DT Praktische Berechnungen

Praktische Berechnungen für Dampfturbinen

 

Abb. 1: Thermische Prozesse in Dampfturbinen
0-1 isentrope Druckerhöhung des flüssigen Wassers
1-2 isobare Erwärmung des flüssigen Wassers bis zum Punkt 2 des Siedelinie.
2-3 isobare Verdampfung
3-4 isobare Überhitzung
4-5 isentrope Expansion in der Turbine
5-0 isobare Verflüssigung des Dampfes

Abb. 2: Clausius-Rankine-Prozess
q_zu = q₁₂ + q₂₃ + q₃₄ = h₄ – h₁        →       q_ab = q₅₀= h₀ – h₅
Arbeit       w_t = q_zu – Iq_abI            →        w_t = h₀ – h₁ + h₄ – h₅
Für praktische Berechnungen werden folgende Parameter angesetzt:

Höchste Temperatur im Dampfkraftprozess   T4	530˚C  =  803 K
Mittlere Temperatur (Wärmeaufnahme)	350˚C  =  623 K	100 bar
Kondensationstemperatur (Wärmeabgabe) T0	35˚C  =  308 K	0,056 bar
Eintrittswassertemperatur in die Speisepumpe	25˚C  =  298 K	0,03166 bar

Aus Sättigungsdampftafel für Wasser:

Im h-s Wasserdampfdiagramm für p = 100bar  und T₄ = 350˚C    →   h₄ = 292 kJ/kg ;   s₄ = 5,94 kJ/kg

Isentrope Druckerhöhung in der Speisewasserpumpe von 0 → 1:
w₀₁ = T₀·(p₁-p₀) = 1,03 kJ/kg
Enthalpie

Speisewasserpumpenleistung

Isobare Wärmezufuhr 1 → 2:

Isobar-isotherme Verdampfung von 2 → 3:

Isobare Überhitzung von 3 → 4:

Isentrope Expansion von   4 → 5:

Danach wird mit Dampfgehalt Enthalpie berechnet:

Turbinengesamtleistung

Isobare Kondensation von   5→0:     Abgebender Wärmestrom

Nutzleistung des gesamten Kreisprozesses

Wirkungsgrad

 

 

[1] Bernhard Weigand, Jürgen Köhler, Jens von Wolfersdorf 2008. Thermodynamik kompakt.Springer-Verlag Berlin 2008
[2] Dirk Labuhn, Oliver Romberg 2007. Keine Panik vor Thermodynamik!Vieweg & Sohn Verlag/ GWV Fachverlage GmbH Wiesbaden
[3] Fritz Dietzel, Walter Wagner 1990.Technische Wärmelehre. VOGEL Buchverlag Würzburg