랭킨 사이클이란?

랭킨 사이클은 열을 사용하여 작업을 수행하는 프로세스를 설명하는 용어입니다. 그것은 스코틀랜드 엔지니어이자 물리학 자 William John Macquorn Rankine의 이름을 따서 명명되었습니다. 일반적으로 열은 터빈을 구동하는 증기를 생성합니다. 주로 전기를 생산하는 데 사용되며 2011 년 현재 전 세계에서 사용되는 전기의 약 80 %를 차지합니다.

기본 원리에는 펌프, 보일러, 터빈 및 응축기의 4 가지 주요 구성 요소가있는 폐 루프에 흐르는 유체 (일반적으로 물이지만 "작동 유체"라고 함)가 포함됩니다. 보일러에서 외부 열원은 액체 작동 유체를 터빈을 구동하는 증기로 변환 한 다음 액체로 응축되어 보일러로 다시 펌핑됩니다. 증기는 보일러를 최고 538 ° C (1,000 ° F)의 고온 및 최대 4,500psig (31,026.4kPag)의 압력으로 보일러에서 배출하며 터빈을 구동하는이 고온 고압 가스의 팽창입니다 축, 전기를 생성하거나 엔진을 구동 할 수있는 회전을 생성합니다. 랭킨 사이클 효율은 약 40 %에 도달 할 수 있습니다.

이 과정은 연료가 전기를 생산하기 위해 열원으로 사용되는 대부분의 발전소의 기초입니다. 연료는 오일, 석탄, 가스, 바이오 매스 또는 핵이 될 수 있습니다. 열원은 외부이기 때문에 충분한 열을 발생시킬 수있는 모든 것이 사용될 수있다. 더 작은 규모의 랭킨 사이클 기술을 사용하여 기존 발전소의 폐열을 활용할 수도 있습니다. 예를 들어, 가스 연소 발전소는 랭킨 사이클 터빈과 달리 폐쇄 루프에서 작동하지 않기 때문에 뜨거운 배기 가스를 발생시키는 연소 터빈을 사용합니다. 이를 증기를 생성하기 위해 뜨거운 가스를 사용하는 랭킨 사이클 발생기와 결합하여 에너지 효율을 크게 향상시킬 수 있습니다.

물 이외의 유체는 특정 용도에서 이점을 제공하는 랭킨 사이클에서 사용될 수 있습니다. 예를 들어, 매우 추운 환경에서 작동하는 발전소는 어는점이 낮은 유체가 필요할 수 있습니다. 전술 한 바와 같이, 다수의 유기 유체가 사용되고 펜탄은 가스-화력 발전소로부터의 열 배기 가스를 열원으로서 이용하는 랭킨 사이클 발생기에 성공적으로 사용되었다. 이러한 방식으로 유기 유체를 사용하는 공정을 유기 랭킨 사이클 (ORC)이라고합니다.

많은 재생 가능 에너지 프로젝트는 ORC 기술을 사용하여 전력을 생산합니다. 이 시스템은 지열 발전소에서 자주 사용되며,이 시스템은 일부 태양 광 발전소에서 사용하도록 조정되어 햇빛을 순환하여 열을 발생시키는 데 초점을 맞 춥니 다. 이 기술을 사용하는 소규모 발전기는 다양한 산업 공정에서 발생하는 폐열을 이용할 수있게되었습니다.