Stud IP - Ilias - Übung 2 Berechnung eines Wasser-Dampf-Kreislaufs eines Steinkohlekraftwerks PDF

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Übung 2: Berechnung eines Wasser-Dampf-Kreislaufs eines Steinkohlekraftwerks In dieser Übung soll die Berechnung eines umfangreichen Wasser-Dampf-Kreislaufs erfolgen

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Übung 2: Steinkohle-Heizkraftwerk Moorburg Aktionen

Frage 1 von 1 (34 Punkte) Nicht beantwortet

Wichtige Hinweise: Die Bearbeitung der Aufgaben ist für jeden, der das Modul Kraftwerkstechnik I anerkannt haben möchte, Pflicht ! Lesen Sie aufmerksam die Aufgabenstellung durch! Die Aufgaben können innerhalb des Ihnen mitgeteilten Zeitrahmens ohne Zeitlimit bearbeitet werden! Lösen Sie die Übungsaufgaben selbstständig! Sie dienen als Vorbereitung für Ihre Prüfung! Bevor Sie die Ergebnisse abschicken haben Sie nochmal die Möglichkeit diese zu kontrollieren! Durch Drücken des Button "Rückmeldung anfordern" wird Ihnen ganz unten am Ende der Aufgabe Feedback gegeben, wie viele Punkte der maximalen Punktzahl Sie erreicht haben. Sie brauchen keine anderen als die gegebenen Parameter/Wasser-Dampf-Tafeln! Verwenden Sie als Dezimaltrennzeichen unbedingt anstelle des Kommas "," einen Punkt "."!

Abbildung 1: Prozessschema vom Kraftwerk Moorburg

Das Steinkohle-Heizkraftwerk Moorburg steht im gleichnamigen Hamburger Stadtteil und ist nach Angaben des Betreibers Vattenfall für eine annähernd komplette Deckung des elektrischen Energiebedarfs der Hansestadt verantwortlich. Es handelt sich um eine Doppelblock-Anlage, die zu den neuesten und modernsten in Deutschland zählt. Das Kraftwerk kann durch den in Abbildung 1 dargestellten Wasser-Dampf-Kreislauf beschrieben werden. Dem Prozess liegen die folgenden Parameter zu Grunde: Ausgehend vom Kondensatordruck erhöht die Speisewasserpumpe den Druck des Speisewassers auf und die Temperatur auf . Die Vorwärmung des Speisewassermassenstroms erfolgt durch Turbinenanzapfdampf zweistufig und jeweils isobar. Nach dem Vorwärmer 1 weist das Speisewasser eine Temperatur von

auf. Das Speisewasser hat vor dem Dampferzeuger eine Temperatur von

.

Im Kessel wird überhitzter Dampf mit der Temperatur erzeugt. Weiterhin entsteht bei der Verdampfung und Überhitzung des Arbeitsmediums ein Druckverlust von . Ü In der Hochdruckturbine (isentroper Wirkungsgrad ) wird der Dampf auf den Druck entspannt. Die Entropie des nun heißen Dampfes erhöht sich dabei um . Ein Teil des Turbinenabdampfes wird in den Vorwärmer 2

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geleitet, während der restliche Massenstrom im Kessel auf Druckverlust bei der Zwischenüberhitzung beträgt . Ü

zwischenüberhitzt wird. Der

Die Mitteldruckturbine entspannt den zwischenüberhitzten Dampf auf . Der um Δ entspannte Abdampf wird einerseits zur Niederdruckturbine weitergeleitet, andererseits werden die Teilmassenströme zur Beheizung des isobaren Vorwärmers 1 sowie für den Heizvorwärmer eingesetzt. Im isobaren Heizvorwärmer wird ein Wärmestrom von übertragen. In der Niederdruckturbine wird der Dampf auf den Kondensatordruck weist eine Endnässe von

an das Fernwärmewasser entspannt. Der Abdampf

auf.

Im isobaren Kondensator wird das Kondensat auf

unterkühlt und anschließend wieder der

Speisepumpe zugeführt. Im Vorwärmer 2 wird der Anzapfmassenstrom isobar auf Drossel isenthalp dem Vorwärmer 1 zugeführt.

abgekühlt und anschließend über eine

Im Vorwärmer 1 werden die Anzapfmassenströme beider Vorwärmer isobar auf abgekühlt. Hinter dem Vorwärmer 1 wird das Kondensat aus dem Heizvorwärmer beigemischt. Der gesamte Massenstrom wird anschließend dem Kondensator isenthalp zugeführt. 1. Berechnen Sie die in Abbildung 1 fehlenden Wasser- und Dampfparameter auf DREI Nachkommastellen (Achtung: "." als Dezimaltrennzeichen!) genau für alle Prozesszustände 0–10 und tragen Sie Ihre Ergebnisse unten ein. Nutzen Sie die gegebenen Wasserdampftafeln (Tabelle 1). Hinweis: Sollten in den Dampftafeln nicht die im Prozess vorliegenden Dampfzustände angegeben sein, müssen Sie di benötigten Parameter durch lineare Interpolation zwischen den nächstliegenden Stützstellen ermitteln Zustand 0:

Zustand 1: 

Zustand 2: 

Zustand 3: 



Zustand 4: 

Zustand 5: 



Zustand 6: 



Zustand 7: 



Zustand 8:

Zustand 9: 



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Zustand 10: 

2. Wie groß ist der vom Heizkondensator benötigte Anzapfmassenstrom Temperatur von .

3. Wie groß ist der Anzapfmassenstrom

? Der im Heizkondensator auskondensierte Dampf besitzt eine

des Vorwärmer 1?

4. Berechnen Sie die Leistung an der Turbinenwelle

5. Berechnen Sie den thermischen Wirkungsgrad

, die zum Antrieb eines Generators zur Verfügung steht.

des Kraftwerks. Der elektrische Wirkungsgrad der Speisepumpe beträgt

. Geben Sie

den Wirkungsgrad als Dezimalzahl an.

6. Wie groß sind der Dampferzeugerwirkungsgrad , der Nettowirkungsgrad und der Eigenbedarfswirkungsgrad ? Der Eigenbedarfsfaktor für den Rest-Eigenbedarf der Anlage beträgt , der Generatorwirkungsgrad und der Wirkungsgrad von Eigenbedarfs- und Maschinentransformator . Es wird Magerkohle Ruhr mit dem unteren Heizwert von verbrannt....