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Bachelorarbeit : Integration einer Meerwasserentsalzungsanlage in ...

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Alicia DESPORTES

Alicia DESPORTES Bachelorarbeit Januar 2010 Ideale Expansion Bild 19: Mollier-Diagramm mit den Parametern einer Turbine 23 Reale Expansion Der Turbineneintritt stimmt mit dem höchsten Punkt des Diagramms überein. Idealerweise, das heißt ohne Entropieänderung, würde die Turbine nach der ersten Stufe gerade nach unten, bis 20 bar gehen. Da sie aber nicht perfekt ist, wird die Entropie erhöht und der folgende Punkt findet sich auf der 20 bar-Linie mit höherer Enthalpie und Temperatur als der ideale Punkt. Dies setzt sich fort bis zum Austrittpunkt, der vierten Stufe der Turbine. Das Mollier-Diagramm hilft, um Fehler in einer Berechnung zu finden. Bei falschen Ergebnissen können Punkte keinen geeigneten Platz finden: Enthalpie, Entropie, Temperatur, Druck und Dampfgehalt müssen alle stimmen. 3.1.3. Basis Kraftwerk-Ergebnisse Als Referenz dient ein Excel-Programm, welches für die Berechnungen eines Basis Kraftwerkes entwickelt wurde. Die Berechnungen wurden für acht verschiedenen Meerwassertemperaturen, von 15°C bis zu 35°C, mit folgenden Eingaben durchgeführt: - Dampfmassenstrom in die Turbine = 100 t/h - Druck beim Eintritt in die Turbine = 45 bar Das erzeugte Diagramm zeigt die Kurve des gesamten Wirkungsgrads des Kraftwerks abhängig von der Meerwassereintrittstemperatur (Tin SW).

Alicia DESPORTES Bachelorarbeit Januar 2010 Bild 20: Wirkungsgrad des Kraftwerks in Abhängigkeit von der Meerwassereintrittstemperatur Je kälter das Meerwasser ist, desto effizienter ist das Kraftwerk. Mit einer Eintrittstemperatur von 15°C beträgt der Wirkungsgrad bis zu 30,76%, während mit 35°C nur bis zu 28,68% erreicht werden. Ein Parameter muss jedoch berücksichtig werden und zwar die Meerwasseraustrittstemperatur. Das Meerwasser wird im Kondensator (letzte Zelle) benutzt, um das Destillat zu kondensieren und wird folglich erwärmt. Das Meerwasser geht also wärmer zurück ins Meer. Aus Umweltschutzgründen ist manchmal eine Begrenzung der Meerwasseraustrittstemperatur erforderlich. Auf dem vorherigen Diagramm wurde keine Begrenzung angenommen. Das Ergebnis zeigt, dass die Effizienz linear ist. Das nächste Diagramm zeigt die Meerwasseraustrittstemperatur, sowie die Kondensationstemperatur abhängig von der Meerwassereintrittstemperatur. Der Meerwasserstrom, m_sw in, das heißt die Meerwassereintrittsmenge, bleibt in diesem Fall konstant: 1412 kg/s. T (°C) ηeff 45,00 40,00 35,00 30,00 25,00 20,00 31.00% 30.50% 30.00% 29.50% 29.00% 28.50% Wirkungsgrad des Kraftwerks 15 20 25 30 35 Bild 21: Meerwasseraustrittstemperatur, Kondensationstemperatur und Meerwassermenge in Abhängigkeit von der Meerwassereintrittstemperatur 24 Tin SW (°C) Ohne Temperaturbegrenzung 15 20 25 30 35 Tin SW (°C) 1450 1400 1350 1300 1250 1200 1150 1100 1050 1000 m (kg/s) T_sw out T_cond m_sw in

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