Energieumwandlung in Kraft- und Arbeitsmaschinen

7 Dampfkraftwerke (S. 339-340)

Der Begriff Dampfkraftwerke gilt auch heute noch für solche Kraftwerke, bei denen der Energieträger Wasserdampf aus aufbereitetem Wasser durch Verbrennung fossiler Brennstoffe erzeugt wird. Obwohl das Kernkraftwerk in seiner heute üblichen Bauweise auch ein „Dampfkraftwerk“ ist, weil auf den Dampfmaschinen-Kreisprozess noch nicht verzichtet werden kann, ist es dennoch in der Nomenklatur aus dem Oberbegriff Dampfkraftwerk herausgenommen worden.

Man unterscheidet die Dampfkraftwerke

a) nach Art der verbrannten Brennstoffe in Steinkohlen-KW, Braunkohlen-KW, Torf- KW, ölgefeuerte KW und gasgefeuerte KW. Diese Unterteilung betrifft hauptsächlich die Feuerungen der Dampferzeuger, beeinflusst aber auch andere Anlageteile, wie Brennstofflagerung, Brennstofftransport, Brennstoffaufbereitung, Aschenabzug und Abgasfilterung.

b) nach Art der abgegebenen Nutzenergie in Kondensations-KW, Heiz-KW und Industrie- KW. Kondensationskraftwerke sollen als Nutzenergie nur elektrischen Strom abgeben und befinden sich ausnahmslos im Besitz der EVU, also Elektrizitätsversorgungsunternehmen. Heiz- und Industriekraftwerke arbeiten nach dem Prinzip der Kopplung von Kraft und Wärme und geben sowohl elektrischen Strom als auch Dampfwärme ab.

Die Besitzer der Heizkraftwerke sind häufig ebenfalls die EVU, doch befinden sich auch viele Heizkraftwerke in öffentlicher Hand. Industriekraftwerke gehören stets, wie es der Name ausdrückt, wärmeintensiven Industriebetrieben. Heizund Industriekraftwerke arbeiten in der Regel im Gegendruckbetrieb und sparen den Aufwand fürKondensator,Kühlwasserbeschaffung undRückkühleinrichtungen. Sie umgehen zudem teilweise die thermischen Verluste des Dampf-Kreisprozesses und nutzen somit die Primärenergien wärmetechnisch besser aus (Nutzungsgrade bis 90 %).

7.1 Kondensationskraftwerke

Anhand eines vereinfachten Wärmeschaltbildes (Bild 7.1) sollen die grundsätzlichen Kreisläufe in einem neuzeitlichen Kondensationskraftwerk erläutert werden. Das von der Speisepumpe 1 auf Hochdruck gepumpte Speisewasser wird im Hochdruck-Vorwärmer 2 mittels Entnahmedampf aus der Turbine vorgewärmt. Diese Vorwärmung verbessert, wie noch erläutert wird, den thermischen Wirkungsgrad und verhindert die mit Taupunktsunterschreitungen verbundenen Korrosionen sowie Thermoschocks an den Heizflächen 3a. Im Dampferzeuger 3 durchströmt das eingespeiste Wasser zunächst die rauchgasbeheizten Vorwärmheizflächen a und wird danach im Strahlungsverdampfer b verdampft. Der aus den Heizflächen b austretende Sattdampf wird im Überhitzer c auf Temperaturen bis ca. 580 °C überhitzt. Da die Strömungswiderstände bei der Durchströmung der Heizflächen groß sind, liegt der Druck im Druckstutzen der Speisepumpe erheblich über dem Austrittsdruck des Dampfes aus dem Überhitzer. Die Druckverluste können in Großdampferzeugern 100 bar und mehr betragen.