Springen naar inhoud

Waarom koeltorens


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Alegro

    Alegro


  • 0 - 25 berichten
  • 7 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 02 januari 2009 - 16:28

Geachte forumleden,

Ik zit al een tijdje te denken waarom nu eigenlijk koeltorens nodig zijn.

Bij de productie van elektriciteit wordt water verwarmte tot een stadium waarbij het bijv. 500 graden is en nog steeds in vloeibare vorm verkeert.
Vervolgens wordt dit water in een stoomturbine geexpandeerd waardoor warmte energie omgezet wordt in bewegingsenergie. Deze bewegingsenergie wordt wederom omgezet in elektrische energie.
Bij het expanderen van het water neemt ook de temperatuur af van het water overeenkomstig de energie die nodig is om het water van vloeibare vorm in gasvorm te brengen. (verdampingswarmte)
Vervolgens is dit gas (stoom) na expansie bijv. 430 graden warm en moet het weer afgekoelt worden naar een waarde waarbij de dampdruk even groot is als de omgevingsdruk waardoor het water weer vloeibaar wordt (condenseren).
Hierbij wordt de warmte die ontrokken moet worden aan het water om de dampdruk te verlagen weggegooit d.m.v. koeltorens. Is dit niet anders mogenlijk? Bijv. niet door de temperatuur te verlagen maar de omgevingsdruk te verhogen?
Of zoals ook een airco werkt, warmte onttrokken aan deze stoom waardoor deze weer vloeibaar wordt en deze warmte te gebruiken voor het weder opwarmten van deze vloeistof.

Naar mijn inziens gaat in dit proces de meeste energie verloren bij het condenseren van de stoom.

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

klazon

    klazon


  • >5k berichten
  • 6613 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 02 januari 2009 - 16:55

Eerst even een foutje rechtzetten: het water expandeert niet in de stoomturbine. Er expandeert stoom in de stoomturbine.

Om het rendement van de stoomturbine zo hoog mogelijk te maken moet er aan de uitgang van de turbine een vacuum heersen. Dat is de condensor, die in het proces achter de turbine zit. (in de praktijk staat de turbine meestal op de condensor) Om dat vacuum te verkrijgen moet de stoom in de condensor afgekoeld worden tot het weer tot water condenseert. En om de warmte die daarbij vrijkomt kwijt te raken heb je koeltorens nodig, of voldoende open water.

#3

Alegro

    Alegro


  • 0 - 25 berichten
  • 7 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 02 januari 2009 - 17:54

Om het rendement van de stoomturbine zo hoog mogelijk te maken .... heb je koeltorens nodig, of voldoende open water.


dus om een hoog rendament te garanderen moet je uiteindelijk het totaalrendament verlagen, zo mag ik het begrijpen.

Het antwoord zit hem in het condensaat dat afgebroken moet worden. Maar waarom dit met koeltorens of opervlaktewater moet snap ik nog niet. De warmte die onttrokken wordt bij het condenseren kan naar mijn inziens op een andere plaats in het proces opnieuw ingezet worden.

#4

Fred F.

    Fred F.


  • >1k berichten
  • 4168 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 02 januari 2009 - 18:13

Beste Alegro,
misschien zou je je beter eerst eens verdiepen in wat elementaire thermodynamica en in de werking van een stoomturbine.

Zoals Klazon al zei, en zoals men 200 jaar geleden ook al wist, gaat het erom een zo laag mogelijke uitlaatdruk van de turbine te bereiken door de stoom te condenseren bij een zo laag mogelijke temperatuur (zie stoomtabel). Dit verhoogt juist het rendement van de centrale. Het verbruikte koelwater van een centrale heeft altijd een nog lagere temperatuur dan de condenserende stoom aan de turbine uitlaat.

Bij Warmte Kracht Koppeling (WKK) laat men de stoom bij een hogere druk condenseren om met het koelwater bijvoorbeeld kassen of huizen te verwarmen. Dit gaat ten koste van het rendemnt van elektriciteitsopwekking maar is in deze gevallen toch economisch.
Hydrogen economy is a Hype.

#5

Pjot

    Pjot


  • >25 berichten
  • 65 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 02 januari 2009 - 23:08

Over stoom kan ik uren doorgaan, maar even wat belangrijke punten bij een stoominstallatie:

de lage druk in een condensor wordt bereikt door de z.g. "afgewerkte stoom" die uit de stoomturbine stroomt te laten condenseren m.b.v. van (koud) water. Het stoomvolume (dat nog grotendeels gasvormig is) gaat hierdoor over in watervorm. Via de stoomtabellen kan je nagaan dat het volume van 1 kg afgewerkte stoom meer als 1000 keer groter is als het volume van 1 kg water. Door het condenseren ontstaat dan de volumeafname en hierdoor ook de drukafname, het vacuum ontstaat. Als de stoom niet zou condenseren zou deze lage druk niet ontstaan.

Maar om de stoom te laten condenseren is er een (koelwater)temperatuur nodig die lager is als het condensatiepunt vn de afgewerkte stoom (dat was -ik dacht- een graad of 35 C). Door het condenseren raak je inderdaad (ontzettend) veel (laagwaardige) energie kwijt (d.w.z. heel veel koelwater gaat een paar graden in temperatuur omhoog). De energie die hierna weer nodig is om het gecondenseerde water in de stoomketel vervolgens om te zetten in dampvorm (de vormingswarmte) moet je hier weer toevoeren in de vorm van (hoogwaardige) energie : veel hitte van meer als een paar honderd graden liefst.

Praktisch probleem is ook dat voor elke kg stoom die de stoomketel verlaat naar de stoomturbine er ook een kg water in diezelfde ketel gepompt moet worden (en ook nog eens tegen de hoge keteldruk in!). Omdat stoom niet te verpompen valt is de condensatiestap gewoon noodzakelijk om niet steeds vers water toe he hoeven voeren. Vergis je niet in grote stoomketelinstallaties: deze leveren tonnen stoom per minuut en moeten dus ook tonnen voedingwater
krijgen.

Nog een leuk weetje: bij de hoge drukken ( tot over de 200 bar) en temperaturen (ruim over de 450 C) in een stoomketel wordt het verschil tussen water en stoom steeds minder: de stoom wordt steeds "zwaarder", het water steeds "lichter"

Wil je iets doen aan het energieverlies bij het condenseren verzin dan een manier om dit anders te laten verlopen, bij hogere temperaturen of zo. Elk energiebedrijf zit al op je te wachten!

Groet en succes, Pjot





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures