Selv om den teknologiske utviklingen går veldig raskt, er det vanlig å se situasjoner der dagens planter bruker prinsipper som ble oppdaget i tidligere århundrer. For eksempel brukes Rankine-syklusen, som ble oppfunnet på 1800-tallet, fortsatt i dampturbiner i dag.
Flott oppfinner
Rankine-syklusen ble oppdaget av en skotsk fysiker og ingeniør som levde og arbeidet i forrige århundre. Oppfinnelsen ble oppk alt etter denne store vitenskapsmannen, som også var en av grunnleggerne av teknisk termodynamikk.
Rankine William John ble født i 1820 i byen Edinburgh, hvor han studerte i tre år ved instituttet. Imidlertid klarte ikke forskeren å fullføre denne institusjonen på grunn av den vanskelige økonomiske situasjonen. Men dette hindret ikke den begavede fysikeren i å gjøre en rekke nyttige oppdagelser. I 1849 oppnådde han således ligninger i termodynamikk som beskrev forholdet mellom mekanisk energi og varme. Han utførte også konstruksjonen av teorien om dampmaskinen og utviklet de grunnleggende prinsippene som dannet grunnlaget for driften av denne enheten. Disse bestemmelsene utgjør prosessenoppk alt etter forskeren, Rankine-syklusen.
Høydepunkter
Denne syklusen er et teoretisk uttrykk for arbeidet med termodynamiske prosesser som skjer under driften av dampkraftverk i repetisjonsmodus. Vi kan skille mellom følgende grunnleggende operasjoner inkludert i denne syklusen:
- væske fordamper ved høyt trykk;
- vannmolekyler i gassform ekspanderer;
- fuktig damp kondenserer på karets vegger;
- væsketrykket øker (går tilbake til opprinnelig verdi).
Det kan bemerkes at den termiske effektiviteten for denne syklusen er direkte proporsjonal med starttemperaturen. Effektiviteten til denne prosessen avhenger også av trykkverdiene og den termiske tilstandsindeksen ved startposisjonen og ved utgangen.
Dampturbin
Denne enheten er en varmemotor som genererer elektrisitet. Hovedkomponentene i denne installasjonen kan representeres i følgende liste:
- bevegelig del, som består av en rotor og blader festet til den;
- stasjonært element med deler som stator og dyser.
Driften av anlegget kan beskrives som følger. Vann i gassform ved høy temperatur og trykk tilføres turbindysene. Her omdannes den potensielle energien til dampen i oversonisk hastighet til kinetisk energi, og partikler settes i bevegelsepar. Dette skaper igjen en gassstrøm som virker på turbinbladene. Rotasjonen av disse elementene får rotoren til å bevege seg, som et resultat av at det genereres elektrisitet. Deretter kondenserer dampen, og den legger seg i en spesiell kjøltvannsbeholder, hvorfra væsken igjen tvinges inn i varmeveksleren. Dermed gjentas operasjonene, det vil si at Rankine-syklusen utføres.
Dette prinsippet brukes i installasjoner ved kjernekraftverk, det brukes også i drift av autonome turbininstallasjoner for produksjon av elektrisitet. Denne ordningen er den desidert mest effektive og økonomiske. Rankine-baserte planter er distribuert over hele verden.