什么是兰金周期(the Rankine Cycle)？

兰金循环是一个术语，描述了一个用热来做功的过程。它是以苏格兰工程师和物理学家威廉·约翰·麦奎恩·兰金的名字命名的。一般来说，热产生的蒸汽驱动涡轮机。它主要用于发电，截至2011年，约占全世界用电量的80%。一些太阳能发电厂采用有机朗肯循环技术。其基本原理是一种流体——通常是水，但被称为"工作流体"——在闭合回路中流动，由四个主要部件组成：泵、锅炉、涡轮机和冷凝器。在锅炉中，外部热源将液体工作流体转化为驱动涡轮机的蒸汽，然后冷凝成液体，然后泵回锅炉。蒸汽在高达1000°F（538°C）和压力高达4500 psig（31，026.4 kPag）-正是这种高温高压气体的膨胀驱动涡轮轴，产生一个可以发电或驱动发动机的旋转。兰金循环效率可以达到40%左右。这一过程是大多数发电厂的基础，在这些电厂中，燃料被用作发电的热源可以是石油、煤炭、天然气、生物量或核能；由于热源是外部的，任何能产生足够热量的东西都可以使用。小规模的兰肯循环技术也可以用于开发传统发电厂的废热。例如，燃气发电站使用燃烧式涡轮机来产生热废气，与朗肯循环涡轮机不同，它们不在闭环中运行，可以将其与使用热气体产生蒸汽的朗肯循环发电机相结合，从而大大提高能源效率除水以外的液体可用于朗肯循环，在这种循环中，它们在特殊应用中具有优势。例如，在非常冷的条件下运行的发电厂可能需要一种冰点较低的液体。如前所述，在利用燃气发电站的热废气作为热源的朗肯循环发电机中，使用了许多有机流体，并成功地使用了戊烷这种方式被称为有机朗肯循环（ORC）。许多可再生能源项目使用ORC技术来发电。它经常被用于地热发电站，而且这种系统已经被应用于一些太阳能发电厂，那里的阳光集中提供热量来驱动循环。小型发电机利用这项技术可以开发各种工业过程中的废热。