Kondensationslokomotiven
Dampflokomotiven mit Kondensation
Die Wirtschaftlichkeit von Dampflokomotiven leidet in hohem Maße unter der großen Energiemenge, die benötigt wird, um das Kesselspeisewasser überhaupt erst zu verdampfen. Diese Energie und das Wasser ist für den Betrieb verloren, wenn das Wasser das Fahrzeug als Dampf verläßt.
Eine Ausnutzung/ Rückgewinnung der Verdampfungsenergie durch Kondensation ist beispielsweise bei den Versuchslokomotiven (Baureihe T18 1001) mit Turbinenantrieb in den 1920ern erprobt worden. Der weit wichtigere Effekt der Abdampfkondensation bei Turbinenlokomotiven war allerdings die Erhöhung des Druckunterschiedes zwischen vor und hinter der Turbine. Die Kondensatoren wurden so dimensioniert, dass hiner der Turbine ein Vakuum erzeugt werden konnte.
Die Idee der Abdampfkondensation ist aber eigentlich älter, schon 1854 leitete man bei Loks nach dem System Kirchweger einen Teil des Zylinderabdampfes in die Wasserkästen, um so das Speisewasser vorzuwärmen. Ein Nebeneffekt der Kondensation war die Verminderung der Belästigung der Anwohner mit Abdampf, was auch bei Tunnelfahrten von Vorteil war. So setzte die Londoner District Railway schon um 1880 Kondenslokomotiven in den U-Bahn-Schächten ein, um dort das Klima für die Passagiere zu verbessern. Ähnliche Maschinen waren auch in anderen englischen Städten im Einsatz, auch die Wiender U-Bahn setzte eine solche Maschine ein. Um 1890 verbesserte man das System, in dem man den Abdampf erst durch einen auf dem Dach der Lokomotive angebrachten Kondensator, ein mit Lamellen besetzten Röhrensystem, schickte, wodurch der Dampf besser kondensiert werden konnte. Diese sogenannten Dummylokomotiven wurden besonders in Amerika im innerörtlichen Trambahn-Verkehr eingesetzt. Ein weiterer Schritt bei der Rückgewinnung des Speisewassers aus dem Abdampf waren sechs für die Sudan Military Railway entwickelten lokomotiven mit einem speziellen Kondensatwagen, die Betriebsstoffe wurden aber weiterhin auf der lok mitgeführt.
Durch Niederschlagen des Dampfes zu Wasser konnte eine große Menge Kesselspeisewasser zurückgewonnen werden, bei den Lokomotiven nach dem System der Firma [[Henschel|Henschel-Werke] bis zu 95%, das als Destillat von großer Reinheit war. Das hat die Verkalkung des Kessels, die sogenannte Kesselsteinbildung, stark gemindert, außerdem konnten die Maschinen größere Strecken, je nach Lokomotiv-Typ und Einsatzort bis zu 1200 km, durchlaufen, ohne Speisewasser nachfassen zu müssen.
Ein weiterer Vorteil aber war, daß das Kesselspeisewasser durch die Wärme aus dem Abdampf bis fast auf 100 °C vorgewärmt werden konnte, wodurch weniger Energie benötigt wurde, um das Wasser im Kessel zum Verdampfen zu bringen. Bei konventionellen Lokomotiven wird der Zylinderabdampf durch das Blasrohr in die Rauchkammer gepresst, und reist dabei durch den Schlot die Rauchgase aus der Feuerbüchse mit. Bei der Kondenslokomotive erstezte man das Blasrohr durch eine vom Abdampf angetrieben Turbine, die über einen Lüfter dei Rauchgase ansaugte und so für die Feueranfachung sorgte. Der Abdampf kann nun ohne die mit Asche durchmischten Rauchgasen in die Kondensatoren geführt werden.
Beim Turbinenantrieb riß der Dampf kein Öl mit, da keine dampfberührten teile vorhanden waren, die geschmiert werden mussten. Bei Kondenslokomotiven mit konventionellem Zylinderantrieb musste mittels Ölabscheider das im Zylinderabdampf enthaltene Zylinderschmiermittel abgefangen werden. Über zwei Stufen konnte das Kondensat so gut entölt werden, dass es nur noch 2 bis 5 Promille Öl enthielt. Bei entsprechender Wartung der Loks konnte dieser Wert über den gesamten Betriebseinsatz aufrecht erhalten werden. Das Kesselwasser neigte nur zum Aufschäumen, weil sich das Heißdampföl nicht restlos aus dem Wasser abscheiden ließ und in dem weitgehend geschlossenen Kreislauf immer mehr anreicherte, wenn die Wartung der lokomotiven vernachlässigt wurde.
Vergleicht man eine normale Dampflokomotive mit ihrer mit Abdampfkondensation ausgerüsteten Schwester, so ergab sich ein kaum nennenswerter Leistungsverlust durch zusätzlich angetriebene Aggregate wie Lüfter- und Saugzugturbine. Durch die Vorwärmung und Kondensation sank aber der Wasserverbrauch um 90-95% und die Brennstoffersparnis betrug etwa 10%. Jedoch waren die Betriebskosten wegen der vielen zu bearbeitenden zusätzlichen Baugruppen etwa doppelt so hoch, so daß sich der Einsatz nur auf Strecken lohnte, die mit anderen Lokomotiven wegen Wassermangel entlang der Strecken nicht sinnvoll war. Im 2. Weltkrieg hatte auch die Abdampfvefrmeidung strategische Bedeutung, denn Kondenslokomotiven konnten wegen der fehlenden weiß leuchtenden Dampffahne aus Jagdflugzeugen nur schwer ausgemacht werden.
Die Kondensation ist bei diversen Dampflokomotiven (z.B. Reichsbahnbaureihe 52 kon, SAR (South African Railway) Klasse 25) zur Anwendung gekommen. Die Kondensation wurde im stationären Betrieb und bei Schiffsdampfmaschinen mit gutem Erfolg eingesetzt. Unter dem Baugrößen- und Gewichtsbeschränkungen, sowie belastet durch die spezifischen Vibrationen im Eisenbahnbetrieb überstiegen die Unterhaltungskosten erheblich die Ersparnis durch den geminderten Brennstoffeinsatz. Lediglich unter den Bedingungen des Kriegseinsatzes in Russland und auf den langen Strecken durch die Karoo-Wüste in Südafrika, wo der Wasserverbrauch von großer Bedeutung war, konnten Vorteile die Nachteile ausgleichen.
Nach dem Kriege waren einige Maschinen der Baureihe 52 kon im Bahnbetriebswerk Mainz- Bischofsheim stationiert. 1950 waren es 16 Lokomotiven:
52 kon 1853z/ 1862/ 1907/ 1919/ 1935/ 1941/ 1957/ 1987z/ 1997/ 2001/ 2005/ 2013/ 2014/ 2015/ 2017/ 2020/ 2021/ 2022 und 2024z
Weitere Maschinen waren in Kirchweye, Duisburg-Wedau, Rosenheim, München-Ost und -HBF und Nördlingen stationiert, aber bis Mitte 1954 abgestellt. Die SAR 25 Kondenslokomotiven waren bis etwa 1978 im Einsatz. Dann wurden auch sie auf den langen Strecken durch Diesellokomotiven auf kurze Strecken verdrängt, wo sie dann wegen doppelt hoher Betriebskosten im Vergleich zur Normalausführung 25NC zurückgebaut oder abgestellt wurden.
In Südafrika existieren heute noch zwei Kondenslokomotiven der Baureihe 25, in Deutschland ist ein Kondenstender der Baureihe 52 erhalten geblieben. Bis in das Detail befasst sich die Webseite [1] mit der Geschichte, Technik und Modellen von Kondenslokomotiven.