วงจร Rankine คืออะไร?

วงจร Rankine เป็นคำที่อธิบายกระบวนการที่ใช้ความร้อนเพื่อทำงานมันได้รับการตั้งชื่อตามวิศวกรและนักฟิสิกส์ชาวสก็อต William John Macquorn Rankineโดยทั่วไปความร้อนจะผลิตไอน้ำที่ขับกังหันมันถูกใช้เป็นหลักในการผลิตกระแสไฟฟ้าและในปี 2011 คิดเป็นประมาณ 80% ของกระแสไฟฟ้าที่ใช้ไปทั่วโลก

หลักการพื้นฐานเกี่ยวข้องกับของเหลว mdash;มักจะเป็นน้ำ แต่เรียกว่าของเหลวที่ทำงาน mdash;ไหลในวงปิดที่มีสี่ส่วนประกอบหลัก: ปั๊มหม้อไอน้ำกังหันและคอนเดนเซอร์ในหม้อไอน้ำแหล่งความร้อนภายนอกจะแปลงของเหลวที่ทำงานของเหลวเป็นไอที่ขับเคลื่อนกังหันและถูกควบแน่นเป็นของเหลวซึ่งถูกสูบกลับเข้าไปในหม้อไอน้ำไอออกจากหม้อไอน้ำที่อุณหภูมิสูง mdash;สูงถึง 1,000 deg; f (538 deg; c) mdash;และความดัน mdash;สูงถึง 4,500 psig (31,026.4 kpag) mdash;และเป็นการขยายตัวของก๊าซแรงดันสูงและแรงดันสูงที่ขับเคลื่อนเพลากังหันทำให้เกิดการหมุนที่สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าหรือขับเครื่องยนต์ได้ประสิทธิภาพรอบ Rankine สามารถเข้าถึงได้ประมาณ 40%

กระบวนการนี้เป็นพื้นฐานสำหรับโรงไฟฟ้าส่วนใหญ่ที่ใช้เชื้อเพลิงเป็นแหล่งความร้อนเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าเชื้อเพลิงอาจเป็นน้ำมันถ่านหินก๊าซชีวมวลหรือนิวเคลียร์เนื่องจากแหล่งความร้อนเป็นสิ่งภายนอกที่สามารถสร้างความร้อนได้เพียงพอเทคโนโลยีวงจร Rankine ในระดับที่เล็กลงยังสามารถใช้เพื่อใช้ประโยชน์จากความร้อนของเสียจากโรงไฟฟ้าแบบดั้งเดิมตัวอย่างเช่นสถานีพลังงานการเผาไหม้ก๊าซใช้กังหันเผาไหม้ที่สร้างก๊าซไอเสียร้อนซึ่งแตกต่างจากกังหันวงจร Rankine พวกเขาไม่ได้ทำงานในวงปิดเป็นไปได้ที่จะรวมสิ่งเหล่านี้เข้ากับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าวงจรอันดับที่ใช้ก๊าซร้อนในการผลิตไอน้ำดังนั้นจึงปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานอย่างมาก

ของเหลวอื่น ๆ นอกเหนือจากน้ำสามารถใช้ในวงจรอันดับที่พวกเขาเสนอข้อดีในการใช้งานเฉพาะตัวอย่างเช่นโรงไฟฟ้าที่ทำงานในสภาพที่เย็นมากอาจต้องใช้ของเหลวที่มีจุดเยือกแข็งต่ำมีการใช้ของเหลวอินทรีย์จำนวนมากและมีการใช้เพนเทนอย่างประสบความสำเร็จในเครื่องกำเนิดวงจร Rankine ที่ใช้ประโยชน์จากก๊าซไอเสียร้อนจากสถานีพลังงานที่ใช้ก๊าซเป็นเชื้อเพลิงเป็นแหล่งความร้อนตามที่อธิบายไว้ข้างต้นกระบวนการที่ใช้ของเหลวอินทรีย์ในลักษณะนี้เรียกว่าวงจรออร์แกนิก Rankine (ORC)

โครงการพลังงานหมุนเวียนจำนวนมากใช้เทคโนโลยี ORC เพื่อสร้างพลังงานมันมักจะใช้ในสถานีพลังงานความร้อนใต้พิภพและระบบนี้ได้รับการปรับให้ใช้ในโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์บางแห่งซึ่งแสงแดดมุ่งเน้นเพื่อให้ความร้อนขับเคลื่อนวงจรเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดเล็กที่ใช้เทคโนโลยีนี้มีอยู่เพื่อใช้ประโยชน์จากความร้อนของเสียจากกระบวนการอุตสาหกรรมที่หลากหลาย