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Ingenieurwissenschaften Energietechnik – Kraftwerke

14 KartenIngenieurwissenschaftenatrio25.10.2026Nur mit Link

Karteikarten zum Thema „Ingenieurwissenschaften“ · 14 Karten · von atrio. Beispiele: Was definiert ein thermisches Kraftwerk? · Nenne die vier Hauptkomponent…

Karten

14 Karten
STANDARD

Was definiert ein thermisches Kraftwerk?

Rückseite

Ein thermisches Kraftwerk wandelt thermische Energie aus Brennstoffverbrennung oder Kernspaltung über einen thermodynamischen Kreisprozess in mechanische und elektrische Energie um.

STANDARD

Nenne die vier Hauptkomponenten eines Dampfkraftwerks nach Clausius-Rankine.

Rückseite

Kessel (Dampferzeuger), Dampfturbine, Kondensator und Speisepumpe bilden den geschlossenen Wasserdampf-Kreislauf.

STANDARD

Welche vier Zustandsänderungen durchläuft das Arbeitsmittel im idealen Clausius-Rankine-Prozess?

Rückseite

Isentrope Verdichtung (Pumpe), isobare Wärmezufuhr (Kessel), isentrope Entspannung (Turbine), isobare Wärmeabfuhr (Kondensator).

STANDARD

Was unterscheidet überkritische von unterkritischen Dampfkraftwerken?

Rückseite

Überkritische Anlagen arbeiten oberhalb des kritischen Punkts (374 °C, 221 bar) ohne Phasengrenze, erreichen höhere Temperaturen und damit bessere Wirkungsgrade (> 45 %).

STANDARD

Wie funktioniert ein Gas-und-Dampf-Kombikraftwerk (GuD)?

Rückseite

Eine Gasturbine (Joule-Prozess) treibt einen Generator an; die heiße Abgaswärme erzeugt in einem Abhitzekessel Dampf für eine nachgeschaltete Dampfturbine (Rankine-Prozess).

STANDARD

Worin liegt der prinzipielle Unterschied zwischen Joule- und Rankine-Prozess?

Rückseite

Joule-Prozess nutzt Gas als Arbeitsmittel mit kontinuierlicher Wärmezufuhr/abfuhr; Rankine-Prozess nutzt Phasenwechsel (Verdampfung/Kondensation) bei konstanter Temperatur.

STANDARD

Welchen elektrischen Wirkungsgrad erreichen moderne GuD-Kraftwerke?

Rückseite

Moderne GuD-Kraftwerke erreichen elektrische Wirkungsgrade von 60 bis 63 % durch hohe Gasturbineneintrittstemperaturen (> 1.500 °C) und optimierte Dampfkreisläufe.

STANDARD

Vergleiche Siedewasser- (SWR) und Druckwasserreaktor (DWR) im Kernkraftwerk.

Rückseite

SWR: Wasser kocht im Reaktordruckbehälter direkt zu Dampf. DWR: Primärkreis unter Druck (kein Sieden), Wärmeübertragung über Dampferzeuger in Sekundärkreis.

STANDARD

Was ist der thermodynamische Vorteil des Kalina-Prozesses gegenüber dem Rankine-Prozess?

Rückseite

Das Zweistoffgemisch (Ammoniak/Wasser) verdampft über einen Temperaturbereich (Temperaturgleite), was die Anpassung an die Wärmequelle verbessert und Exergieverluste reduziert.

STANDARD

Erkläre das Funktionsprinzip eines Pumpspeicherkraftwerks.

Rückseite

Bei Stromüberschuss pumpt es Wasser vom Unter- ins Oberbecken (Speicherbetrieb); bei Bedarf fließt Wasser durch Turbinen zurück und erzeugt Strom (Turbinenbetrieb).

STANDARD

Wie lautet die Formel für den Carnot-Wirkungsgrad und was bedeuten die Variablen?

Rückseite

η_C = 1 - T_k/T_h mit T_k = absolute Temperatur des Kältereservoirs, T_h = absolute Temperatur des Wärmereservoirs (in Kelvin).

STANDARD

Unterscheide Energie und Exergie im Kontext von Kraftwerksprozessen.

Rückseite

Energie ist mengenmäßig erhalten (1. Hauptsatz); Exergie ist der maximal nutzbare Arbeitsanteil, der durch Irreversibilitäten (Reibung, Wärmeübergang) vernichtet wird (2. Hauptsatz).

STANDARD

Was ist der energetische Vorteil der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK)?

Rückseite

KWK nutzt die Abwärme der Stromerzeugung für Heizzwecke simultan, erreicht Gesamtausnutzungsgrade von 80–90 % statt 40–60 % bei reiner Stromerzeugung.

STANDARD

Wie funktioniert ein Biomasse-Heizkraftwerk zur Strom- und Wärmeerzeugung?

Rückseite

Biomasse (Hackschnitzel, Pellets) wird im Kessel verbrannt, der Dampf treibt eine Turbine für Strom an; Kondensationswärme oder Entnahme Dampf versorgt Wärmenetze.

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