Eine Dampfturbine ist ein Gerät, das in der Lage ist, die Wärmeenergie des unter Druck stehenden Dampfes in eine Drehbewegung umzuwandeln. Diese Drehbewegung wird häufig in Kraftwerken zur Stromerzeugung genutzt, kann aber auch andere Anwendungen haben. Das Grundprinzip der Dampfturbine wurde bereits im ersten Jahrhundert n. Chr. geschrieben, während die moderne Dampfturbine erst 1884 entworfen wurde.
Die erste moderne Dampfturbine wurde von Sir Charles Parsons entworfen. Es wurde in Verbindung mit einem Dynamo verwendet, um eine Leistung von 7.5 kW zu erzeugen. Kurz nach seiner Erfindung fand das Gerät hauptsächlich in Kraftwerken auf der ganzen Welt und an Bord von Marineschiffen Verwendung. Frühere Kolbendampfmaschinen waren sowohl weniger effizient als auch schwieriger für den Einsatz an Bord von Schiffen anzupassen und erforderten eher komplizierte Systeme als einen einfachen Direktantriebsmechanismus.
Dampfturbinen nutzen das Prinzip, Druckdampf in kontrollierten Stufen expandieren zu lassen. Jede Turbine kann aus einer Reihe von Impuls- und Reaktionsturbinen bestehen, von denen jede dem Dampf ermöglicht, sich auszudehnen und die Laufschaufeln oder Laufschaufeln innerhalb der Vorrichtung zu drehen. Die meisten Dampfturbinen verwenden diese beiden Variationen gemeinsam, wobei die Impulsturbinen unter hohem Druck arbeiten und Niederdruck für die Reaktionsturbinen verwendet wird. Der Unterschied zwischen den beiden besteht darin, dass die Impulsvariante eine Düse verwendet, um Hochgeschwindigkeitsdampf in die Rotoren einzuleiten, während die Rotoren in Reaktionsturbinen selbst eine Art Düse sind.
Die Anordnung von Impuls- und Reaktionsturbine innerhalb einer Dampfturbine kann das System effektiv sehr effizient machen. Indem man sowohl hohen als auch niedrigen Druck verwendet und den Dampf in jeder Phase seiner Expansion arbeiten lässt, kann der Prozess hochgradig isentrop bleiben. Dies bedeutet einfach, dass die Entropie, die in das System eindringt, der Entropie ähnelt, die herauskommt. Der andere Vorteil des Designs besteht darin, dass das Drehen der Turbinen eine Drehbewegung erzeugt, die sowohl für die Stromerzeugung als auch für das Drehen von Paddeln oder anderen Antriebsmechanismen auf Schiffen ideal sein kann.
Ein Großteil der weltweit erzeugten Energie wird von Dampfturbinengeneratoren verwendet. Sie sind sowohl in Kraftwerken mit fossilen Brennstoffen als auch in Kernkraftwerken vorhanden, wobei erstere Kohle oder Öl verbrennen, um Wasser zu Dampf zu erhitzen, und letztere auf eine Kernspaltungsreaktion angewiesen sind, um den Dampf zu erzeugen. Darüber hinaus wird ein Teil der Energie unter Verwendung eines Prozesses erzeugt, der als fokussierte Sonnenenergie bekannt ist. Diese Art von Kraftwerk kann die Sonne nutzen, um Dampf zu erzeugen, der dann Dampfturbinen antreiben kann.