The Rankine cycle closely describes

The Rankine cycle closely describes the process by which steam-operated heat engines commonly found in thermal power generation plants generate power. The heat sources used in these power plants are usually nuclear fission or the combustion of fossil fuels such as coal, natural gas, and oil.

The efficiency of the Rankine cycle is limited by the high heat of vaporization of the working fluid. Also, unless the pressure and temperature reach super critical levels in the steam boiler, the temperature range the cycle can operate over is quite small: steam turbine entry temperatures are typically around 565°C and steam condenser temperatures are around 30°C. This gives a theoretical maximum Carnot efficiency for the steam turbine alone of about 63% compared with an actual overall thermal efficiency of up to 42% for a modern coal-fired power station. This low steam turbine entry temperature (compared to a gas turbine) is why the Rankine (steam) cycle is often used as a bottoming cycle to recover otherwise rejected heat in combined-cycle gas turbine power stations.

The working fluid in a Rankine cycle follows a closed loop and is reused constantly. The water vapor with condensed droplets often seen billowing from power stations is created by the cooling systems (not directly from the closed-loop Rankine power cycle) and represents the means for (low temperature) waste heat to exit the system, allowing for the addition of (higher temperature) heat that can then be converted to useful work (power). This 'exhaust' heat is represented by the "Qout" flowing out of the lower side of the cycle shown in the T/s diagram below. Cooling towers operate as large heat exchangers by absorbing the latent heat of vaporization of the working fluid and simultaneously evaporating cooling water to the atmosphere. While many substances could be used as the working fluid in the Rankine cycle, water is usually the fluid of choice due to its favorable properties, such as its non-toxic and unreactive chemistry, abundance, and low cost, as well as its thermodynamic properties. By condensing the working steam vapor to a liquid the pressure at the turbine outlet is lowered and the energy required by the feed pump consumes only 1% to 3% of the turbine output power and these factors contribute to a higher efficiency for the cycle. The benefit of this is offset by the low temperatures of steam admitted to the turbine(s). Gas turbines, for instance, have turbine entry temperatures approaching 1500°C. However, the thermal efficiencies of actual large steam power stations and large modern gas turbine stations are similar.

النتائج (العربية) 1:

ويصف دورة رانكين عن كثب العملية بالحرارة التي تعمل بالبخار محركات العثور عليها عادة في محطات توليد الطاقة الحرارية توليد الطاقة. مصادر الحرارة المستخدمة في هذه المحطات هي الأنشطار النووي عادة أو احتراق الوقود الأحفوري مثل الفحم والغاز الطبيعي والنفط.كفاءة دورة رانكين يقتصر عالية الحرارة لتبخير السائل العامل. أيضا، إلا إذا كان الضغط ودرجة حرارة تصل إلى مستويات بالغة الأهمية الفائقة في المراجل البخارية، نطاق درجة الحرارة يمكن أن يعمل الدورة على مدى صغيرة جداً: التوربينات البخارية إدخال درجات الحرارة عادة حوالي 565 درجة مئوية والبخار المكثف درجات الحرارة حوالي 30 درجة مئوية. وهذا يعطي من كفاءة كارنو الحد أقصى نظري للتوربينات البخارية وحدها حوالي 63% مقارنة مع كفاءة حرارية الإجمالية الفعلية لتصل إلى 42% لمحطة طاقة الفحم الحجري حديث. هذا درجة حرارة دخول التوربينات البخارية منخفضة (مقارنة توربينات الغاز) السبب في دورة رانكين (البخار) غالباً ما يستخدم إلا مرفوضا دورة بوتومينج لاسترداد الحرارة في محطات توربينات الغاز دورة جنبا إلى جنب.السائل العامل في دورة رانكين يتبع حلقة مغلقة، ويتم استخدامها باستمرار. بخار الماء مع قطرات مركزة غالباً ما ينظر إلى يتصاعد من محطات توليد الكهرباء يتم إنشاؤه بواسطة أنظمة التبريد (غير مباشرة من دورة الطاقة رانكين حلقة مغلقة) والوسائل (منخفضة الحرارة) النفايات الحرارة الخروج من النظام، مما يسمح بالإضافة (ارتفاع درجة الحرارة) ويمثل الحرارة التي يمكن تحويلها بعد ذلك إلى العمل المفيد (السلطة). ويمثل هذا 'استنفاد' الحرارة "قوت" المتدفقة من الجانب السفلي للدورة في الرسم التخطيطي أدناه T/s. أبراج تبريد تعمل مبادلات حرارية كبيرة بامتصاص الحرارة الكامنة لتبخير السائل العامل وانحسار مياه التبريد في الجو في وقت واحد. في حين يمكن استخدام العديد من المواد كالسائل العامل في دورة رانكين، الماء هو عادة السائل الاختيار بسبب خصائصه مواتية، مثل الكيمياء غير سامة وأونريكتيفي ووفرة، وتكلفة منخفضة، فضلا عن خصائصه الحرارية. خفضت بالتكثيف البخار العامل بخار إلى سائل الضغط عند مخرج التوربينات والطاقة التي تتطلبها التغذية مضخة يستهلك فقط 1% إلى 3% من إنتاج الطاقة التوربينات، وتسهم هذه العوامل درجة أعلى من كفاءة للدورة. الاستفادة من هذا يقابل انخفاض درجات حرارة من البخار واعترف turbine(s). توربينات الغاز، على سبيل المثال، قد عنفه إدخال درجات حرارة تقترب من 1500 درجة مئوية. ومع ذلك، الكفاءة الحرارية الفعلية الكبيرة البخار محطات توليد الكهرباء ومحطات توربينات الغاز الحديثة الكبيرة متشابهة.

النتائج (العربية) 2:

دورة رانكين يصف عن كثب العملية التي المحركات الحرارية التي تعمل بالبخار توجد عادة في محطات توليد الطاقة الحرارية توليد الكهرباء. مصادر الحرارة المستخدمة في هذه المحطات وعادة ما تكون الانشطار النووي أو احتراق الوقود الأحفوري مثل الفحم والغاز الطبيعي والنفط. وكفاءة دورة رانكين محدودة بسبب ارتفاع الحرارة لتبخير سائل العمل. أيضا، ما لم يكن الضغط ودرجة الحرارة تصل إلى مستويات فائقة حاسمة في المراجل البخارية، وتتراوح درجة الحرارة دورة يمكن أن تعمل على صغيرة جدا: التوربينات البخارية درجات الحرارة دخول وعادة ما تكون حول 565 ° C ومكثف البخار درجات الحرارة نحو 30 درجة مئوية. وهذا يعطي أقصى قدر من الكفاءة كارنو النظرية لتوربينات البخار وحدها حوالي 63٪ مقارنة مع الكفاءة الحرارية الإجمالية الفعلية تصل إلى 42٪ لتوليد الطاقة الحديثة التي تعمل بالفحم. هذه الحرارة دخول منخفضة التوربينات البخارية (مقارنة مع توربين غاز) هي السبب في كثير من الأحيان يتم استخدام (البخار) دورة رانكين كدورة القاع لاستعادة الحرارة رفض خلاف في محطات توليد الطاقة توربينات الغازية ذات الدورة المركبة. وسائل العمل في دورة رانكين يتبع يتم استخدامها حلقة مغلقة وباستمرار. يتم إنشاء بخار الماء مع قطرات المختصرة غالبا ما ينظر يتصاعد من محطات توليد الطاقة من قبل أنظمة التبريد (وليس مباشرة من حلقة مغلقة رانكين دورة الطاقة)، ​​ويمثل وسيلة ل(درجة حرارة منخفضة) الحرارة المهدورة للخروج من النظام، بحيث يمكن إضافة من (ارتفاع درجة الحرارة) الحرارة التي يمكن بعد ذلك تحويلها إلى عمل مفيد (السلطة). ويمثل هذا الجو الحار "العادم" من قبل "قوت" التي تتدفق من الجانب السفلي للدورة هو مبين في T / ق الرسم البياني أدناه. أبراج التبريد تعمل على المبادلات الحرارية الكبيرة وعن طريق امتصاص الحرارة الكامنة لتبخير سائل العمل وانحسار مياه التبريد إلى الغلاف الجوي في وقت واحد. بينما العديد من المواد يمكن أن تستخدم وسائل العمل في دورة رانكين، والماء هو عادة السائل الاختيار بسبب خصائصه مواتية، مثل غير سامة وخامل والكيمياء، وفرة، وتكلفتها المنخفضة، فضلا عن خصائصه الحرارية . عن تكاثف بخار بخار تعمل على السائل يتم خفض الضغط عند مخرج التوربين والطاقة اللازمة بواسطة مضخة تغذية تستهلك فقط 1٪ إلى 3٪ من انتاج الطاقة التوربينات وهذه العوامل تساهم في كفاءة أعلى للدورة. ويقابل صالح هذا من درجات الحرارة المنخفضة البخار اعترف التوربينات (ق). توربينات الغاز، على سبيل المثال، لديها درجات الحرارة دخول التوربينات تقترب من 1500 درجة مئوية. ومع ذلك، فإن الكفاءة الحرارية لمحطات الطاقة البخارية الكبيرة الفعلية ومحطات توربينات الغاز الكبيرة الحديثة متشابهة.