Quelltext der Seite Heizkraftwerk

[[Datei:Berlin-mitte heizkraftwerk-mitte 20060605 629.jpg|mini|Das [[Heizkraftwerk Berlin-Mitte]] wird neben der Stromproduktion auch zur Fernwärmeversorgung des Regierungsviertels eingesetzt.]]

[[Datei:Karlsruhekraftwerk.jpg|mini|hochkant|[[Heizkraftwerk West (Karlsruhe)|Heizkraftwerk West]] der Stadtwerke Karlsruhe]]
[[Datei:Heizkraftwerk Lichterfelde 2011.jpg|mini|hochkant|[[Kraftwerk Berlin-Lichterfelde|Heizkraftwerk Berlin-Lichterfelde]]]]

Ein '''Heizkraftwerk''' ('''HKW''') ist eine industrielle Anlage zur Erzeugung von [[Elektrizität]] und [[Wärme]] in einem [[Kuppelproduktion|Kuppelprozess]], der [[Kraft-Wärme-Kopplung]]. Aufgrund der Notwendigkeit der Einspeisung in ein [[Fernwärme]]netz liegen Heizkraftwerke in der Nähe von städtischen Verdichtungsräumen oder Industrieanlagen mit hohem Wärmebedarf.

== Technik ==
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Power Plant Stoecken Hanover Germany.jpg|[[Gemeinschaftskraftwerk Hannover|Gemeinschaftskraftwerk Hannover (GKH)]]
Kraftwerk Moorburg August 2012.JPG|[[Kohlekraftwerk Moorburg|Kohlekraftwerk Hamburg-Moorburg]] (Fernwärmeanbindung geplant, aber nie umgesetzt)
Heizkraftwerk Niehl.jpg|[[Heizkraftwerk Köln-Niehl]]
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Wie bei einem klassischen [[Dampfkraftwerk]] wird die [[Primärenergie]] mit Hilfe eines geschlossenen [[Wasser-Dampf-Kreislauf]]es in Elektrizität gewandelt. Dem Wasser wird durch Verbrennung Wärme zugeführt, wobei es im [[Druckbehälter|Kessel]] verdampft und im [[Überhitzer]] weiter auf eine möglichst hohe Temperatur gebracht wird. Der [[Frischdampf]] (maximale Frischdampfparameter: bis zu 630&nbsp;°C und 325&nbsp;bar) wird in einer [[Dampfturbine]] entspannt und treibt dabei den [[Generator]] an. In einem [[Kondensator (Dampfmaschine)|Kondensator]] erfolgt die Verflüssigung des Dampfes. Der kondensierte [[Wasserdampf]] wird dem Kondensatbehälter zugeleitet und mittels Kondensatpumpen dem [[Speisewasserbehälter]] zugeleitet. Dort vermischen sich Kondensat und aufbereitetes Zusatzwasser aus dem [[Destilliertes Wasser|Deionatbehälter]]. In dem Speisewasserbehälter wird das Wasser aufgeheizt und über den [[Entgasung (Dampf- und Heißwassertechnik)|Entgaserdom]] thermisch entgast. Der Behälter bildet die Vorlage für die [[Speisewasserpumpe]]n, die das Wasser dem Kessel – meistens zuerst über den [[Speisewasservorwärmer]] – zuführen.

=== Heizkondensator ===
Im rein stromerzeugenden [[Kondensationskraftwerk]] erfolgt eine Entspannung bis auf ein Druckniveau unter 0,1&nbsp;bar und bereits in der Turbine findet eine Teilkondensation zu [[Nassdampf]] statt. Das niedrige Temperaturniveau von 30 bis 40&nbsp;°C der Kondensationsabwärme ermöglicht keine sinnvolle weitergehende Nutzung. In einem originären Heizkraftwerk wird daher mittels eines [[Wärmeübertrager]]s (auch „Heizkondensator“ genannt) [[Dampf]] eines höheren Druckes genutzt, um Energie für ein [[Fernwärme]]netz bereitstellen zu können. Dies erfolgt in der Regel durch [[Heißwasser]] (selten auch Dampf). Dabei werden die [[Vorlauftemperatur]]en witterungsgeführt geregelt, von 70&nbsp;°C im Sommer bis zu 140&nbsp;°C im Winter.

Der Dampf für den Heizkondensator kann auf zweierlei Weise gewonnen werden. Zum einen kann eine [[Gegendruckturbine]] verwendet werden, bei der der Dampf nicht vollständig entspannt. Der komplette Dampfstrom gelangt nach der Turbine in den Heizkondensator. Hier ist ein starres Kuppelverhältnis zwischen den Produkten [[Elektrische Leistung]] ([[Elektrischer Strom]]) und [[Thermische Leistung]] (Wärme) gegeben. Zum anderen eröffnet eine [[Entnahmekondensationsturbine]] die Möglichkeit, Dampf vor Eintritt in den Niederdruckteil des [[Turbosatz]]es abzuzweigen. Hier ist ein flexiblerer Betrieb möglich mit einer losen Kopplung von Strom und Wärme. Je mehr Dampf zu Heizzwecken entnommen wird, desto weniger steht dieser zur Verrichtung [[Mechanische Arbeit|mechanischer Arbeit]] in der Turbine zur Verfügung.

=== Sonderformen ===
Neben den [[Dampfturbine]]nanlagen gibt es auch KWK-Prozesse mit einer [[Gasturbine]]. Hierbei wird das heiße [[Abgas]] der Gasturbine in [[Abhitzekessel]]n genutzt, wo neben Fernwärme auch [[Heißdampf]] für industrielle Prozesse erzeugt werden kann. Wird der Dampf über eine weitere Dampfturbine geleitet, um den elektrischen Anlagenwirkungsgrad zu erhöhen, spricht man von einem [[GuD-Kraftwerk]] (Gas-und-Dampf-Kombiprozess). Auch hier kann der Dampfturbine teilentspannter Dampf zu Heizzwecken entnommen werden.

Kleinere Anlagen in [[Modularität|Modulbauweise]] werden als [[Blockheizkraftwerk]]e bezeichnet. Im Gegensatz zu Heizkraftwerken, die bis zu mehreren 100 MW elektrische Leistung haben können, liegt ihre Größe im kW-Bereich bis zu maximal einigen Megawatt. Sie speisen in ein [[Nahwärme]]netz ein oder versorgen größere Gebäudekomplexe mit Wärme.

== Vergleich mit Großkraftwerken ==
Neben dem vergleichsweise teuren Erdgas kann auch Steinkohle relativ effizient genutzt werden, wenn man sie in Heizkraftwerken einsetzt. So weist, im Gegensatz zu einem modernen Großkraftwerk (z. B. [[Kraftwerk Datteln|Datteln]] bis zu 60 % Brennstoffausnutzungsgrad, inkl. 4 % Fernwärmeversorgung), ein Heizkraftwerk (z. B. München Nord 2) bis zu 85 % Brennstoffausnutzungsgrad auf.<ref>{{Webarchiv |url=http://www.swm.de/dokumente/swm/pdf/infomaterial/hkw-nord.pdf |text=Infos aus www.swm.de |wayback=20100331132036}}</ref> Allerdings ist für große Anlagen das aufwändige Optimieren auf einen hohen elektrischen [[Wirkungsgrad]] wirtschaftlich vertretbarer, und relativ zur elektrischen Leistung sind die Wartungs- und Investitionskosten bei Großkraftwerken niedriger.

== Siehe auch ==
* [[Fernwärme]]
* [[Nahwärme]]
* [[Blockheizkraftwerk]]
* [[Mikro-KWK]]
* [[Kraft-Wärme-Kopplung]]
* [[Biomasseheizkraftwerk]]
* [[Wärmekraftwerk]] (trotz Namens Erzeugung nur elektrischer Energie)

== Weblinks ==
{{Commonscat|Combined heat and power plants|Heizkraftwerk}}
{{Wiktionary}}
* [http://www.gkm.de/strom/fernwaerme/fernwaermeerzeugung_im_gkm/ Das Großkraftwerk Mannheim]
* {{Webarchiv |url=http://www.vattenfall.de/www/vf/vf_de/Gemeinsame_Inhalte/DOCUMENT/154192vatt/145436umwe/P0276304.pdf |text=KWK-Anlagen von Vattenfall |wayback=20070117144109}} (PDF-Datei; 14 kB)

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Heizkraftwerk| ]]
[[Kategorie:Kraftwerkstyp]]
[[Kategorie:Heizwerkstyp]]
[[Kategorie:Dampftechnik]]