Wärmeenergie im Kraftwerk: Wasser- und Dampfkreislauf, Teil 2

Das letzte Mal haben wir erfahren, dass Elektrizitätswerke über Wasseraufbereitungssysteme verfügen müssen, um Schadstoffe aus dem Wasser zu entfernen Speisewasser bevor es verwendet werden kann. Dieses geklärte Wasser wird dann von der Kesselspeisepumpe wie unten gezeigt einem Kessel zugeführt.

Experte für Elektrizitätswerke

Wie es ist, wird dieses Setup funktionieren, um Strom bereitzustellen, aber in diesem Zustand ist es ineffizient und verschwenderisch. Wir werden gleich sehen warum.

Wie der Name schon sagt, erhitzen Kessel Wasser hervorragend bis zum Siedepunkt, um Dampf zu erzeugen. Dazu geben sie die Wärmeenergie, die beim Verbrennen von Brennstoffen wie Kohle entsteht, zu Wasser und dann zu Dampf. In früheren Blogs dieser Reihe haben wir erfahren, dass die Energie, die zum Erhitzen von Wasser auf Siedetemperatur verwendet wird, als bekannt ist spürbare Hitze, während die zur Erzeugung von Dampf verwendete Wärmeenergie bekannt ist als latent heiß. Der Hauptunterschied zwischen diesen beiden Phasen besteht darin, dass bei sensibler Erwärmung die Temperatur ansteigt, bei latenter Erwärmung jedoch nicht. Eine Übersicht hierzu finden Sie in diesem Blog-Artikel.

Wenn sich das Wasser im Kessel zu erwärmen beginnt, wird sensible Wärmeenergie hinzugefügt. Dies wird in der folgenden Grafik durch Phase A dargestellt.

Kraftwerksexperte

Während A erhöht die Wärmeenergie die Wassertemperatur auf den Siedepunkt. Während das Wasser in Phase B weiter kocht, wird das Wasser zu Dampf. Während dieser Phase wird gesagt, dass latente Wärmeenergie hinzugefügt wird und die Temperatur auf dem Siedepunkt bleibt.

In Phase C passiert etwas Neues. Die Temperatur steigt über den Siedepunkt hinaus und es ist nur Dampf vorhanden. Dies ist bekannt als überhitzt Dampf. Wenn beispielsweise der Kesseldruck 1.500 Pfund pro Quadratzoll beträgt, überhitzt sich der Dampf bei Temperaturen über 600 ° F.

Leider können die Kessel allein den Dampf nur schlecht überhitzen, dh sie erhöhen weiterhin die Temperatur des in Phase C vorhandenen Dampfes. Dies ist aus der Tatsache ersichtlich, dass Phase C im Vergleich zu Phase A und ziemlich klein ist B oben. Diese Ineffizienz bei der Erzeugung großer Mengen überhitzten Dampfes führt dazu, dass der Turbine auf der Leitung eine geringe Menge an Nutzleistung zugeführt wird, was schlecht ist, da Dampfturbinen ausschließlich überhitzten Dampf benötigen, um den Generator zu betreiben.

Das nächste Mal werden wir sehen, wie wir unsere Dampfturbine mit mehr als dem für den Betrieb des Generators benötigten, überhitzten Dampf versorgen können.

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