Hva er Rankine -syklusen?

Rankine -syklusen er et begrep som beskriver en prosess som bruker varme for å utføre arbeid. Den er oppkalt etter den skotske ingeniøren og fysikeren William John Macquorn Rankine. Generelt produserer varmen damp som driver en turbin. Det brukes først og fremst til å generere strøm, og fra 2011 utgjør omtrent 80% av strømmen som brukes over hele verden.

Det grunnleggende prinsippet innebærer en væske - vanligvis vann, men referert til som "arbeidsvæsken" - som flyter i en lukket sløyfe med fire hovedkomponenter: en pumpe, en kjele, en turbin og en kondensator. I kjelen konverterer en ekstern varmekilde væskearbeidsvæsken til en damp som driver turbinen og blir deretter kondensert til en væske, som pumpes tilbake i kjelen. Dampen etterlater kjelen ved høy temperatur-opptil 538 ° C.Aft, produserer en rotasjon som kan generere strøm eller kjøre motor. Rankine Cycle Effektivitet kan nå rundt 40%.

Denne prosessen er grunnlaget for de fleste kraftverk der drivstoff brukes som en kilde til varme for å generere strøm. Drivstoffet kan være olje, kull, gass, biomasse eller kjernefysisk; Siden varmekilden er ekstern alt som kan generere tilstrekkelig varme kan brukes. Rankine Cycle -teknologi i mindre skala kan også brukes til å utnytte avfallsvarme fra tradisjonelle kraftverk. For eksempel bruker gassforbrenning av kraftstasjoner forbrenningsturbiner som genererer varm avgass, i motsetning til Rankine Cycle Turbines, de ikke opererer i en lukket sløyfe. Det er mulig å kombinere disse med en Rankine Cycle Generator som bruker den varme gassen for å produsere dampen, og dermed forbedre energieffektiviteten.

annet væsker enn vann kan brukes i en Rankine -syklus der de gir fordeler ibestemte applikasjoner. For eksempel kan kraftverk som opererer i veldig kalde forhold kreve en væske med et lavere frysepunkt. En rekke organiske væsker har blitt brukt og pentan har blitt brukt med suksess i en Rankine Cycle-generator som utnytter varm avgass fra en gassfyrt kraftstasjon som en varmekilde, som beskrevet ovenfor. En prosess som bruker organisk væske på denne måten er kjent som en organisk Rankine Cycle (ORC).

Mange prosjekter for fornybar energi bruker ORC -teknologi for å generere strøm. Det brukes ofte i geotermiske kraftstasjoner, og dette systemet har blitt tilpasset for å bli brukt i noen solkraftverk, der sollyset er fokusert for å gi varmen for å drive syklusen. Småskala generatorer som bruker denne teknologien har blitt tilgjengelig for å utnytte avfallsvarme fra en rekke industrielle prosesser.