Yhdistelmäkiertoiset kaasuvoimalat ovat sähköntuotantoon käytettävä maakaasuvoimalatyyppi, joka koostuu yksinkertaisen kierron kaasuvoimalasta yhdistettynä toiseen höyrykoneeseen, joka käyttää Rankine-kiertoa. Ensimmäisen kaasuturbiinin kuumat pakokaasut johdetaan höyrykoneeseen, ja niiden lämpöä käytetään höyryn tuottamiseen. Tämä höyry voi sitten paisua toisen turbiinin läpi, mikä tuottaa vielä enemmän sähköä ja lisää laitoksen kokonaishyötysuhdetta. Näiden laitosten hyötysuhde voi olla jopa 55 prosenttia, mutta niiden toimitusajat ovat yleensä hitaampia kuin yksinkertaisen kierron maakaasulaitosten. Yhdistetyn kierron kustannukset ovat yleensä korkeammat. EIA arvioi, että yksinkertaisen syklin voimalaitoksen kustannukset ovat noin 389 Yhdysvaltain dollaria/kW, kun taas yhdistetyn syklin voimalaitosten kustannukset ovat 500-550 Yhdysvaltain dollaria/kW.
Toiminta
Voimalaitoksen ensimmäinen osa toimii kaasuturbiinin avulla, ja sen yksityiskohtiin voi tutustua sen sivulla täällä. Pohjimmiltaan se toimii puristamalla ilmaa, ruiskuttamalla polttoainetta ja sytyttämällä seoksen, joka laajenee turbiinin läpi ja saa sen pyörimään. Tämä turbiini on kytketty generaattoriin, joka sitten saa aikaan sähkövirran. Tässä prosessissa syntyy kuumia pakokaasuja, jotka tyypillisesti haihdutetaan yksinkertaisessa syklilaitoksessa (jolloin vapautuu hukkalämpöä).
Pakokaasut saadaan virtaamaan kohti seuraavaa yksikköä, jota kutsutaan lämmön talteenottohöyrygeneraattoriksi (HRSG). HRSG on pohjimmiltaan lämmönvaihdin, jossa kuumien kaasujen lämpöä käytetään esilämmitetyn veden keittämiseen höyryksi. Tämän jälkeen höyry paisuu turbiinin läpi ja tuottaa sähköä. Kun höyry on kulkenut läpi, se tiivistyy ja kierrätetään.
Alla on lyhyt Tennessee Valley Authorityn video, jossa prosessia visualisoidaan:
Lisälukemista
- Simple cycle gas plant
- Gasiturbiini
- Cogeneration
- Steam
- Heat exchanganger
- Or explore a random page
- Wikimedia Commons , Available: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/fd/Shazand_Combined-cycle_power_plant.JPG
- IESO, Natural Gas – Simple/Combined Cycle Generation , Available: http://www.powerauthority.on.ca/current-electricity-contracts/sc-cc
- Paul Breeze. (2005) Power Generation Technologies , Saatavissa: https://books.google.co.uk/books?id=D9qSDgTbRZoC&pg=PA59&dq=%22Simple+cycle+combustion+turbine%22&hl=en&sa=X&ei=8A4sUYaND4vA9QSSqIDIDw#v=onepage&q=%22Simple%20cycle%20combustion%20turbine%22&f=false
- Wartsila, Combined Cycle Plant for Power Generation: Johdanto , Saatavissa: http://www.wartsila.com/power-plants/learning-center/technical-comparisons/combined-cycle-plant-for-power-generation-introduction
- Taken from ’http://www.tva.gov/power/comb_cycle_video.htm’, accessed June 12th, 2015. Tätä videota käytetään Creative Commons -lisenssillä, joka löytyy täältä: https://en.wikipedia.org/wiki/File:Combined_cycle_animation.ogv (käytetty myös 12. kesäkuuta 2015).