Großgeneratoren welche Spannungen und Ströme

Kraftwerksblöcke haben typische Leistungen, Steinkohle z.B. max 800MW, 
das ist z.B. ein typischer Wert für Generatoren.

Und auch dort:

https://de.wikipedia.org/wiki/Synchronmaschine#Anwendung

„In Wärmekraftwerken kommen Vollpolmaschinen mit Leistungen bis fast 
2000 MVA und Ausgangsspannungen von 21 bis 27 kV zum Einsatz.“

„Die langsamlaufenden Schenkelpolmaschinen in Wasserkraftwerken werden 
Wasserkraft- oder Hydrogeneratoren genannt und liefern bei maximal 25 kV 
Ständerspannung Leistungen bis zu 1000 MVA.”

Ich gehe davon aus, dass die Leistung auf mehrere Generatoren aufgeteilt 
wird, dann kann man bei einem Servicefall auf verminderter Leistung 
weiter laufen lassen. Also eher nur 300MW pro Maschine

Purzel H. schrieb:
> Ich gehe davon aus, dass die Leistung auf mehrere Generatoren aufgeteilt
> wird, dann kann man bei einem Servicefall auf verminderter Leistung
> weiter laufen lassen. Also eher nur 300MW pro Maschine

Wenn ich mich recht erinnere war in Biblis ein Generator mit (Block B) 
1300MW verbaut, es gab aber auf der Welle 3 oder 4 DampfTurbinen (Hoch, 
Mittel und Niederdruck).
Auch auf der Welle war der Erregergenerator ich meine mit einer Leistung 
im zweistelligen MW Bereich.

Wir waren da im Rahmen des Physik Leistungskurses (lange her) und 
konnten in die Maschinenhalle da Block B in Revision war.
Ich habe im Netz nichts zu den Spannungen gefunden, meine mich aber zu 
erinnern dass die Ausgangsspannung um die 20-30kV war.

Purzel H. schrieb:
> Ich gehe davon aus, dass die Leistung auf mehrere Generatoren aufgeteilt
> wird, dann kann man bei einem Servicefall auf verminderter Leistung
> weiter laufen lassen. Also eher nur 300MW pro Maschine
Bei Dampfkraftwerken (egal ob Kohle, Atom oder so) eher unüblich, bei 
Wasserkraftwerken jedoch üblich.

Zur reinen Stromproduktion wird die Leistung heute nicht mehr 
aufgeteilt. Es gibt pro Block einen Kessel, eine Turbinenanlage und 
einen Generator. Die Turbinenanlage besteht meistens aus einer 
Hochdruckturbine und 2..3 Niederdruckturbinen, manchmal eine zusätzliche 
Mitteldruckturbine. Alle Turbinen sitzen auf einer gemeinsamen Welle, 
die den Generator antreibt. Dieser gibt seine Leistung über den 
Blocktransformator (bzw. Maschinentransformator, kann auch eine Bank aus 
drei Einphasentransformatoren sein) an das Hoch- oder 
Höchstspannungsnetz ab. Recht oft arbeiten auch zwei 
Blocktransformatoren parallel an einem Generator.

Bei Kohlekraftwerken hat man nur recht oft viele kleinere Generatoren, 
weil die Dinger schon so alt sind. Vom Wirkungsgrad her ist es am 
besten, wenn man diese Maschinen so groß wie möglich baut, aber 
gleichzeitig kratzt man dabei immer an der Grenze des Machbaren entlang. 
Größer als z.B. 300MW geht nicht, dann nimmt man 300MW, 20 Jahre später 
sind 600MW möglich, nimmt man 600MW, nochmal 20 Jahre, 1400MW usw. Bei 
alten Kohlekraftwerken hat man daher viele kleine 200..300MW Blöcke, die 
alle unter einem Dach stehen und wie ein einzelnes Kraftwerk aussehen.

Bei Industriekraftwerken oder speziell Heizkraftwerken gibt es 
Sammelschienenkraftwerke, die eine sehr flexible Betriebsführung 
erlauben. Da speisen z.B. alle Kesse ihre Dampfleistung auf eine 
gemeinsame Sammelschiene ein und aus dieser werden die einzelnen 
Abnehmer versorgt. Das kann reiner Prozessdampf sein, oder eine 
Gegendruckturbine nutzt das Gefälle zwischen Heißdampf und Prozessdampf 
oder eine Kondensationsturbine zur reinen Stromerzeugung.

Gas- und Dampfkraftwerke haben auch mehrere kleinere Generatoren, üblich 
sind zwei direkt von Gasturbinen angetriebene Generatoren und ein rein 
dampfgetriebener Generator, versorgt durch die Abwärme der Gasturbinen. 
Alle drei Generatoren können ihren eigenen Maschinentransformator und 
ihre eigenes Hochspannungsschaltfeld haben, es gibt aber auch 
Kraftwerke, wo mehrere Generatoren auf einen Maschinentransformator 
arbeiten. Oder Kraftwerke, wo Gas- und Dampfturbine gemeinsam einen 
Generator antreiben.

Atomkraftwerke haben keine Mitteldruckturbinen. Die arbeiten mit weit 
geringeren Heißdampftemperaturen als neuere große Kohlekraftwerke und 
haben daher einen extrem einfachen Dampfkreislauf mit nur einer 
Hochdruck und 2..3 Niederdruckturbinen. Kohlekraftwerke sind da 
wesentliche komplexer, mit Zwischenüberhitzer (Wirkungsgradsteigerung) 
zwischen Hoch- und Mitteldruckturbine.
Bei großen Wasserkraftwerken ergibt sich die Notwendigkeit vieler 
Generatoren aus mehreren Faktoren. Zum einen ist es die extrem hohe 
Gesamtleistung von etlichen Gigawatt oder eine große benötigte 
Regelspanne zwischen sehr viel und sehr wenig Durchfluss. 
Speicherkraftwerke im Hochgebirge haben oft verschiedene Druckstufen 
durch verschieden hoch gelegene Speicher.

Purzel H. schrieb:
> Ich gehe davon aus, dass die Leistung auf
> mehrere Generatoren aufgeteilt
> wird,…. Also eher nur 300MW pro Maschine
nein. einteilige Maschinensätze (Turbine-Generator) haben ungeheure 
Effizienzvorteile. Die schwarze Pumpe hat z.B. 2 Stk je 0,8 GW. Die 
letzte Generation Druckwasserreaktoren von Siemens hatte Maschinensätze 
von 1,48 GW. Da die Dampfparameter gering waren (67 bar/ 284 degC) war 
die Turbine recht gross.
Die Schwarze Pumpe fährt dagegen 268 bar / 547 degC. Da macht die kleine 
Hochdruckturbine mehr Arbeit. Der Generator macht 1 GVA bei 27 kV.

Schwarze Pumpe ist ein Kohlekraftwerk mit zwei Blöcken mit je 800MW. 
Also das übliche Gedöns zur Stromerzeugung, ein Kessel und ein Turbosatz 
pro Block, keine Abhängigkeiten oder Kreuzkupplungen zwischen den 
Blöcken. Evtl. Entnahme-Anzapfungen an den Turbinen zur 
Fernwärmeversorgung, aber mehr nicht.

Dabei dürften diese Blöcke schon recht fortschrittlich sein, haben 
bestimmt einen Überhitzer (heißt der Frischdampf aus dem Kessel wird zur 
Wirkungsgradsteigerung weiter erhitzt) und einen Zwischenüberhitzer 
zwischen Hochdruck- und Mitteldruckturbine, was Verluste durch bereits 
dort kondensierenden Dampf weiter reduziert.

Kernkraftwerke sind in ihren Höchsttemperaturen ziemlich begrenzt, die 
Reaktoren dürfen einfach keine so hohen Temperaturen fahren wie Kessel 
mit konventioneller Feuerung. Da wird der Dampf aus den Dampferzeugern 
(oder bei Siedewasserreaktoren direkt aus dem Reaktor) lediglich durch 
Wasserabscheider getrocknet und geht ohne Überhitzung auf die Hochdruck- 
und dann direkt weiter auf die Niederdruckturbinen und wird dort 
möglichst weit entspannt. Soweit ich weiß wurden Versuche gemacht, die 
Grund-Dampferzeugung mittels Kernreaktor und die Überhitzung mittels 
konventioneller Feuerung zu bewerkstelligen, aber ich glaube heute sind 
keine dieser Anlagen mehr in Betrieb.

Die max. größe hängt vom Lichtraumprofil der Bahn ab (Transport).
Es gibt auch 3Ph. Trafos > 500MVA. Hier ist ein interessanter Bericht 
vom Trafobrand in Krümmel (1300 MVA, 2 Trafos im Parallelbetrieb).

https://www.spiegel.de/jahreschronik/a-521391.html

NichtWichtig schrieb:
> Ein ehemaliges KKW (Siedewasserreaktor) mit ~640MW hatte exakt
> einen Generator.
> Dort waren 15KV bei ~21KA als Daten drin.
> Die Kupferschienen für den Generatorrotor waren hohl und wurden im
> Betrieb mit Wasserstoff gekühlt.

Interessant. Warum tut man das und dimensioniert die Schienen nicht von 
Anfang an größer so dass diese keine thermische Energie verschwenden?

Gibt es.

Das Kernkraftwerk Brunsbüttel hatte nur einen Maschinentransformator und 
eine Leistung von 800MW. In den USA haben manche ihrer etwa 1GW starken 
Kernkraftwerke auch nur einen Maschinentransformator.

Wegen des Aufbaus der Generatoren:
Man erreicht irgendwann mechanische Grenzen der verwendeten Baustoffe. 
Üblicherweise laufen solche Turbosätze mit 3000U/min (für 50Hz), bei 
großen Atomkraftwerken geht das schon nicht mehr, die laufen mit 
1500U/min. Ansonsten gibt's Probleme mit der Umlaufgeschwindigkeit der 
Blattspitzen der Turbinen und mit den Fliehkräften, die so eine Anlage 
spontan auseinanderbauen können. Die Läufer der Generatoren werden daher 
nahe des minimal erforderlichen Durchmessers ausgelegt sein.

Philipp G. schrieb:
> NichtWichtig schrieb:
>> Ein ehemaliges KKW (Siedewasserreaktor) mit ~640MW hatte exakt
>> einen Generator.
>> Dort waren 15KV bei ~21KA als Daten drin.
>> Die Kupferschienen für den Generatorrotor waren hohl und wurden im
>> Betrieb mit Wasserstoff gekühlt.
>
> Interessant. Warum tut man das und dimensioniert die Schienen nicht von
> Anfang an größer so dass diese keine thermische Energie verschwenden?

Weil es die bessere Lösung ist. Wenn eine Anlage zu "kalt" bleibt, ist 
sie technisch wie ökonomisch überdimensioniert. Wenn gleich man immer 
versucht, die Verluste in Motoren und Generatoren zu minimieren, will 
und kann man sie nicht beliebig groß bauen.

NichtWichtig schrieb:
> Die Kupferschienen für den Generatorrotor waren hohl und wurden im
> Betrieb mit Wasserstoff gekühlt.

Hohl mag sein,
aber Wasserstoff als Kühlmittel macht keinen Sinn -
die mit H2 gegebenen Probleme will man sich nicht antun.

Wassergekühlt mit ent-ionisiertem Wasser ggfs. schon möglicherweise 
denkbar.

Andrew T. schrieb:
>> Die Kupferschienen für den Generatorrotor waren hohl und wurden im
>> Betrieb mit Wasserstoff gekühlt.
>
> Hohl mag sein,
> aber Wasserstoff als Kühlmittel macht keinen Sinn -
> die mit H2 gegebenen Probleme will man sich nicht antun.

Macht man aber!

https://de.wikipedia.org/wiki/Turbogenerator#K%C3%BChlung
https://www.vaisala.com/de/industries-applications/power-industry-applications/hydrogen-cooled-generators
https://myloview.de/bild-turbo-generator-mit-wasserstoffkuhlung-im-maschinenraum-des-kernkraftwerks-nr-5AF7037

Bin auch neugierig schrieb:
> Schau mal nach der größten Kanone im 2. WK. Die wurde auch
> transportiert.

Frag mal die Niederländer, was bei solchen Transporten passieren kann.

Für die 294.000 Kilogramm schwere Kanone.
Nicht nur die Grösse auch das Lichtraumprofil auf Schiene und Strasse 
spielt eine Rolle.
Es gab einen Bereicht über den Transport einer WKA, 50km Luftlinie, 
500km auf der Strasse.

Bin auch neugierig schrieb:
>> Schau mal nach der größten Kanone im 2. WK. Die wurde auch
>> transportiert.
>
> 
https://de.wikipedia.org/wiki/38-cm-Kanone_Siegfried_(E)#/media/Datei:38cmSiegfried.jpg

Das war nicht die größte im 2. Weltkrieg, das war der schwere Gustav mit 
Kaliber 800mm.

https://de.wikipedia.org/wiki/80-cm-Kanone_(E)

Das Beste, das man aus dieser Geschichte, ebenso wie der der Bismarck 
oder Yamato lernen kann, ist daß Größenwahn tödlich ist.