Was ist der Rankine -Zyklus?

Der Rankine -Zyklus ist ein Begriff, der einen Prozess beschreibt, der Wärme verwendet, um Arbeiten auszuführen.Es ist nach dem schottischen Ingenieur und Physiker William John Macquorn Rankine benannt.Im Allgemeinen erzeugt die Wärme Dampf, die eine Turbine antreibt.Es wird hauptsächlich zur Erzeugung von Strom verwendet und macht ab 2011 ungefähr 80% des in der ganzen Welt verwendeten Stroms aus.

Das Grundprinzip umfasst eine Flüssigkeit mdash.Normalerweise Wasser, aber als Arbeitsflüssigkeit und Mdash bezeichnet;Fließen in einer geschlossenen Schleife mit vier Hauptkomponenten: einer Pumpe, einem Kessel, einer Turbine und einem Kondensator.Im Kessel wandelt eine externe Wärmequelle die flüssige Arbeitsflüssigkeit in einen Dampf um, der die Turbine antreibt und dann in eine Flüssigkeit kondensiert wird, die wieder in den Kessel gepumpt wird.Der Dampf verlässt den Kessel bei hoher Temperatur mdash;bis zu 1.000 Grad (538 Grad; C) mdash;und Druck mdash;bis zu 4.500 psig (31.026,4 kpag) mdash;Und es ist die Ausdehnung dieses heißen Hochdruckgases, das die Turbinenwelle antreibt und eine Rotation erzeugt, die Strom erzeugen oder einen Motor anführen kann.Die Effizienz von Rankine Cycle kann etwa 40%erreichen.

Dieser Prozess ist die Grundlage für die meisten Kraftwerke, bei denen Kraftstoff als Wärmequelle zur Erzeugung von Strom verwendet wird.Der Kraftstoff kann Öl, Kohle, Gas, Biomasse oder Kern sein;Da die Wärmequelle extern ist, kann alles, was ausreichend Wärme erzeugen kann, verwendet werden.Die Rankine -Zyklus -Technologie in kleinerem Maßstab kann auch verwendet werden, um die Abwärme aus herkömmlichen Kraftwerken zu nutzen.Beispielsweise verwenden Gasverbrennungsstationen Verbrennungsturbinen, die heißes Abgas erzeugen, da sie im Gegensatz zu Rankine-Zyklus-Turbinen nicht in einer geschlossenen Schleife betrieben werden.Es ist möglich, diese mit einem Rankine -Zyklusgenerator zu kombinieren, der das heiße Gas zur Herstellung des Dampfes verwendet und somit die Energieeffizienz erheblich verbessert.Zum Beispiel können Kraftwerke, die unter sehr kalten Bedingungen arbeiten, eine Flüssigkeit mit einem niedrigeren Gefrierpunkt erfordern.Es wurde eine Reihe von organischen Flüssigkeiten verwendet, und Pentan wurde erfolgreich in einem Rankine-Zyklusgenerator verwendet, der wie oben beschrieben heißes Abgas aus einem gasbefeuerten Kraftwerk ausnutzt.Ein Prozess, der auf diese Weise organische Flüssigkeit verwendet, wird als organischer Rankine -Zyklus (ORC) bezeichnet.

Viele Projekte für erneuerbare Energien verwenden die ORC -Technologie, um Strom zu erzeugen.Es wird häufig in Geothermie -Kraftstationen verwendet, und dieses System wurde so angepasst, dass in einigen Solarenergieanlagen das Sonnenlicht auf die Wärme für den Fahrzyklus ausgerichtet ist.Kleine Generatoren, die diese Technologie nutzen, sind zur Verfügung gestellt, um die Abwärme aus einer Vielzahl von industriellen Prozessen zu nutzen.