabian Mathis eine statische Dichtung für Dampfturbinen entwickelt, um sie effizienter zu machen.

«Konstruktionsbedingt treten bei Dampfturbinen an der Welle grundsätzlich Leckagen auf», erklärt Fabian Mathis. «Bei dem von mir untersuchten Design sind es genaugenommen drei Stellen.» Diese Leckage beeinflusst den Wirkungsgrad der Turbine und nimmt so direkt Einfluss auf die Effizienz. Die Wellendichtung der Turbine muss deshalb so konstruiert werden, dass die Gesamtleckage so gering wie möglich ist. Als Wellendichtungen kommen üblicherweise sogenannte Labyrinthdichtungen zum Einsatz. Dabei sitzen die Dichtstreifen auf der Welle und auf den Dichtsegmenten. Diese Segmente sind federnd gelagert,damit beispielsweise beim Anfahren der Turbine die Dichtstreifen nicht durch Berührung mit der Welle zerstört werden. Durch diese Konstruktion ergibt sich jedoch neben der Primärleckage, die durch das Labyrinth strömt, eine Sekundärleckage, die hinter dem Segment durchströmt. «Nach heutigem Wissensstand entweicht etwa 40 Prozent der Leckage durch den Sekundärpfad», so Fabian Mathis. Eine Reduktion dieser Leckage war das Ziel seiner Bachelorarbeit, um die Gesamtleckage spürbar zu verringern und somit den Wirkungsgrad der Turbine zu steigern.