Dampfkraftwerk

Definition eines thermischen Kraftwerks

Ein thermisches Kraftwerk nutzt Kohle, Luft und Wasser, um auf Basis des Rankine-Zyklus elektrische Energie zu erzeugen.

Ein thermisches Kraftwerk arbeitet nach dem Prinzip des Rankine-Zyklus. Es benötigt drei Haupteingänge, um Strom zu produzieren: Kohle, Luft und Wasser.

Kohle wird als Brennstoff verwendet, da wir das Flussdiagramm eines kohlebefeuerten thermischen Kraftwerks darstellen. Die Verbrennung der Kohle im Ofen erzeugt die erforderliche Wärmeenergie.

Luft wird zum Ofen zugeführt, um die Verbrennungsrate der Kohle zu beschleunigen und den Fluss der Abgase innerhalb des Heizsystems fortzusetzen. Wasser ist in einem thermischen Kraftwerk notwendig, um Dampf in einem Kessel zu erzeugen. Dieser Dampf treibt die Turbine an.

Die Turbine ist mit einem Generator verbunden, der elektrische Energie erzeugt. Es gibt drei Hauptflusskreise in einem thermischen Kraftwerk basierend auf den primären Eingängen.

Kohlekreis

Kohle wird von den Lieferanten zum Kohlespeicherplatz des Kraftwerks transportiert. Von dort wird sie über Förderbänder zu den Pulveranlagen gebracht.

Nachdem unerwünschte Stoffe aus der Kohle entfernt wurden, wird sie in Kohlenstaub zerkleinert. Die Zerkleinung macht die Kohle effizienter für die Verbrennung. Nach der Verbrennung der Kohle wird die Asche zur Ascheraum-Anlage gesammelt und schließlich im Aschespeicherplatz gelagert.

Luftkreis

Luft wird mit Druckgebläsen zum Ofen zugeführt. Bevor sie jedoch direkt in den Kesselofen eingespeist wird, wird sie durch einen Luftvorwärmer geleitet.

Im Luftvorwärmer wird die Wärme der Abgase an die Eintrittsluft übertragen, bevor diese in den Ofen eintritt.

In dem Ofen liefert diese Luft das für die Verbrennung notwendige Sauerstoff. Anschließend trägt diese Luft die durch die Verbrennung erzeugte Wärme und Abgase durch die Rohrflächen des Kessels.

Hier wird ein wesentlicher Teil der Wärme an den Kessel übertragen. Die Abgase passieren dann den Superheizer, wo der vom Kessel kommende Dampf auf höhere Temperaturen erhitzt wird.

Anschließend kommen die Abgase zum Wirtschaftsverdampfer, wo ein Teil der verbleibenden Wärme der Abgase genutzt wird, um die Temperatur des Wassers vor dessen Eintritt in den Kessel zu erhöhen.

Die Abgase passieren dann den Luftvorwärmer, wo ein Teil der verbleibenden Wärme an die Eintrittsluft übertragen wird, bevor diese in den Kesselofen eingeht.

Nach dem Durchgang durch den Luftvorwärmer werden die Gase schließlich durch Sauggebläse zum Schornstein geleitet.

Normalerweise werden in thermischen Kraftwerken Druckgebläse am Eintritt der Luft aus der Atmosphäre und Sauggebläse am Austritt der Abgase durch den Schornstein eingesetzt.

Wasser-Dampfkreis

Der Wasser-Dampfkreis eines thermischen Kraftwerks ist ein halbgeschlossener Kreis. Hier wird vergleichsweise wenig Wasser von externen Quellen benötigt, da dasselbe Wasser durch Kondensation des Dampfs nach seiner mechanischen Arbeit beim Antrieb der Turbine wiederholt verwendet wird.

Das Wasser wird zunächst aus einem Fluss oder einer anderen geeigneten natürlichen Quelle bezogen.

Dieses Wasser wird dann in eine Wasseraufbereitungsanlage gebracht, um unerwünschte Partikel und Stoffe aus dem Wasser zu entfernen. Das Wasser wird anschließend über einen Wirtschaftsverdampfer in den Kessel eingeleitet.

Im Kessel wird das Wasser in Dampf umgewandelt. Dieser Dampf geht dann zum Superheizer, wo der Dampf auf Superheiztemperatur erhitzt wird. Der überhitzte Dampf gelangt dann über eine Reihe von Düsen zur Turbine.

Am Ausgang dieser Düsen dehnt sich der hochdruckige und hochtemperierte Dampf plötzlich aus und gewinnt kinetische Energie. Aufgrund dieser kinetischen Energie dreht der Dampf die Turbine an.

Die Turbine ist mit einem Generator gekoppelt, der Wechselstrom ins Netz erzeugt.

Der plötzlich expandierte Dampf entweicht aus der Turbine zum Kondensator, wo der Dampf mit Hilfe eines Wasserzirkulationskühlkreises, der mit Kühltürmen verbunden ist, zurück zu Wasser kondensiert.

Dieses kondensierte Wasser wird dann über den Wirtschaftsverdampfer zurück in den Kessel eingespeist. Die Wasserversorgung aus externen Quellen ist hier begrenzt, da kondensierter Dampf im Kesselsystem des thermischen Kraftwerks wiederverwendet wird.

Flussdiagramm eines thermischen Kraftwerks

Das Flussdiagramm eines Dampfthermokraftwerks zeigt, wie Kohle, Luft und Wasser verarbeitet werden, um elektrische Energie zu erzeugen.