Wie wird die thermische Energie des Kühlwassers von Kraftwerken genutzt? Oder gibt es Internetseiten die sich damit beschäftigen?
Danke im Voraus JennyCollin
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Wie wird die thermische Energie des Kühlwassers von
Kraftwerken genutzt? Oder gibt es Internetseiten die sich
damit beschäftigen?
Danke im Voraus JennyCollin
Hallo JennyCollin,
das ist kein einfaches Thema. Das Kühlwasser wird n thermischen Kraftwerken (Kernenergie, Kohle, Gas, Biomasse, Müll etc…) um die Kondensationswärme des Wasserdampfs abzuführen. Um den elektrischen Wirkungsgrad (speich den Anteil der Primärenergie, der in Strom umgewandelt wird) möglichst hoch zu halten, sorgt man dafür, dass die Kühlung auf möglichst niedriger Temperatur erfolgt (typischerweise ca. 40 °C). Nur kommen wir hier in das Problem, dass Wärme auf einem Niveau von 40 °C kaum noch einen Nutzen hat.
Ein guter Ansatzpunkt hierfür ist die Wikipedia, die auch eine Menge Links zu weiterführender Literatur hat.
Wie wird die thermische Energie des Kühlwassers von
Kraftwerken genutzt? Oder gibt es Internetseiten die sich
damit beschäftigen?
Danke im Voraus JennyCollin
Hallo JennyCollin,
als Betriebselektriker in einem Kraftwerk kann ich diese Frage nur aus meiner Sicht erklären. Das Kühlwasser, das auf ca 25° - 28°C aufgeheizt den Kondensator verlässt, kann so nur noch für Treibhausanlagen oder für Fischzuchtbecken genutzt werden. Für die Fernheizung sind höhere Temperaturen erforderlich. Die Energie hierzu wird aus dem Primär- Kondensatkreislauf nach der Turbine entnommen und über Heizungsvorwärmer, die als Wärmetauscher dienen dem Sekundär- bzw. dem Fernwärmekreislauf zugeführt. Soweit ich weiß, berägt die Wassertemperatur zu Beginn des Fernwärmekreislaufs ca 120°C und steht dabei unter starkem Druck. Das Rücklaufwasser aus dem Heizungskreislauf wird dann wieder in den Heizungsvorwärmer gepumpt und der Vorgang wiederholt sich. Am Hochdruckteil der Turbine gibt es mehrere Anzapfungen, die neben den Heizungsvorwärmern noch die Hochdruckvorwärmer versorgen. In diesen HDV wird das Kondensat benutzt um das Kesselspeisewasser vorzuwärmen. Das erhöht dann den Wirkungsgrad der Anlage. Um das relativ kühle Kühlwasser für Heizungszwecke nutzen zu können, brauchte man Wärmepumpen aber das ist meines Wissens zu unwirtschaftlich.
Herliche Grüße Gernot
Wie wird die thermische Energie des Kühlwassers von
Kraftwerken genutzt? Oder gibt es Internetseiten die sich
damit beschäftigen?
Danke im Voraus JennyCollin
Das Kühlwasser thermischer Kraftwerke wird (quasi definitionsgemäß) nicht genutzt, da es eine zu geringe Temperatur hat.
Wird ein Kraftwerk so ausgelegt, dass auch Wärmenutzung gewünscht ist, dann sprich man eben nicht von Kühlwasser, sondern von Wärmeauskopplung (auf dem jeweils gewünschten Temperaturniveau) und nennt das dann eine KWK-Anlage, Kraft-Wärme-Kopplung.
Durch Wärmenutzung sinkt der Wirkungsgrad der Stromerzeugung (das ist schlecht), der Gesamt-NUTZUNGSgrad (Strom+Wärme) steigt (das ist gut). Gemacht wird, was wirtschaftlich ist und das hängt von den Randbedingungen ab. In Großstädten gibt es daher oft Kraftwerke mit Fernwärmeauskopplung.
Problem bei den Kraftwerken außerhalb der Großstädte (z.B. fast allen Kernkraftwerken) ist, dass meist keine genügend großen Abnehmer dieser Wärme da sind, da Wärme sinnvoll nur in kleinem Umkreis transportiert werden kann (nahe Fabrik, Gewächshäuser …).
mfg, Udo Schelling
Hallo Jenny Collin,
Zunächst muss man klären was „Energie“ eigentlich ist. Eigentlich ist Energie die nutzbare Differenz von Energie vor der Nutzung minus Energie nach der Nutzung. (für Fachleute: Enthalpiedifferenz).
Wenn man Kühlwaser nutzen will, muss man diesem also Energie entziehen und diese Energie muss auch einen Nutzen haben. Was also soll man mit 40°C warmem Kühlwasser machen? Könnte man die Differenz zu beispielweise 25°C nutzen?
Ja könnte man, zum Beispiel neben dem Kraftwerk eine Fischzucht oder eine Orchideenplantage bauen, oder das Wasser des Freibades heizen oder so.
Wird aber selten gemacht, weil: Wer ist verantwortlich, wenn was kaputt geht, oder das Wasser verschmutzt oder verkeimt wird- der Kraftwerksbesitzer oder der Plantagenbesitzer? Standortfrage: Wo gibt es ein Kraftwerk neben dem Freibad?
Also viele organisatorische und rechtliche Fragen.
Eine andere als die thermische Nutzung halte ich für nicht sinnvoll. Also heizen : Ja, Aber aus 40° Wasser Strom zu gewinnen oder einen chemischen Prozess anzutreiben: eher Nein.
Aber gut wenn man über Abwärmenutzung mal nachdenkt.
Noch ein anderer Hinweis: Im Winter ist der Wirkungsgrad eines Kraftwerks größer als im Sommer, weil die Kühlwassertemperaturen niedrieger als 40°C liegen können. Die Kraftwerksbetrieber hätten am liebsten Kühlwassertemperaturen knapp über +0°C. (Realistisch sind aber + 15°C) Aber mit diesen Temperaturen läßt sich Kühlwasser nicht mehr anderweitig nutzen.
Gruß
H.P.
PS: Es gibt übrigens eine Art Kraftwerk, das die Abwärme nutzt- such mal im Netz „Blockheizkraftwerk“
Ein Kraftwerk mit einem Wasser-Dampf-Kreislauf hat heute einen Wirkungsgrad von 40%. Die restliche Energie
wird an die Luft (Kühlturm) oder/und einem Fluss(FLusskühlung) abgegeben.
Man kann diese Energie in ein Fernwärmenetz geben. Im Umkreis von 15 km ist dies rentabel.
Die Wärme fällt im Kondensator nach der Damftubine mit einer Temperatur vo 40-20 Grad Celsius an.
Die Temperatur ist für das Netz viel zu niedrig. Man koppelt dann Heisswasser mit 90 - 110 grad Celsius aus.
Am Grosskraftwerk Mannheim ist dies zum Beispiel realisiert.
MFG
J. Heimann