Warum benötigen Krafwerke überhaupt Kühltürme bzw. Kühlwasser?

Hallo,

ich fragen mich schon seit längerem, wieso Kraftwerke überhaupt Kühlung benötigen. Ich habe im Internet gesucht, aber nur Auflagen gefunden, dass z.B. das Gewässer nicht zu warm werden darf, usw.
Was ich jedoch absolut nicht verstehe ist, wieso kühlt man das Wasser überhaupt? Nach der Kühlung wird es doch wieder aufgeheizt, da geht doch Energie ungenutzt in die Atmosphäre verloren. Allein die Kühlwasserumwälzung benötigt 1 % der Turbinenleistung, was wieder 1 % weniger Wirkungsgrad bedeutet.

Ich bedanke mich schonmal für eure Antworten.

ganz einfach damit sie nicht überhitzen. der mensch schwitzt ja auch wenn er energie verbrennt (arbeitet / sport treibt / etc.).

er kann nicht aufs schwitzen verzichten aber dafür mehr energie verbrennen.

eine physikalische definition kann ich dir aber nicht liefern

dein auto hat ja auch ein "kraftwerk" das gekühlt werden muß, sonst hast du irgendwann einen super(gau)motorschaden.da muß die wassertemperatur ja auch konstant gehalten werden.

Ja der Motor muss Kühl gehalten werden, weil er direkt chemische Energie in mechanische Energie umwandelt. Die dabei entstehende Abwärme will keiner und muss abgeführt werden.
Bei einem Kraftwerk benötigt man jedoch Wasserdampf. Dieser wird durch Beheizung des Wassers erzeugt. Führt man mehr Wärme in das Wasser zurück, muss nur die Befeuerung reduziert werden. Somit kann auch eine Überhitzung vermieden werden. Die entstehende Dampfmenge jedoch bleibt gleich.
Für mich gibt es immer noch keinen plausiblen Grund für die Kühlung.

Bei allen thermischen Kraftwerkstypen (Atom- Kohle- Gas) werden ja Dampfturbinen eingesetzt.

Dampfturbinen arbeiten in einem thermodynamischen Kreisprozess.

Ganz grob : Wasser Erhitzen und in Dampf überführen. Die dabei entstehende Volumenänderungsarbeit wird in der Turbine in mech. Arbeit umgesetzt.
Hinter der Turbine muss der Dampf wieder entspannt werden damit ein Druckgefälle entsteht.

Je grösser der Temp. Unterschied Turbine, Turbinenauslauf desto besser der Wirkungsgrad.
Ich muss also den Turbinenauslauf kühlen.
Das Speisewasser für den Turbineneinlauf wird schon über Wärmetauscher vorgewärmt, die Kühlleistung würde trotzdem nicht ausreichen um einen guten Wirkungsgrad zu erziehlen. Darum muss zusätzlich gekühlt werden.

Deshalb haben rusische Kraftwerke in Sibirien teilweise einen besseren Wirkungsgrad als unsere guten deutschen.

Ich hoffe ich habs noch richtig in Erinnerung gehabt.

Grüsse

Was passiert, wenn man den Kreislauf unterbricht, zeigt das Beispiel Tschernobyl :

Jetzt unterbrechen die Ingenieure die Dampfzufuhr zum Turbogenerator und simulieren den Stromausfall. Die Turbine läuft langsam aus; die angeschlossenen Kühlmittelpumpen ebenso. Dadurch verringert sich die Kühlwasserzufuhr - im Reaktorkern steigt die Temperatur an. Die Folge: Im Kühlwasser bilden sich vermehrt Dampfblasen. Dadurch beschleunigt sich die Kettenreaktion im Reaktor, eine Eigenart des Reaktortyps, die sich als fatal erweisen soll. Ein Teufelskreis beginnt: Die Leistung steigt unkontrolliert, die automatische Reaktorregelung kann den Anstieg nicht stoppen.

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weiterlesen:
http://www.quarks.de/dyn/28005.phtml

Tschernobil war ein Atomreaktor, das ist ein ganz anderer Fall. Durch die fehlende Kühlung beginnen die Brennstäbe zu schmelzen, der GAU tritt ein. Ich rede ja von Kohlekraftwerken oder sonstigen befeuerten Kraftwerken, wo die Befeuerung zurückgenommen werden kann.

Hinter der Turbine muss der Dampf wieder entspannt werden damit ein Druckgefälle entsteht.

Je grösser der Temp. Unterschied Turbine, Turbinenauslauf desto besser der Wirkungsgrad.
Ich muss also den Turbinenauslauf kühlen.

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Der Wasserdampf kühlt doch auch schon bei der Entspannung, wenn er durch die Turbine geht. Um ein Druckgefälle zu erzeugen, reicht es demnach aus Wasser zu kondensieren, also auf ca. 99 Grad zu bringen.
Wie sähe denn der Wirkungsgrad aus, wenn man den Dampf einfach in die Atmosphäre entlassen würde? Dann könnte man sich die Kühlung vollständig sparen, hätte ein maximales Druckgefälle. Nur das Wasser muss von Zeit zu Zeit nachgefüllt werden.

the ubm schrieb:

Wie sähe denn der Wirkungsgrad aus, wenn man den Dampf einfach in die Atmosphäre entlassen würde? Dann könnte man sich die Kühlung vollständig sparen, hätte ein maximales Druckgefälle. Nur das Wasser muss von Zeit zu Zeit nachgefüllt werden.

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Wäre Verschwendung von Energie.
Es braucht weniger Energie "Kondenswasser" von (BEISPIEL) 50 Grad auf 98 Grad zu bringen, als wieder frisches, neues (BEISPIEL) 8 Grad kaltes Wasser.

Wasser wird erhitzt -> Dampf treibt Turbine an -> Wasser kondensiert -> wird wiederrum erhitzt -> Turbine ..... etc.

Funktionieren würde das schon, wenn nach der Turbine der Dampf in die Atmosphäre "geblasen" würde. Aber das ganze ist nicht umsonst als Kreisprozess ausgeführt.

Warum der Wirkungsgrad dann aber wesentlich schlechter ist kann vielleicht diese Webseite besser erklären als ich.

Abgesehen vom Wirkungsgrad würden sich aber weitere gravierende Nachteile ergeben.

Riesige Wasserverschwendung. ein 30MW Block zieht mal locker ein paar 1000m^3 Wasser (nicht Dampf) pro Stunde durch. Damit könntest du das grösste türkische Dampfbad der Welt errichten.

Das das ganze Energieverschwendung wäre wurde schon geschreiben.

Massive Problem mit Verkalkung. Wenn du immer neues Wasser verdampft ,wird die Turbine in (0,nichts) verkalken.

Das ganze System selber steht unter Druck um den Wirkungsgrad weiter zu erhöhen. Das Wasser siedet dann erst bei viel höheren Temperaturn.

usw.....

Hoffe das war einigermaßen Verständlich, vielleicht gibt es ja hier noch jemanden der sich mit Thermodynamik noch ein bischen besser auskennt.

Ansonsten finde ich es gut das jemand sich, über scheinbar einfache und normale Sachen, Gedanken macht und hinterfragt.

Grüsse