Flashcards
Dampfturbine
Cards in this deck (29)
- 1Was ist der Clausius-Rankine-Vergleichsprozess und seine Hauptbestandteile:Vergleichsprozess für Dampfkraftwerke
• Turbine
• Kondensator
• Speisepumpe
• Kessel und Überhitzer - 2Prinzipieller Wärmeschaltplan eines (einfachen) Dampfkraftwerks
- 3Wirkungsgrad abhängig von..Temperaturniveaus bei
Dampferzeugung und Kondensation - 4mittleres Temperaturniveau der Wärmezufuhr sollte wie sein?so hoch wie möglich
- 5mittleres Temperaturniveau der Wärmeabfuhr im Kondensator sollte wie sein?so
niedrig wie möglich - 6Wo geht der Größte Teil der Wärmezufuhr hin?die Verdampfung
- 7Großer Vorteil des Dampfkraftprozesses gegenüber Prozessen mit inerten Gasen:die große spezifische Kreisprozessarbeit wegen
der geringen Arbeit der Speisepumpe - 8übliche max. Temperatur im fossil beheizten Dampfkraftwerk ? Druck? Druck im Kondensator ? Gütegrad bei großen Turbinen?570 °C
250 bar
0,03 bar
0,9 - 9was wären 3 Verbesserungen?Erhöhen Frischdampfdruck und Frischdampftemperatur.
• Zwischenüberhitzung
• Speisewasservorwärmung - 10Ziel des Kondensationsbetriebs:Ziel: ausschließlich Stromerzeugung mit möglichst hohem
(Strom)Wirkungsgrad - 11Entspannen des Dampfes in der Turbine auf möglichst geringen Druck(z.B. 20 – 100 mbarabs)
- 12Kondensationswärme auf sehr niedrigem Temperaturniveau (25 – 40 °C) nicht nutzbar deshalb -->Abgabe als Abwärme an Umgebung
- möglichst kaltes Kühlmedium
- größte Verlustquelle des Kraftwerks
(bis zu zwei Drittel) - 13- Wirkungsgrade großer SteinkohleKW47 %
- 14was passiert beim Gegendruckbetrieb?gleichzeitige Erzeugung von Strom und Wärme
- 15wie funktioniert ein Gegendruckbetrieb?Dampf mit best. Temperatur wird zur Wärmeauskopplung benötigt
gesamter Dampf auf def. Temperatur- und Druckniveau verlässt die
Turbine und steht somit vollständig zur Wärmeerzeugung zur Verfügung
z.B. für Wasser 90 °C sind 0,8 barabs nötig
Strom als „Koppelprodukt“ der Wärmeerzeugung
• Auslegung meist nach Wärmenachfrage
(ideal: gleichmäßige Jahreswärmenachfrage)
• Gesamtwirkungsgrade bis zu 90 % (el. 10 – 20 %) - 16was ist der Entnahme-Kondensationsbetrieb?Realisierung von effizienterer Stromerzeugung bei schwankender
Wärmenachfrage (z.B. Wärmeversorgung Haushalte) - 172 Möglichkeiten des Entnahme-Kondensationsbetriebs:• 1. Möglichkeit zur vollständigen Entspannung des Dampfs
2. Möglichkeit zur Entnahme von Teilmengen Dampf auf gewünschtem
Temperatur (max. 220 °C) und Druckniveau (Entspannung
auf mind. 20 bar) → Wärmeerzeugung - 18wie funktioniert Zwischenüberhitzung bei Dampfkraftwerken:Steigerung der mittleren oberen Temp. → Steigerung Turbinenleistung
- 19Beispiel: KWK in Industriebetreib:(Palmölherstellung)
Gegendruckbetrieb
• Nutzung Dampf auf Prozessdampfniveau - 20Dampfkraft mit Solarenergie Solarthermisches Parabolrinnenkraftwerk Eigenschaften:Thermoöl als Adsorber im Primärkreislauf
Primärtemperaturen bis 400 – 500 °C (Wärmespeicherung möglich)
Wirkungsgrade Turbine bis zu 38 %
• Wirkungsgrade Solarfeld (netto) bis 14 % - 21Funktionsweise Solarturmkraftwerk:Fokusierung von Sonnenlicht durch Spiegel auf Brennpunkt am Turm
Adsorber erwärmt sich auf bis über 1000 °C
• Dampferzeugung und Turbinenbetrieb
• teure Technologie, kaum
kommerzielle Anwendung - 22Solarturmkraftwerk: Mit sog. Druckrecievern und komb. Gas- und Dampftubinenprozess Nettowirkungsgrade :> 20 % möglich!
- 23was sind ORC-Anlagen (Organic Rankine Cycle)?• Dampfturbinenprozess mit organischem Arbeitsmittel
(nicht Wasser / Wasserdampf) - 242 Vorteile ORC-Anlagen:wesentlich geringere Verdampfungstemperatur als Wasser → Dampfturbinenprozess
auch auf niedrigerem Temperaturniveau möglich!
Arbeitsmedien z.B. FCKW, synthetische Silikonöle (hoher
Wirkungsgrad!) - 252 weitere Vorteile ORC-Anlagen:Verstromung schon ab Temperaturen von ca. 100 °C
(Kondensatortemperatur ≈ 20 °C) wirtschaftlich möglich - 26Prinzipieller Aufbau ORCVerdampfer
Isotherme Wärmezufuhr zum Arbeitsmittel (Wärmequelle z.B. Abwärme)
Durch den Energieeintrag verdampft das Arbeitsmedium vollständig
(Sattdampf)
Turbine/Strömungsmaschine
Isentrope Entspannung auf niedrigeren Druck (Volumenänderungsarbeit
Umwandlung in mechanische Energie).
Generator
Umwandlung der mechanischen Energie in elektrische Energie.
Regenerator
Wärmetausch zwischen dampfförmigen Arbeitsmittel und dem vom
Kondensator kommenden flüssigen Arbeitsmittel.
Kondensator
Kondensation Arbeitsmitteldampf. Abgabe Kondensationswärme an
Kühlkreislauf (z.B. Fernwärmenetz).
Arbeitsmittelpumpe
Bringt Arbeitsmittel wieder auf Betriebsdruck und pumpt in Verdampfer. - 27Was ist der Kalina – Kreisprozess?Kreisprozess mit Zweistoffgemisch (binäres Fluid) als Arbeitsmedium
• Arbeitsmedium: Ammoniak-Wasser-Gemisch - 28Vorteile des Kalina – Kreisprozess:Verdampfung mit zunehmender
Temperaturerhöhung (Gemisch ändert Zusammensetzung!)
niedrigere Temp. bei Verdampfungsbeginn (vs. ORC)
höhere spez. Arbeit, höherer Wirkungsgrad, größere Wärmenutzung als
ORC-Prozess
Nutzung des niedrigen Temperaturniveaus von tiefer Geothermie - 29Bei niedrigen Prozesstemperaturen sind wirkungsgrade immer eher mäßig
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- Theorie
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- Deleted user · Jun 2017
- Updated
- Jun 21, 2017
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- Created by Lukas Berger · Jun 19, 2017
- Copied by Lukas Berger · Jun 21, 2017
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