{"id":43560,"date":"2019-10-12T15:06:13","date_gmt":"2019-10-12T14:06:13","guid":{"rendered":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/was-ist-uberhitzung-und-wiedererwarmung-rankine-zyklus-definition\/"},"modified":"2020-03-05T16:40:36","modified_gmt":"2020-03-05T15:40:36","slug":"was-ist-uberhitzung-und-wiedererwarmung-rankine-zyklus-definition","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/de\/was-ist-uberhitzung-und-wiedererwarmung-rankine-zyklus-definition\/","title":{"rendered":"Was ist \u00dcberhitzung und Wiedererw\u00e4rmung &#8211; Rankine-Zyklus &#8211; Definition"},"content":{"rendered":"<div class=\"su-quote su-quote-style-default\">\n<div class=\"su-quote-inner su-clearfix\">Eine M\u00f6glichkeit zur Erh\u00f6hung des thermischen Wirkungsgrades besteht darin, den Arbeitsdampf zu \u00fcberhitzen oder wieder zu erhitzen.\u00a0Zu diesem Zweck muss ein \u00dcberhitzer oder ein Nacherhitzer verwendet werden.\u00a0W\u00e4rmetechnik<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"su-divider su-divider-style-dotted\"><\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<div class=\"su-spacer\"><\/div>\n<h2>Verbesserung des thermischen Wirkungsgrades &#8211; Rankine-Zyklus<\/h2>\n<p>Es gibt verschiedene Methoden, wie der thermische Wirkungsgrad des Rankine-Kreislaufs verbessert werden kann. Unter der Annahme, dass die Maximaltemperatur durch den Druck im Reaktordruckbeh\u00e4lter begrenzt ist, sind diese Methoden:<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights  lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<div class=\"su-accordion\">\n<div class=\"su-spoiler su-spoiler-style-default su-spoiler-icon-plus su-spoiler-closed\">\n<ul>\n<li class=\"su-spoiler-title\" tabindex=\"0\" role=\"button\"><span>Kessel- und Kondensatordruck<\/span><\/li>\n<li class=\"su-spoiler-title\" tabindex=\"0\" role=\"button\">\u00dcberhitzen und Aufheizen<\/li>\n<li class=\"su-spoiler-title\" tabindex=\"0\" role=\"button\">W\u00e4rmeregeneration<\/li>\n<li class=\"su-spoiler-title\" tabindex=\"0\" role=\"button\">\u00dcberkritischer Rankine-Zyklus<\/li>\n<\/ul>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights  lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<div class=\"su-spacer\"><\/div>\n<h2><span>\u00dcberhitzen und Aufheizen<\/span><\/h2>\n<p><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/superheated-steam-min.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"alignright size-medium wp-image-16096 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/superheated-steam-min-300x256.png\" alt=\"\u00dcberhitzungsdampf-min\" width=\"300\" height=\"256\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/superheated-steam-min-300x256.png\" \/><\/a><span>Was den Carnot-Zyklus\u00a0betrifft, so steigt\u00a0der\u00a0<\/span><strong><span>thermische Wirkungsgrad<\/span><\/strong><span>\u00a0tendenziell mit zunehmender Durchschnittstemperatur, bei der Energie durch W\u00e4rme\u00fcbertragung hinzugef\u00fcgt wird.\u00a0Dies ist das gemeinsame Merkmal aller thermodynamischen Kreisprozessen.<\/span><\/p>\n<p><span>Eine M\u00f6glichkeit besteht darin,\u00a0den Arbeitsdampf\u00a0zu\u00a0<\/span><strong><span>\u00fcberhitzen<\/span><\/strong><span>\u00a0oder wieder\u00a0<\/span><strong><span>aufzuheizen<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0Beide Prozesse sind in ihrer Art sehr \u00e4hnlich:<\/span><\/p>\n<ul>\n<li><strong><span>\u00dcberhitzer<\/span><\/strong><span>\u00a0&#8211; erh\u00f6ht die Dampftemperatur \u00fcber die S\u00e4ttigungstemperatur<\/span><\/li>\n<li><strong><span>Nacherhitzer<\/span><\/strong><span>\u00a0&#8211; entfernt die Feuchtigkeit und erh\u00f6ht die Dampftemperatur nach einer teilweisen Expansion.<\/span><\/li>\n<\/ul>\n<p><span>Der Prozess der \u00dcberhitzung ist der einzige Weg,\u00a0<\/span><strong><span>um die Spitzentemperatur<\/span><\/strong><span>\u00a0des Rankine-Zyklus zu erh\u00f6hen (und den Wirkungsgrad zu erh\u00f6hen), ohne den Kesseldruck zu erh\u00f6hen.\u00a0Dies erfordert die Zugabe eines anderen W\u00e4rmetauschertyps, der als\u00a0<\/span><strong><span>\u00dcberhitzer<\/span><\/strong><span>\u00a0bezeichnet wird und den\u00a0<\/span><strong><span>\u00fcberhitzten Dampf erzeugt<\/span><\/strong><span>\u00a0.<\/span><\/p>\n<figure id=\"attachment_17788\" class=\"wp-caption alignright\" aria-describedby=\"caption-attachment-17788\"><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Rankine-cycle-superheat.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"size-medium wp-image-17788 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Rankine-cycle-superheat-300x275.png\" alt=\"Rankine-Zyklus - \u00dcberhitzung - \u00dcberhitzer\" width=\"300\" height=\"275\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Rankine-cycle-superheat-300x275.png\" \/><\/a><figcaption id=\"caption-attachment-17788\" class=\"wp-caption-text\"><span>Rankine-Zyklus mit \u00dcberhitzung der Hochdruckstufe.\u00a0Dies erfordert eine h\u00f6here Temperatur im Dampferzeuger.<\/span><\/figcaption><\/figure>\n<p><a title=\"\u00dcberhitzter Dampf\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/materials-nuclear-engineering\/properties-steam-what-is-steam\/superheated-steam\/\"><strong><span>\u00dcberhitzter Dampf<\/span><\/strong><\/a><span>\u00a0oder<\/span><strong><span>\u00a0\u00fcberhitzter Dampf<\/span><\/strong><span>\u00a0ist ein Dampf mit einer Temperatur, die<\/span><strong><span>\u00a0h\u00f6her als sein Siedepunkt<\/span><\/strong><span>\u00a0bei dem absoluten Druck ist, bei dem die Temperatur gemessen wird.<\/span><\/p>\n<p><strong><span>Durch Wiedererhitzen<\/span><\/strong><span>\u00a0kann mehr W\u00e4rme bei einer Temperatur nahe der Spitze des Zyklus abgegeben werden.\u00a0Dies erfordert die Hinzuf\u00fcgung eines anderen W\u00e4rmetauschertyps, der als\u00a0<\/span><strong><span>Nacherhitzer bezeichnet wird<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0Die Verwendung des Nacherhitzers beinhaltet das Aufteilen der Turbine, dh die Verwendung einer mehrstufigen Turbine mit einem Nacherhitzer.\u00a0Es wurde beobachtet, dass mehr als zwei Stufen des Wiedererhitzens unn\u00f6tig sind, da die n\u00e4chste Stufe die Zykluseffizienz nur halb so stark erh\u00f6ht wie die vorhergehende Stufe.<\/span><\/p>\n<p><span>Hochdruck- und Niederdruckstufen der Turbine befinden sich normalerweise auf derselben Welle, um einen gemeinsamen Generator anzutreiben, sie haben jedoch separate Geh\u00e4use.\u00a0Bei einem\u00a0<\/span><strong><span>Nacherhitzer<\/span><\/strong><span>\u00a0wird der Durchfluss nach einer\u00a0<\/span><strong><span>teilweisen Expansion<\/span><\/strong><span>\u00a0(Punkt D)\u00a0abgesaugt\u00a0, durch den W\u00e4rmetauscher zur\u00fcckgef\u00fchrt, um ihn wieder auf die Spitzentemperatur (Punkt E) zu erw\u00e4rmen, und dann zur Niederdruckturbine geleitet.\u00a0Die Expansion wird dann in der Niederdruckturbine von Punkt E nach Punkt F abgeschlossen.<\/span><\/p>\n<figure id=\"attachment_17787\" class=\"wp-caption alignright\" aria-describedby=\"caption-attachment-17787\"><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Rankine-cycle-reheat-superheat.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"size-medium wp-image-17787 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Rankine-cycle-reheat-superheat-300x280.png\" alt=\"Rankine-Zyklus - Aufw\u00e4rmen - \u00dcberhitzen\" width=\"300\" height=\"280\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Rankine-cycle-reheat-superheat-300x280.png\" \/><\/a><figcaption id=\"caption-attachment-17787\" class=\"wp-caption-text\"><span>Rankine-Zyklus mit Aufheizen und \u00dcberhitzen der Niederdruckstufe<\/span><\/figcaption><\/figure>\n<p><span>Im\u00a0<\/span><strong><span>\u00dcberhitzer<\/span><\/strong><span>\u00a0f\u00fchrt eine weitere Erw\u00e4rmung auf festen Druck zu einem Anstieg sowohl der Temperatur als auch des spezifischen Volumens.\u00a0Der Prozess der \u00dcberhitzung von Wasserdampf im Ts-Diagramm ist in der Abbildung zwischen Zustand E und S\u00e4ttigungsdampfkurve dargestellt.\u00a0Wie zu sehen ist, verwenden auch Nassdampfturbinen (z. B. in Kernkraftwerken)\u00a0<\/span><strong><span>\u00fcberhitzten Dampf,<\/span><\/strong><span>\u00a0insbesondere am Einlass von Niederdruckstufen.\u00a0Typischerweise\u00a0betreiben die\u00a0meisten\u00a0<\/span><strong><span>Kernkraftwerke\u00a0<\/span><\/strong><strong><span>mehrstufige kondensierende Nassdampfturbinen<\/span><\/strong><span>(Die Hochdruckstufe l\u00e4uft mit Sattdampf).\u00a0In diesen Turbinen erh\u00e4lt die Hochdruckstufe Dampf (dieser Dampf ist nahezu ges\u00e4ttigter Dampf &#8211; x = 0,995 &#8211; Punkt C in der Abbildung) von einem Dampferzeuger und leitet ihn zum Feuchtigkeitsabscheider-Nacherhitzer (Punkt D) ab.\u00a0Der Dampf muss wieder\u00a0<\/span><strong><span>erw\u00e4rmt oder \u00fcberhitzt werden<\/span><\/strong><span>um Sch\u00e4den zu vermeiden, die durch minderwertigen Dampf an den Schaufeln der Dampfturbine verursacht werden k\u00f6nnten.\u00a0Ein hoher Gehalt an Wassertropfen kann das schnelle Auftreffen und die Erosion der Schaufeln verursachen, die auftreten, wenn kondensiertes Wasser auf die Schaufeln gestrahlt wird.\u00a0Um dies zu verhindern, sind Kondensatabl\u00e4ufe in der zur Turbine f\u00fchrenden Dampfleitung installiert.\u00a0Der Nacherhitzer erw\u00e4rmt den Dampf (Punkt D) und dann wird der Dampf zur Niederdruckstufe der Dampfturbine geleitet, wo er sich ausdehnt (Punkt E bis F).\u00a0Der ausgesto\u00dfene Dampf hat einen Druck weit unter dem atmosph\u00e4rischen Wert, und wie aus dem Bild ersichtlich ist, befindet sich der Dampf in einem teilweise kondensierten Zustand (Punkt F), typischerweise mit einer Qualit\u00e4t nahe 90%, aber es ist eine viel h\u00f6here Dampfqualit\u00e4t. als das w\u00e4re es ohne Aufw\u00e4rmen.\u00a0Dementsprechend neigt die \u00dcberhitzung auch dazu, das Problem einer geringen Dampfqualit\u00e4t am Turbinenabgas zu lindern.<\/span><\/p>\n<p><span>Da die Temperatur des Prim\u00e4rk\u00fchlmittels durch den Druck im Reaktor begrenzt ist, werden \u00dcberhitzer (mit Ausnahme eines Feuchtigkeitsabscheider-Nacherhitzers) in Kernkraftwerken nicht verwendet und betreiben normalerweise eine einzelne Nassdampfturbine.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights  lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\"><\/div>\n<\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<div class=\"su-accordion\">\n<p>&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;.<\/p>\n<p>Dieser Artikel basiert auf der maschinellen \u00dcbersetzung des englischen Originalartikels. Weitere Informationen finden Sie im Artikel auf Englisch. Sie k\u00f6nnen uns helfen. Wenn Sie die \u00dcbersetzung korrigieren m\u00f6chten, senden Sie diese bitte an: translations@nuclear-power.com oder f\u00fcllen Sie das Online-\u00dcbersetzungsformular aus. Wir bedanken uns f\u00fcr Ihre Hilfe und werden die \u00dcbersetzung so schnell wie m\u00f6glich aktualisieren. Danke.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Eine M\u00f6glichkeit zur Erh\u00f6hung des thermischen Wirkungsgrades besteht darin, den Arbeitsdampf zu \u00fcberhitzen oder wieder zu erhitzen.\u00a0Zu diesem Zweck muss ein \u00dcberhitzer oder ein Nacherhitzer verwendet werden.\u00a0W\u00e4rmetechnik Verbesserung des thermischen Wirkungsgrades &#8211; Rankine-Zyklus Es gibt verschiedene Methoden, wie der thermische Wirkungsgrad des Rankine-Kreislaufs verbessert werden kann. 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