Höyrykiertojen

Höyrykiertojen käsite viittaa järjestelmien ja prosessien energia- ja lämmönsiirtoihin, joissa vesihöyryä käytetään suljetussa kiertokulussa. Tyypillisesti höyrykierron muodostaa boilerissa tuotettu höyry, jonka turbiini pyörittää, kondensaattori missä höyry tiivistyy takaisin veteen, sekä nostokoneisto eli pumppu, joka palauttaa tiivistyneen veden takaisin kattilaan. Kierto on suunniteltu siten, että lämpöenergia muutetaan mekaniseksi energiaksi turbiinissa ja osa energiasta voidaan palauttaa sekä hyödyntää prosessilämpötilojen ylläpitoon.

Perinteinen Rankine-kierto on yleisin malli höyrykiertojen energianmuutoksessa. Siinä keitettävän veden höyryminen tuottaa turbiiniin mekaanista energiaa, jota voidaan muuntaa sähköksi generaattorissa. Käytöstä riippuen kierrossa käytetään esilämmitystä tai teleskoottista lämmön talteenottoa (regeneraatio) sekä mahdollisesti uudelleenlämmitystä (reheat) korkeammalla lämpötilalla, jotta hyötysuhde paranee.

Teollisuudessa ja voimalaitoksissa kehitetään kiertoja erilaisilla variantteilla. Esimerkiksi superkriittiset ja ultra-superkriittiset kierrot käyttävät erittäin korkeita paineita ja lämpötiloja, mikä parantaa hyötysuhdetta. Oheisilla kierron ratkaisuilla, kuten orgaanisella Rankine-kierrolla (ORC), voidaan hyödyntää matalampia lämpötiloja ja jätteh genius. Kestävyyden ja kustannusten näkökulmasta höyrykiertojen optimointi sisältää usein energiankeruuta, jäähdytysjärjestelmiä ja lämmönvaihtimia.

Käyttökohteita ovat sähkön- ja lämmöntuotanto, teolliset prosessit sekä lämpötilan ja paineen hallinta suurissa rakennus- ja kunnallistekniikkahankkeissa. Höyrykiertojen kehitys tähtää parempaan energiatehokkuuteen ja pienempiin päästöihin.