Energietechnik at Hochschule München

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Nennen sie typische Werte für den Temperaturbereich, die Wasserfließgeschwindigkeit und den Wasserdruck von Färnwärmeleitungen.

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Faustregel Investitionskosten Solaranlage

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Definition Primärenergie und Beispiele

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Wie hoch sind derzeit die maximalen Frischdampfdrücke und -temperaturen?

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Warum wird die Leistung der Speisewasserpumpen eines DKW nicht in den Wirkungsgrad des Dampfkraftprozesses eingerechnet, sondern im Eigenbedarf des Kraftwerks berücksichtigt?

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Warum verwendet man derzeit bei der Herstellung von Verdampferkesseln fast ausschließlich ferritische Stähle, obwohl mit austenitischen höhere Frischdampftemperaturen erreichbar wären?

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Warum wird heutzutage typischerweise 1 Zwischenüberhitzung angewendet?

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Nennen Sie 3 Maßnahmen, mit denen der Wirkungsgrad gegenüber dem klassischen Schema des Clausius-Rankine-Prozesses erhöht werden kann.

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Was versteht man unter einer Regenerativen Speisewasservorwärmung?

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Wie findet die Kühlung in einem Kühlturm statt?

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typische Abgaß Werte für ein 550 MW-Kohlekraftwerke

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Erläutern Sie den Unterschied zwischen Energiereserven und –ressourcen.

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Energietechnik

Nennen sie typische Werte für den Temperaturbereich, die Wasserfließgeschwindigkeit und den Wasserdruck von Färnwärmeleitungen.

Temperatur: 60 - 130 °C

Fließgeschwindigkeit: 2,5 m/s

Wasserdruck: 25 bar

=> Wärmeverluste ca. 10% im Jahresmittel über Deutschland

Energietechnik

Faustregel Investitionskosten Solaranlage

1 MW installierte Leistung entspricht ca. 1 mio €

Energietechnik

Definition Primärenergie und Beispiele

Die von der Natur in ihrer ursprünglichen Form angebotenen Energieträger, z.B.


- Chemische Energie in den fossilen Brennstoffen (Kohle, Gas, Öl) und der Biomasse


- Wärmeenergie im heißen Erdkern, in Tiefenströmungen und heißen Quellen, im Erdreich und der Sonnenstrahlung


- mechanische Energie im flißenden Wasser, den Gezeiten und dem Wind


- Strahlungsenergie (Sonnenlicht)


- Kernenergie in den Atomkernen, z.B. von Uran

Energietechnik

Wie hoch sind derzeit die maximalen Frischdampfdrücke und -temperaturen?

Temperatur aktuell bis 620°C (700°C Kraftwerke in Planung)

Druck 250-290 bar 

(weit über dem Kritischen Druck -> keine Kesseltrommel mehr nowendig um Flüssigwasser vor Eintritt in die Turbine abzutrennen)

Energietechnik

Warum wird die Leistung der Speisewasserpumpen eines DKW nicht in den Wirkungsgrad des Dampfkraftprozesses eingerechnet, sondern im Eigenbedarf des Kraftwerks berücksichtigt?

Die Arbeit ist im Vergleich zur Turbinenarbeit gering, da Flüssigkeiten kaum kompressibel sind -> vernachlässigbar!

Energietechnik

Warum verwendet man derzeit bei der Herstellung von Verdampferkesseln fast ausschließlich ferritische Stähle, obwohl mit austenitischen höhere Frischdampftemperaturen erreichbar wären?

- höhere Kosten

- Verarbeitungsaufwand

- mangelnder Langzeiterfahrung

- schlechterer Wärmeleitung

Energietechnik

Warum wird heutzutage typischerweise 1 Zwischenüberhitzung angewendet?

Dadurch wird die mittlere, obere Temperatur des Kreisprozesses und somit nach den Carnot'schen Erkentnissen der Wirkungsgrad erhöht. Wegen hoher Investitionskosten liegt das wirtschaftliche Optimum aktuel bei 1 Zwischenüberhitzungsstufe

Energietechnik

Nennen Sie 3 Maßnahmen, mit denen der Wirkungsgrad gegenüber dem klassischen Schema des Clausius-Rankine-Prozesses erhöht werden kann.

- Regenerative Speisewasservorwärmung und Nutzung der Rauchgasabwärme

- Ausnutzung des "Kalten Endes" der Entspannung (bis in den Nassdampfbereich Dampfgehalt bis 0,9)

- Kombinierte Gas-und-Dampf-Kraftwerke (GuD)

- Kraftwärmekopplung (KWK - Verwendung des Dampfes nach der Turbine für Heizzwecke)

- Mehrere Turbinenstufen mit Zwischenüberhitzung

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Energietechnik

Was versteht man unter einer Regenerativen Speisewasservorwärmung?

Ein Teil des teilentspannten Dampfstroms wird aus der ersten Turbine oder zwischen zwei Turbinenstufen entnommen und und zur Vorwärmung des Speisewassers verwendet.


Die Turbinenleistung nimmt dadurch nur gering ab. Effektiv erhöht sich der Wirkungsgrad, da die Verdampfungsenthalpie dem Speisewasser zugeführt wird, anstatt im Kondensator verloren zu gehen.


Anzapfung findet typischerweise in mehreren Stufen statt (typisch sind mehr als 10)

Energietechnik

Wie findet die Kühlung in einem Kühlturm statt?

Nasskühlturm:

Das Kühlwasser wird auf Rinnen fein verteilt und kühlt sich beim Abrieseln durch den Gegenluftstrom ab, wobei teilweise der Effekt der Verdunstungskühlung ausgenutzt wird.

Ein beträchtlicher Anteil des Kühlwassers wird von der Luft mitgerissen und geht verloren.


Trockenkühlturm:

Das Kühlwasser ist in einem geschlossenen Kreislauf: Die Luft strämt an den wasserführenden Rohren vorbei.

Vorteil: Kein Kühlwasserverlust, keine Wolkenbildung

Nachteil: Keine Verdunstungskühlung, somit nicht sehr effizient.


Energietechnik

typische Abgaß Werte für ein 550 MW-Kohlekraftwerke

- Verbrennung 160 t Steinkohle pro Stunde

- 1,7 mio m^3 Rauchgas pro Stunde mit Temperaturen von ca. 150°C

- 1 t Grobasche pro Stunde im Kessel

- 9 t Flugasche im Abgas


Energietechnik

Erläutern Sie den Unterschied zwischen Energiereserven und –ressourcen.

Energiereserven:

-> existenz nachgewiesen & kann mit gegenwertigen technischen Möglichkeiten gewonnen werden


Energieresourcen:

-> Existenz aufgrund geologischer Indikatoren vermutet oder Gewinnng derzeit noch zu teuer oder technisch nicht möglich

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