mikrocontroller.net

Forum: Offtopic Wasserdampf im Kraftwerk kühlen - Warum?


Autor: Tobias XXX (enterprise)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo zusammen,

die meisten Kraftwerke arbeiten ja mit Dampfturbinen, welche einen 
Generator antreiben.
Der (Wasser-)dampf wird da in der Regel durch die Verbrennung von Kohle 
oder Gas oder durch einen Atomreaktor erzeugt.
Warum aber muss der Dampf aber nachdem er durch die Turbine "gedampft" 
ist wieder akgekühlt werden? Einen Teil seiner (Wärme-)Energie hat er ja 
sowieso schon an die Turbine abgegeben. Kann man den Dampf nicht einfach 
wieder zurückführen und wieder die Wärme reinheizen die vorher an die 
Turbine abgegeben worden ist?

Autor: The Devil (devil_86)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert

Autor: A. K. (prx)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wobei der Wikipedia-Artikel ein bischen verständlicher wäre, wenn er in 
dieser Frage mehr auf die Druckverhältnisse als auf die Temperatur Bezug 
nehmen würde. Das hängt zwar miteinander zusammen, ist aber als 
Druckverhältnis klarer. Der Druck im Kondensator liegt erheblich unter 
dem athmosphärischen Druck.

Autor: Micha H. (mlh) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
A. K. schrieb:
> Wobei der Wikipedia-Artikel ein bischen verständlicher wäre, wenn er in
> dieser Frage mehr auf die Druckverhältnisse

Was hindert Dich daran, das zu ändern?

Autor: Max M. (xxl)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>Was hindert Dich daran, das zu ändern?
Wahrscheinlich die Wikipedia-Administration.
Da könnte ja sonst jeder kommen.

Autor: Gastino G. (gastino)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Max M. schrieb:
> Wahrscheinlich die Wikipedia-Administration.
> Da könnte ja sonst jeder kommen.

Nö. Wenn man auch die Änderungen vernünftig kommentiert, gibt es in der 
Regel keine Probleme. Ich habe schon einige Artikel korrigiert - ohne 
Probleme. Man sollte das nur nie kommentarlos machen, evtl. sogar auf 
der Diskussionsseite.

Autor: Daniel R. (daniel_r)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Prinzipiell funktioniert jedes Wärmekraftwerk als thermodynamischer 
Kreisprozess. Dafür benötigt man zwingend ein warmes und ein kaltes 
Wärmereservoir, um überhaupt einen Energiefluss zu erhalten. Je näher 
die Temperaturen beider Reservoirs beieinander liegen, desto schlechter 
wird der Wirkungsgrad (siehe Carnot-Prozess). Bei identischer Temperatur 
beider Reservoirs ist der Wirkungsgrad 0. Maximal wird dieser, wenn das 
kalte Reservoir Temperatur 0k und das warme Reservoir eine möglichst 
hohe Temperatur hat.

Geht alles aus den Hauptsätzen der Thermodynamik hervor.

Daniel

Autor: Wilhelm F. (ferkes-willem)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Tobias C. schrieb:

>die meisten Kraftwerke arbeiten ja mit Dampfturbinen, welche
>einen Generator antreiben.

Zu deiner Frage der Wiederverwendung des Dampfes:

Wärmekraftwerke, egal ob Kohle, Gas, oder Kernkraft, haben nur den 
äüßerst geringen Wirkungsgrad von etwa 40 Prozent. Der Rest, 60 Prozent, 
verpufft als Erderwärmung in der Umwelt.

Autor: Jürgen R. (hobbyloeter)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> Kann man den Dampf nicht einfach wieder zurückführen und wieder die
> Wärme reinheizen die vorher an die Turbine abgegeben worden ist?

Könnte man vielleicht schon, nur daß dann die Turbinenleistung 
zurückgehen würde, weil ja dann die Energie im Dampf steckt. Man möchte 
im Dampfkraftwerk ja möglichst große Leistungen dem Generator zuführen 
und nicht möglichst effizient Dampf beheizen ;-)
Perpetuum mobile is nich!

Was aber gemacht wird, ist die sog. Zwischenüberhitzung.
Dabei wird der Dampf, wenn er vom Dampferzeuger kommt, nicht sofort in 
einem Rutsch von der Turbine (Hochdruckturbine) ins Naßdampfgebiet 
entspannt, sondern die Turbine bleibt zunächst im Heißdampfbereich. Der 
Dampf wird nach dem Turbinenaustritt noch mal im Zwischenüberhitzer 
überhitzt und in eine weitere Turbine geleitet (Mittel- oder 
Niederdruckturbine). Dan kann auch mehrstufig geschehen.

Autor: Markus F. (5volt) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> Wärmekraftwerke, egal ob Kohle, Gas, oder Kernkraft, haben nur den
> äüßerst geringen Wirkungsgrad von etwa 40 Prozent. Der Rest, 60 Prozent,
> verpufft als Erderwärmung in der Umwelt.

Mit Kraft-Wärme-Koppluung lässt sich die Abwärme aber auch noch 
teilweise nutzen, so dass Gesamtwirkungsgrade von 70...80% erreichbar 
sind.
Meist scheitert das aber an einer ganz einfachen Sache: 
Fernwärmeleitungen lassen relativ viel Wärme entweichen, weil eine 
extrem starke Dämmung teuer und unwirtschaftlich wäre.
Daher sollten die Leitungen so kurz wie möglich sein, also muss das 
Kraftwerk dicht an einem großen Wärmeverbraucher (z.B. Großstadt) 
stehen.
Und kaum jemand will ein riesiges Verbrennungskraftwerk oder AKW direkt 
an einer Großstadt haben...

Warum der Dampf aber kondensieren muss weiß ich auch nicht. Immerhin 
sind zur Verdampfung von 1kg Wasser (also Wasser von 100°C bei 
gleichbleibendem Druck in Dampf von 100°C verwandeln) ja über 2,2MJ 
Energie nötig.
Und in der Turbine kondensiert der Dampf ja noch nicht.
Vielleicht hängt es mit den Druckverhältnissen zusammen, dass man den 
Dampf nicht einfach wieder in den Erhitzer pumpen kann.
Und irgendwo muss dem Danpf auch Wärme-Energie entzogen werden, sonst 
würde das Ganze wegen dem Carnot-Prinzip nicht mehr funktionieren. Der 
Carnot-Wirkungsgrad kann nämlich (nach dem aktuellen Stand der 
Forschung) nicht überschritten werden.

Autor: Thilo M. (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Markus F. schrieb:
> Vielleicht hängt es mit den Druckverhältnissen zusammen

So ist es.
Um es mit einfachen Worten zu sagen:

- im Dampferzeuger vergrößert das Wasser das Volumen um das ca. 
2700-fache (=> Überdruck)

- im Kondensator (unter der Turbine) verkleinert das Wasser das Volumen 
um das ca. 2700-Fache (=> Unterdruck).

Die entstehende Strömung treibt die Turbine an.
60% der Leistung im Hochdruckteil (kleinste Abnessungen), der Rest in 
(evtl. mehrstufiigen) Niederdruckteilen, sehr groß und Aufwändig.

Wasser kann problemlos vom Kondensator (über den Kühlturm, evtl. mit 
Zwischenkreislauf) zum Dampferzeuger zurückgepumpt werden 
(Speisewasserpumpen), mit erheblichem Energieaufwand.

Autor: Jürgen Franz (unterstrom)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,
das Problem bei der Erklärung der Kraftwerksprozesse ist m.E. das, dass 
niemand auf den KREIS (!) -Prozess eingeht.
Du füllst am Anfang den Kessel mit Wasser; wie deinen Dampfkochtopf. 
Machst ihn zu und machst unter ihm Feuer. Nun wird die Temperatur 
steigen, das Wasser verdampfen und damit auch der Druck steigen. Diesen 
Dampf leitest Du auf die Turbine, der Dampf leistet Arbeit, kühlt 
dadurch ab und auch der Druck wird sich verringern.
Jetzt muss Du aber das, was aus der Turbine rauskommt, wieder in den 
Kessel bringen. Der wird nämlich sonst irgendwann leer werden. Im Kessel 
herrscht aber ein hoher Druck!!
Würdest Du einfach einen Kompressor einschalten, würde dieser den Dampf 
verdichten und dabei den Druck, aber auch die Temperatur wieder soweit 
steigern, dass die gleichen Zustände wie am Kesselausgang herrschen. Die 
Energie, die der Kompressor bräuchte wäre haargenau dieselbe, die zuvor 
die Turbine erbracht hat (Verluste vernachlässigt); Du hast damit nichts 
erreicht.
Nun kommt der Kühlturm: der macht aus dem WasserDAMPF wieder Wasser! 
Dieses Wasser kann die Kesselspeisepumpe mit erträglichem Aufwand 
(Leistung ca. 10MW) gegen den Kesseldruck in den Kessel zurückdrücken; 
Wasser ist - gegenüber Dampf - kaum kompressibel und wird sich dabei 
kaum aufheizen. Der Kreislauf beginnt von Neuen.

Der Trick des Kühlturmes ist also, aus Wasserdampf wieder Wasser zu 
machen, um es in den Kessel zu bringen.

Jürgen

Autor: Michael K-punkt (charles_b)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Markus F. schrieb:
..
>
> Warum der Dampf aber kondensieren muss weiß ich auch nicht. Immerhin
> sind zur Verdampfung von 1kg Wasser (also Wasser von 100°C bei
> gleichbleibendem Druck in Dampf von 100°C verwandeln) ja über 2,2MJ
> Energie nötig.



Ja genau, um Dampf zu erzeugen, muss man die 2,2 MJ reinstecken. Was 
passiert, wenn aus dem Dampf wieder Wasser wird? die 2,2 MJ kommen 
wieder raus!

Dies wird z. B. in Anlagen mit Brennwerttechnik genutzt.

Autor: Thilo M. (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Jürgen Franz schrieb:
> Der Trick des Kühlturmes ist also, aus Wasserdampf wieder Wasser zu
> machen, um es in den Kessel zu bringen.

Das Wasser kondensiert im Kondensator, nicht im Kühlturm. Der Kühlturm 
kühlt das kondensierte Wasser im Kondensator nur weiter ab, um den 
Wirkungsgrad zu erhöhen (das Druckgefälle vom Turbineneintritt zum 
-austritt zu steigern).

Autor: A. K. (prx)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Thilo M. schrieb:

> Das Wasser kondensiert im Kondensator, nicht im Kühlturm. Der Kühlturm
> kühlt das kondensierte Wasser im Kondensator nur weiter ab, um den
> Wirkungsgrad zu erhöhen (das Druckgefälle vom Turbineneintritt zum
> -austritt zu steigern).

Das Wasser im Kühlturm ist nicht das Wasser aus dem Turbinenkreislauf, 
sondern ein separater Kühlkreislauf, der nur den Kondensator kühlt (Ich 
stelle mir grad vor, wie ein Siedewassereaktor das Turbinenwasser durch 
den Kühlturm rieseln lässt ;-).

Autor: Thilo M. (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
A. K. schrieb:
> Das Wasser im Kühlturm ist nicht das Wasser aus dem Turbinenkreislauf,
> sondern ein separater Kühlkreislauf

Das ist auch bei uns so (Druckwasserreaktor). ;)
Habe mich evtl. etwas undeutlich ausgedrückt.

Autor: Daniel R. (daniel_r)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@Jürgen Franz
>das Problem bei der Erklärung der Kraftwerksprozesse ist m.E. das, dass
>niemand auf den KREIS (!) -Prozess eingeht.

Das Problem ist wohl eher, dass Du meinen Beitrag nicht gelesen hast. 
Vielleicht hab ich einfach vergessen, ein Geschichtchen zu erzählen ;)

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail, Yahoo oder Facebook? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen | Mit Yahoo-Account einloggen | Mit Facebook-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.