Wie Kühltürme in Kraftwerken funktionieren

Wie ein Kühlturm in einem Kraftwerk funktioniert

In einem Wärmekraftwerk (Kohle, Gas, Kernkraft, Biomasse) besteht die Hauptaufgabe des Kühlturms darin, Abwärme aus dem  der Anlage abzuleiten Kondensator und sicher an die Atmosphäre abzugeben.

Es werden keine  radioaktiven Stoffe verarbeitet (in Kernkraftwerken kühlt der Kühlturm nur sauberes Wasser von der Sekundärseite).

1. Wärmequelle: Dampfturbinenkreislauf

Ein Kraftwerk erzeugt Strom mithilfe des Rankine-Zyklus :

1. Kessel/Dampferzeuger erzeugt Hochdruckdampf.

2. Dampf dreht eine Turbine  , um Strom zu erzeugen.

3. Verbrauchter Dampf (niedriger Druck) muss wieder zu Wasser kondensiert werden  , damit sich der Zyklus wiederholen kann.

Um den Dampf zu kondensieren, benötigt die Anlage etwas Kaltes → eine Kühlwasserversorgung.

2. Der Kondensator (wo Wärme den Dampf verlässt)

Im Kondensator :

* Der Abgasdampf der Turbine umströmt Rohre.

* Kühlwasser . In diesen Rohren fließt

* Dampf kondensiert zu Wasser,  nachdem er seine Wärme an das Kühlwasser abgegeben hat.

Ergebnis:

Kühlwasser wird heiß und muss wieder abgekühlt werden → das ist die Aufgabe des Kühlturms.

3. Kühlturm (Wärmeabgabe an die Atmosphäre)

Ein Kühlturm leitet Wärme durch Verdunstungskühlung ab – genau wie Schweiß, der von der Haut verdunstet.

Stufen im Inneren des Turms:

(A) Heißes Wasser tritt oben ein

Das Wasser aus dem Kondensator kommt   heiß an   (oft etwa 30–40 °C / 86–104 °F).

(B) Wasser rieselt nach unten

Düsen sprühen das heiße Wasser über das Füllmedium  , wodurch die Oberfläche vergrößert wird.

(C) Luft bewegt sich nach oben

Zwei Arten von Türmen:

Natürlicher Luftzug (die riesigen hyperbolischen Türme)→ warme Luft steigt von selbst auf.

Mechanischer Luftzug (Industrieventilatoren) → Ventilatoren ziehen/drücken Luft.

Wenn die Luft nach oben strömt, verdunstet ein kleiner Teil des Wassers und entzieht dem verbleibenden Wasser Wärme.

(D) Im Becken sammelt sich gekühltes Wasser

Nach dem Wärmeverlust sammelt sich am Boden Wasser bei etwa:

~20–30 °C (68–86 °F)

(E) Pumpen schicken gekühltes Wasser zurück zum Kondensator

4. Hyperbolische Kühltürme mit natürlichem Luftzug (die großen Kulttürme)

Diese Türme basieren auf:

* Warme, feuchte Luft steigt auf natürliche Weise auf

* Ihre hyperbolische Form  , die den nach oben gerichteten Luftstrom beschleunigt

* Keine Ventilatoren → sehr energieeffizient für große Kraftwerke

Der sichtbare Rauch  von oben ist nur Wasserdampf , KEIN Rauch oder Strahlung.