Kapitel 2: Elektrische Energieerzeugung - klassisch Flashcards
Was ist ein Kraftwerk?
Wie werden sie hinsichtlich ihrer Auslastung unterteilt. Welche Jahreslaufzeiten in % gehören zu jeder Kategorie?
(Nennen Sie mindestens ein Beispiel zu jeder Kategorie)
Ein Kraftwerk ist eine technische Einrichtung die Bindungsenergie eines Primärenergieträgers in elektrischer Energie und/oder Wärmeenergie umwandelt.
- Grundlastkraftwerke : 100% Nennleistung (z.B. Kernkraftwerk)
- Mittellastkraftwerke : 20 bis 63% (z.B. Gaskraftwerk)
- Spitzenkraftwerke:
Worüber erfolgt die theoretische Beschreibung des Dampfkraftprozesses?
Die theoretische Beschreibung des Dampfkraftprozesses erfolgt dem Clausius Rankine Kreisprozess (CRK).
Der Clausius-Rankine-Kreisprozess (CRK) ist ein …………?
Der CRK ist ein thermodynamischer Kreisprozess.
Skizzieren Sie den CRK-Vergleichsprozess für das Dampfkraftwerk mit Turbine (T), Kondensator (Ko), Speisepumpe (Sp) und Kessel mit Überhitzer (Ke)

Skizzieren Sie den CRK-Vergleichsprozess (pV-Diagramm) für das Dampfkraftwerk mit Turbine (T), Kondensator (Ko), Speisepumpe (Sp) und Kessel mit Überhitzer (Ke) graphisch. Nennen Sie Ungefährwerte der Isobaren. Welche Temperaturen treten an den Eckpunkten ungefähr auf ?
Punkt 1: 220bar und 570°
Punkt 2: 2bar und 170°
Punkt 3: 2bar und 80°
Punkt 4: 220bar und 250°

Welchen Wirkungsgrad kann ein konventionelles Wärmekraftwerk etwa erreichen?
50%
Was bedeutet Kraft-Wärme-Kopplung?
Welche Wirkungsgrade lassen sich erreichen?
Ein Teil des entstehenden Dampfes wird in einem Kraftwerk für Heizzwecke ausgekoppelt.
Wirkungsgrad der Strom-Erzeugung bis zu 90%.
Welche Grundtypen von Turbinen gibt es?
Wodurch unterscheiden sie sich baulich und energetisch
Überdruckturbine:
- Schlechter Reaktionsgrad
- Hohe Wirkungsgrad
- Kinetische und potentielle Energie genutzt.
- Trommelbauweise
Gleichdruckturbine:
- Hoher Reaktionsgrad
- Nur kinetische Energie
- Kleinere Turbinen
- Kammerbauweise
Was ist ein Kernkraftwerk?
Ein Kernkraftwerk (KKW), ist ein Wärmekraftwerk zur Gewinnung elektrischer Energie aus Kernenergie durch kontrollierte Kernspaltung (Fission).
Was ist Kernspaltung ?
Nennen Sie mindestens zwei Möglichkeiten welche eine Kernspaltung auslösen können.
Kernspaltung: bezeichnet einen Prozess der Kernphysik, bei dem ein Atomkern unter Energiefreisetzung in zwei oder mehr Bestandteile zerlegt wird.
- Photospaltung
- Induzierte Spaltung
Was ist ein Nuklid ?
Ein Nuklid ist eine Art von Atomen mit gleichen Atomkernen.
Die Atomkerne eines Nuklids stimmen überein in den Anzahlen ihrer Protonen und Neutronen.
Was ist ein Isotop?
Nennen Sie zwei typische Uranisotope in der üblichen Schreibweise.
Welche Bedeutung haben die beiden Zahlen am Elementsymbol und wie heißen sie.
Als Isotop bezeichnet man Nuklide, wenn ihre Atomkerne die selbe Anzahl Protonen (gleiche Ordnungszahl), aber verschiedenen viele Neutronen erhalten.
23592U und 23892U
- *Massezahl:** Gesamtzahl der Protonen und Neutronen. (235)
- *Ordnungszahl:** Zahl der Protonen. (92)
Was ist Radioaktivität?
Radioaktivität bezeichnet die Eigenschaft instabiler Atomkerne, sich spontan in andere Atomkerne umzuwandeln und dabei ionisierende Strahlung auszusenden.
In welchen Strahlungsarten wird die beim Umwandlungsprozess frei werdende Energie für gewöhnlich emittiert ?
Woraus bestehen diese Strahlungen ?
- In Alphastrahlung : Sie ist eine ionisierende Strahlung die beim radioaktiven Alphazerfall auftritt.
- In Betastrahlung : Sie ist eine ionisierende Strahlung die beim radioaktiven Zerfall auftritt.
- In Gammastrahlung: ist eine elektromagnetische Strahlung, die bei spontanen Zerfall der Atomkerne vieler natürlich vorkommender oder künstlich erzeugter radioaktiver Nuklide entsteht.
In welcher Einheit wird Radioaktivität gemessen?
Was bedeutet die Messgröße ?
In Becquerel : Ein Becquerel entspricht einem radioaktiven Zerfall pro Sekunde.
Kernreaktoren werden unterschieden sich hinsichtlich ?
Nach Kühlung, Moderation, verwendeten Brennstoff und Bauweise unterteilt
Nennen Sie mindestens drei verschiedene Reaktorarten.
Welche Reaktorart wird in Deutschland kommerziell verwendet?
Welche zwei Typen dieser Reaktorart kennen Sie ?
Reaktorarten :
- Leichtwasserreaktoren
- Schwerwasserreaktoren
- Graphitreaktoren
- Brutreaktoren
- Flüssigsalzreaktoren
- Natürlicher Reaktor
Leichtwasserreaktoren :
- Siedewasserreaktor
- Druckwasserreaktor
Was ist eine Kernschmelze ?
Bezeichnet man einen schweren Unfall in einem Kernreaktor, bei dem sich einige oder alle Brennstäbe im Reaktorkern übermäßig erhitzen und schmelzen.
Was bedeutet Moderation in Kernkraftwerken?
Welche Materialien werden in Kernkraftwerken typischerweise für die Moderation verwendet ?
Freie Neutronen werden abgebremst.
- Wasserstoff (als leichtes Wasser)
- Deuterium (als schweres Wasser)
- Sauerstoff
- Uran.
Warum muss in Leichtwasserreaktoren angereichertes Uran verwendet werden ?
Welches Uranisotop wird angereichert?
Warum ist der Leichtwasserreaktor „relativ“ sicher, im Vergleich mit anderen Reaktorarten?
Absorption von Neutronen durch das Wasser.
Uran239.
Inhärent stabil: Anzahl der Kernspaltung sinkt.
Was ist ein Brutreaktor?
Was bedeutet „Brüten“?
Mit welchen Uranisotopen wird in der Brut- und Spaltzone gearbeitet ?
Warum konnte der „Schnelle Brüter“ bisher nicht realisiert werden?
Brutreaktor: Kernreaktor, zur Energiegewinnung und gleichzeitiger Erzeugung weiteren spaltbaren Materials.
Brüten: idealerweise wird mehr Spaltmaterial erzeugt als verbraucht → mehr als zwei Neutronen / Spaltung (bisher nicht realisiert –wg. Neutronenverlust)
In Brutzone: Natururan
In Spaltzone: Uran-Plutonium-Mischoxid (MOX).
Schnelle Brüter : konnte bisher nicht realisiert wegen Neutronenverluste.
Wozu werden Schwerwasserreaktoren verwendet ?
Was ist schweres Wasser (Name und Isotopenschreibweise)?
Verwendung von Uran in der natürlichen Isotopenzusammensetzung.
Schweres Wasser: Deuterium Oxid (2H2o, D2O)
Was ist ein Gasturbinenkraftwerk?
Was ist ein GuD-Kraftwerk?
Gasturbinenkraftwerk: Kraftwerk zur Stromerzeugung, das mit Brenngasen, wie zum Beispiel Erdgas betrieben wird und Gastrubinen mit angekoppelte Generatoren antreibt.
GuD-Kraftwerk: Kraftwerk, in dem die Prinzipien eines Gasturbinenkraftwerks und eines Dampfkraftwerks kombiniert werden.