Wat is de Rankine -cyclus?

De Rankine -cyclus is een term die een proces beschrijft dat warmte gebruikt om werk uit te voeren.Het is vernoemd naar de Schotse ingenieur en natuurkundige William John Macquorn Rankine.Over het algemeen produceert de warmte stoom die een turbine drijft.Het wordt voornamelijk gebruikt om elektriciteit te genereren, en vanaf 2011 is het goed voor ongeveer 80% van de elektriciteit die over de hele wereld wordt gebruikt.

Het basisprincipe omvat een vloeibare mdash;meestal water, maar aangeduid als de werkende vloeistof mdash;stroomt in een gesloten lus met vier hoofdcomponenten: een pomp, een ketel, een turbine en een condensor.In de ketel zet een externe warmtebron de vloeistofvloeistof om in een damp die de turbine aandrijft en vervolgens in een vloeistof wordt gecondenseerd, die terug in de ketel wordt gepompt.De damp laat de ketel op een hoge temperatuur mdash;Tot 1.000 deg; f (538 deg; c) mdash;en druk mdash;Tot 4.500 psig (31.026,4 kPAG) mdash;En het is de uitbreiding van dit hete, hogedrukgas dat de turbine-as aandrijft, waardoor een rotatie wordt geproduceerd die elektriciteit kan genereren of een motor kan aandrijven.Rankine -cyclusefficiëntie kan ongeveer 40%bereiken.

Dit proces is de basis voor de meeste energiecentrales waar brandstof wordt gebruikt als warmtebron om elektriciteit te genereren.De brandstof kan olie, steenkool, gas, biomassa of nucleair zijn;Omdat de warmtebron extern is, kan alles wat voldoende warmte kan genereren worden gebruikt.Rankine -cyclustechnologie op kleinere schaal kan ook worden gebruikt om afvalwarmte te exploiteren van traditionele energiecentrales.Gasverbrandingstations gebruiken bijvoorbeeld verbrandingsturbines die heet uitlaatgas genereren, omdat ze, in tegenstelling tot turbines van de Rankine-cyclus, niet in een gesloten lus werken.Het is mogelijk om deze te combineren met een Rankine -cyclusgenerator die het hete gas gebruikt om de stoom te produceren, waardoor de energie -efficiëntie sterk wordt verbeterd.

Andere vloeistoffen dan water kunnen worden gebruikt in een Rankine -cyclus waar ze voordelen bieden in bepaalde toepassingen.Krachtcentrales die in zeer koude omstandigheden werken, kunnen bijvoorbeeld een vloeistof met een lager vriespunt vereisen.Een aantal organische vloeistoffen is gebruikt en pentaan is met succes gebruikt in een Rankine-cyclusgenerator die heet uitlaatgas van een gasgestookte krachtcentrale als warmtebron exploiteert, zoals hierboven beschreven.Een proces dat op deze manier organische vloeistof gebruikt, staat bekend als een organische Rankine -cyclus (ORC).

Veel projecten voor hernieuwbare energie gebruiken ORC -technologie om stroom te genereren.Het wordt vaak gebruikt in geothermische krachtcentrales en dit systeem is aangepast om te worden gebruikt in sommige zonne -energiecentrales, waar het zonlicht is gericht om de warmte te bieden om de cyclus te stimuleren.Kleinschalige generatoren die deze technologie gebruiken, zijn beschikbaar om afvalwarmte te exploiteren van verschillende industriële processen.