Dampfkraftprozesse 4 Teilsysteme im Kraftwerk:

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1 Dampfkraftprozesse 4 Teilsysteme im Kraftwerk:
A: Dampfkreislauf (Arbeitsleistung) B: Wärmeerzeuger (Feuerung etc.) C: Wärmeabfuhr (Kühlturm) D: elektrischer Generator

2 Dampfkraftprozesse Teilsystem A: thermodynamischer Arbeitskreislauf: Clausius-Rankine Cycle 1 2: Turbine 2 3: Kondensator 3  4: Pumpe 4 1: Dampferzeuger

3 Schritt 1 2: Turbine (Q12 = 0)
Dampfkraftprozesse Schritt 1 2: Turbine (Q12 = 0) 1. Hauptsatz (stationär) mit KE = PE = 0 Arbeitsleistung: Schritt 2 3: Kondensator (W23 = 0) Wärmeabfuhr:

4 Schritt 4 1: Dampferzeuger (W41 = 0)
Dampfkraftprozesse Schritt 3  4: Pumpe (Q34 = 0) Schritt 4 1: Dampferzeuger (W41 = 0) Anteil der Kompressionsarbeit = „back work ratio“ (bwr) (klein für Dampfprozess!)

5 thermischer Wirkungsgrad (2 Überlegungen)
Dampfkraftprozesse thermischer Wirkungsgrad (2 Überlegungen) Verhältnis: Netto-Arbeitsleistung / Wärme-Input Verhältnis: in Arbeit umgewandelte Wärme / Wärme-Input

6 der ideale „Rankine“ Zyklus
Dampfkraftprozesse der ideale „Rankine“ Zyklus Turbine: 1  isentrope Expansion Kondensator: 2  isotherme Wärmeabfuhr (Kondensation) Speisewasserpumpe: 3  isentrope Kompression Dampferzeuger: 4  a  1 isobare Wärmezufuhr Überhitzung bis 1´  weniger Kondensation bei 2´

7 Speisewasserpumpe T-ds-Gleichung reversibel + adiabat
Dampfkraftprozesse Speisewasserpumpe T-ds-Gleichung reversibel + adiabat für offenes Teilsystem ! Wasser  inkompressibel

8 Vergleich Rankine  Carnot
Dampfkraftprozesse Vergleich Rankine  Carnot Wärmezufuhr isobar und nicht isotherm  bessere Nutzung der Wärme der Verbrennungsgase Kompression im 2-Phasen Gebiet schlecht machbar

9 mittlere Übertragungs- Temperatur und Wirkungsgrad
Dampfkraftprozesse mittlere Übertragungs- Temperatur und Wirkungsgrad Wärmeübertragung in Dampferzeuger Mittelwert nach Regel oben eingesetzt:

10 analog für Wärmeabgabe am Kondensator
Dampfkraftprozesse analog für Wärmeabgabe am Kondensator Wirkungsgrad für idealen Rankine-Zyklus

11 Dampfkraftprozesse Druckeinfluss höherer Druck im Dampferzeuger = höheres = höherer Wirkungsgrad tieferer Druck im Kondensator = tieferes = höherer Wirkungsgrad

12 Irreversibilitäten Isentroper Wirkungsgrad Turbine (h2 > h2s)
Dampfkraftprozesse Irreversibilitäten Isentroper Wirkungsgrad Turbine (h2 > h2s) Irreversibilitäten bei: Verbrennung Wärmeübergang Strömung Isentroper Wirkungsgrad Pumpe (h4 > h4s)

13 Dampfkreislauf mit Nacherhitzung
Dampfkraftprozesse Dampfkreislauf mit Nacherhitzung