Ο κύκλος Rankine με κλειστά θερμαντήρια νερού για προσφορά έχει τα πλεονεκτήματά του και χρησιμοποιείται συνήθως σε όλες τις σύγχρονες ενεργειακές εγκαταστάσεις. Κλειστό θερμαντήριο νερού για προσφορά χρησιμοποιεί ένδειξη ανταλλαγής θερμότητας, δηλαδή το ατμόπνευμα ή το βλεννό ατμόπνευμα που εξάγεται από την τουρβίνα μεταφέρει τη θερμότητα έμμεσα στο νερό για προσφορά σε θερμαντήριο ανταλλαγής θερμότητας με κελύφος και σωλήνα. Επειδή το νερό και το ατμόπνευμα δεν αναμιγνύονται άμεσα, τόσο το κύκλωμα του ατμού όσο και το κύκλωμα του νερού βρίσκονται σε διαφορετικές πίεσεις. Το κλειστό θερμαντήριο νερού για προσφορά στον κύκλο αναπαρίσταται στο διάγραμμα T-s όπως φαίνεται παρακάτω στο Σχήμα:1.
Θεωρητικά ή ιδανικά, η ανταλλαγή θερμότητας σε κλειστό θερμαντήριο νερού για προσφορά θα πρέπει να γίνεται με τέτοιον τρόπο ώστε η θερμοκρασία του νερού για προσφορά να αυξηθεί στη θερμοκρασία κατάψυξης του ατμού (θέρμανση του νερού για προσφορά).
Ωστόσο, στην πραγματική λειτουργία της εγκατάστασης, η μέγιστη θερμοκρασία που μπορεί να επιτευχθεί από το νερό για προσφορά είναι συνήθως ελαφρώς μικρότερη από την θερμοκρασία κατάψυξης του ατμού. Ο λόγος γι' αυτό μπορεί να είναι ότι απαιτείται μια μικρή διαφορά θερμοκρασιακής κλίμακας για την αποτελεσματική και αποδοτική ανταλλαγή θερμότητας.
Αυτός ο κόνδυμος ή το καταψηνόμενο ατμόπνευμα από το κελύφος του θερμαντηρίου μεταφέρεται στο επόμενο θερμαντήριο (χαμηλής πίεσης) στον κύκλο ή μερικές φορές στον καταψύκτη.
Οι ανοιχτοί και κλειστοί θερμαντήριοι νερού για προσφορά μπορούν να διαφοροποιηθούν ως εξής:
Ανοιχτό θερμαντήριο νερού για προσφορά |
Κλειστό θερμαντήριο νερού για προσφορά |
Ανοιχτό και απλό |
Πιο περίπλοκο στο σχεδιασμό |
Καλές χαρακτηριστικές ανταλλαγής θερμότητας |
Λιγότερο αποτελεσματική ανταλλαγή θερμότητας |
Άμεση ανάμιξη εξαγόμενου ατμού και νερού για προσφορά σε πίεση σε δεξαμενή |
Έμμεση ανάμιξη νερού για προσφορά και ατμού σε θερμαντήριο ανταλλαγής θερμότητας με κελύφος και σωλήνα. |
Απαιτείται πόμπος για τη μεταφορά του νερού στην επόμενη φάση στον κύκλο. |
Οι κλειστοί θερμαντήριοι νερού για προσφορά δεν απαιτούν πόμπο και μπορούν να λειτουργήσουν με τη διαφορά πίεσης μεταξύ των διαφόρων θερμαντηρίων στον κύκλο. |
Απαιτεί περισσότερη επιφάνεια |
Απαιτεί λιγότερη επιφάνεια |
Μικρότερη δαπάνη |
Μεγαλύτερη δαπάνη |
Όλες οι σύγχρονες ενεργειακές εγκαταστάσεις χρησιμοποιούν συνδυασμό ανοιχτών και κλειστών θερμαντηρίων νερού για προσφορά για την εξαγωγή της θερμικής απόδοσης του κύκλου.
Η μηχανική θερμοδυναμική εξετάζει τη μετατροπή της τιμής μορφής ενέργειας (θερμότητα) σε εργασία. Στις ενεργειακές εγκαταστάσεις, αυτό γίνεται μεταφέροντας την θερμότητα στο εργαστικό υγρό, το νερό. Έτσι, το στόχος είναι να αποφευχθεί η απώλεια θερμότητας του ατμού στους καταψυκτές του ατμοτουρβίνα. Αυτό είναι δυνατό αν βρούμε τον τρόπο να χρησιμοποιήσουμε τον χαμηλό πίεσης ατμό που εισέρχεται στον καταψύκτη.
Η συνενέργεια είναι η έννοια της χρήσης της θερμότητας του ατμού για χρήσιμο σκοπό, αντί να χαθεί (παραδοσιακά χάνεται στους καταψυκτές).
Η συνενέργεια σημαίνει Συνδυασμός Θερμότητας και Δύναμης (CHP), δηλαδή τη γενική παραγωγή θερμότητας και δύναμης ταυτόχρονα για τη βιομηχανία που απαιτεί θερμότητα παραγωγής ατμού. Σε μια εγκατάσταση συνενέργειας, η θερμότητα και η δύναμη χρησιμοποιούνται οικονομικά, έτσι η απόδοση της μπορεί να φτάσει στο 90% ή περισσότερο. Η συνενέργεια προσφέρει οικονομίες ενέργειας.
