1 Einführung

Geschichtsschreibung und das Schreiben

von Geschichte machen auch Geschichte.

Ingenieure sollten daher sicherstellen,

die Ingenieur-Geschichtsschreibung nicht

gänzlich den Historikern zu überlassen.1

Dieses Buch erzählt die Geschichte der stromerzeugenden Gasturbine (GT), im wesentlichen aus der Sicht eines der führenden Unternehmen auf diesem Gebiet über einen Zeitraum von mehr als 100 Jahren, geschrieben von einem Ingenieur. Angesichts der Länge des betrachteten Zeitraums und den dabei gefundenen, zahllosen ingenieurtechnischen Erstleistungen kann diese Darstellung des Entwicklungsverlaufs eine gewisse Universalität für die Kraftwerks-Gasturbinen beanspruchen. Seit mehr als 120 Jahren haben Ingenieure des Schweizer Entwicklungszentrums von A.-G. Brown Boveri & Cie, seit 1988 ABB Asea Brown Boveri Ltd. und seit 2000 Alstom Power Ltd. in Baden, Schweiz (CH), einen wesentlichen Beitrag zur Kunst des Thermischen Turbomaschinenbaus im Allgemeinen geleistet.

In der Geschichte der Energieumwandlung ist die Gasturbine vergleichsweise neu. Die erste Nutzgasturbine zur Stromerzeugung in Neuenburg,2 CH lief am 7. Juli 19393 in Baden, CH erstmals unter Vollast, entwickelt von Brown Boveri. Dieses Buch beginnt etwas früher, um die einflussreichen Ideen und vorangegangenen Entwicklungen zu erläutern, die zu dieser Erfindung beigetragen haben. Es beschreibt dann das stetige und beeindruckende Wachstum dieser Maschine vom ersten lokalen 4 MW Notstromaggregat bis zu den heutigen fortschrittlichen Konfigurationen, die Strom für große Ballungsräume mit Blöcken über 500 MW (SC) erzeugen. Dies war keine durchgängige Erfolgsgeschichte, vor allem nicht im Hinblick auf die tatsächlich erzielten Geschäftserfolge. Es gab Wechsel in den Firmenzugehörigkeiten der verschiedenen Sparten, Veränderungen im Produktportfolio und auch einige Entwicklungssackgassen. Einige der ursprünglichen BBC-Produktlinien schafften es jedoch, auch aus heutiger globaler Sicht bis an die Spitze fortschrittlicher Technologieentwicklungen.

Inzwischen erlaubt die Dauer bestimmter technischer Entwicklungen über mehrere Jahrzehnte interessante historische Beobachtungen und Rückschlüsse auf inhärente Geschäftsmechanismen, die Auswirkungen von Technologievorbereitungen und organisatorische Konsequenzen. Der Blick in die Vergangenheit gibt Aufschluss über die Auswirkungen von weitreichenden unternehmerischen Entscheidungen. Der positive Einfluss starker, mutiger und visionärer Persönlichkeiten wird in gleichem Maße sichtbar wie die negativen Folgen von Zögern und untätigem Abwarten. Diese Ergebnisse einer Überprüfung des eigenen historischen Hintergrunds haben eine Reihe von Unternehmen dazu veranlasst, ähnliche Bewertungen vorzunehmen. BBC hat sich aus einer bescheidenen Keimzelle zu einem der größten Ingenieurunternehmen der Welt entwickelt, das in rund 100 Ländern tätig war. Im Jahr 1990 beschäftigte das Unternehmen unter dem Label ABB mehr als 220.000 Mitarbeiter. Der Maschinenbaukonzern war und ist immer noch erstaunlich innovativ und erfolgreich in einer breiten Palette technischer Produktbereiche: Gleich- und Wechselstrommotore, Turbo-, Diesel- und Hydro-Generatoren, Transformatoren, Hochspannungsübertragungs- und -netzausrüstungen, Schalter und Relais, Dampfturbinen für Kraftwerke und Schiffsantriebe einschließlich der zugehörigen Getriebe, Velox-Dampfkessel und Gasturbinen zur Stromerzeugung, Elektro- und Gasturbinenantriebe bis hin zu kompletten Eisenbahn- und Straßenbahnsystemen, Turbokompressoren für die Eisen- und Stahlindustrie, aber auch für Flugzeugtriebwerke, Turbolader, Windkraftanlagen, Elektrokessel und -öfen, Kernkraftwerks-, Hochfrequenzfunk- und Telekommunikations-Ausrüstungen, Flüssigkristallanzeigen, Vakuumröhren und Halbleiter, Kraftwerkssteuerungen - um nur die wichtigsten zu nennen. Diese Produktbereiche umfassten sowohl Entwicklungstätigkeiten als auch Produktions- und Dienstleistungsaktivitäten im Allgemeinen.

Nur einer dieser Bereiche wurde bisher in einem eigenständigen Buch umfassend dokumentiert: Der BBC-Turbolader.4 Im Jahr 2002 erfuhr ein ASME-Paper5 mit einem Überblick über 'ABB/BBC Historical Firsts' in der Gasturbinentechnologie einige Beachtung. Es war dann tatsächlich Ernst Jenny, der Autor des erfolgreichen Turbolader-Buches, der sich für die Idee stark machte, eine erweiterte Technikgeschichte der Gasturbinenentwicklung zu schreiben.6 Die Industriegeschichte, insbesondere diejenige Deutschlands und der Schweiz im Kontext des 2. Weltkriegs, hat in den letzten Jahren die besondere Aufmerksamkeit professioneller junger Historiker erhalten. Ihnen verdanken wir viele grundsätzliche Klärungen und auch seltene Einzelfunde als Ergebnis ihrer unermüdlichen, gründlichen Durchforstung des Archivmaterials. Bei der fachlichen Interpretation ihrer Erkenntnisse stoßen die reinen Historiker allerdings manchmal an ihre Grenzen. In diesem Sinne hat Werner Albring,7 der langjährige 'Nestor' der deutschen Strömungsmechanik an der TU Dresden, dieses Projekt nachdrücklich unterstützt.

Tatsächlich ist dies nicht der erste Ansatz zu diesem Thema. Vorliegende Unterlagen enthalten eine Materialsammlung für eine 'Schweizer Geschichte der Turbomaschinenindustrie', die offensichtlich 1978/79 geplant war, aber mit dem damaligen Abbruch des Industrieunternehmens BST aufgegeben wurde.8

Wie bereits in dem angesprochenen ASME-Paper5 berichtet wurde, ist einer der faszinierendsten Aspekte der frühen BBC-Gasturbinengeschichte die häufige und tiefgreifende Beteiligung an parallelen Entwicklungen von Flugzeugtriebwerken, die zwischenzeitlich in dem Buch des Autors 'Jet Web. Zur Entwicklungsgeschichte der Turbojet-Triebwerke 1920-1950' ihren Niederschlag fand.

Abb. 1.1 veranschaulicht die Struktur dieses Buches in grafischer Form. Die linke Skala deckt den Zeitraum von der Gründung der BBC bis in die Gegenwart ab, wobei in der nächsten Spalte die verschiedenen Firmen im Zeitverlauf dargestellt sind. Die Geschichte dieser Unternehmensabfolge von BBC Brown, Boveri & Cie. über ABB Kraftwerke AG bis zu ALSTOM und inzwischen General Electric wird in Buchsektion 2 erzählt. Die Sektionen 3 bis 6 folgen im Prinzip dieser Chronologie, mit einigen Ausnahmen. Sektion 3 umreißt in aller Kürze die Jahrhunderte, in denen erste Erfahrungen mit Turbomaschinen gesammelt wurden, eine Beschreibung, die normalerweise mit der Einführung des Reaktionsprinzips durch Heron von Alexandria beginnt. Dabei wird versucht, nicht ausgetretenen Pfaden zu folgen; stattdessen werden weniger bekannte Beispiele mit Bezug auf die Gasturbine und den Schweizer Standort angesprochen.

Edward Constant,9 der Autor eines der umfassendsten und am besten recherchierten Bücher über die Gasturbinen-Geschichte, unterscheidet zwischen einer ersten, gescheiterten Gasturbinen-Revolution (1900-1920, Stolze, Armengaud) und einem zweiten, erfolgreichen Versuch, der in den 1930er Jahren hauptsächlich von BBC angeführt wurde.

Abb. 1.1: Überblick der Buchstruktur.

Diese Struktur wurde in Kapitel 3 beibehalten, wobei alle 'frühen Versuche nach dem GT-Prinzip' zur ersten Kategorie gehören. Kapitel 4 beschreibt den Weg zur ersten Stromerzeugungs-Gasturbine bei Brown Boveri, Baden, Ch, im Zeitraum von ca. 1927 bis 1945. Neben der Beschreibung der eigentlichen Entwicklungsaktivitäten konzentriert sich der Text auf die entscheidende Komponente für den Erfolg der GT-Entwicklung: den Axialverdichter. Dieses Prinzip einer kombinierten chronologischen und themenorientierten Reihenfolge wird in den folgenden Abschnitten durchgehalten. In Kapitel 5 wird die 'mittlere' GT-Komponente - die Brennkammer - mit der Entwicklungszeit der BBC-Gasturbinen zwischen 1945 und 1988, dem Ende von BBC nach 97 Jahren als eigenständiges, unabhängiges Unternehmen parallel behandelt. Die Darstellung der dritten GT-Komponente entlang des Strömungsweges - die gekühlte Turbine - folgt dann in Kapitel 6 im Kontext des jüngsten technologischen Durchbruchs - dem Erfolg der Kombikraftwerke nach 1990. Diese Darstellung hat einen gewissen Vorteil, da die Geschichte der einzelnen GT-Komponenten zusammen gehalten wird, was die inhärenten Entwicklungsgründe transparenter werden lässt. Außerdem passt diese bewusst gewählte Gliederung mit wenigen Ausnahmen, wie z.?B. der erstmaligen Einführung einer transsonischen Verdichterbauweise in den 1980er Jahren, erstaunlich gut zu den chronologisch angesprochenen Entwicklungsschwerpunkten:

• Die erfolgreiche Verwirklichung des Axialverdichters war die Voraussetzung für den Erfolg von BBC auf dem Weg zur ersten kommerziell genutzten Gasturbine in den 1930er Jahren. Umgekehrt war das Fehlen eines effizienten Verdichters bei den meisten der vorangegangenen Bemühungen der Grund des Scheiterns.

• Die Zwischenphase von 1945-1988 brachte den Durchbruch der für BBC/ ABB charakteristischen emissionsarmen Verbrennungstechnologie mit sich.

• Die sehr anspruchsvollen, integrierten Turbinenkonstruktionen...