Redigerer Clausius–Rankine-prosessen (avsnitt)

== Variasjoner av den grunnleggende Clausius–Rankine-prosess ==
Den samlede termodynamiske virkningsgraden kan økes ved å øke den gjennomsnittlige [[varme]] inngangens [[temperatur]] av syklusen. Dette kan uttrykkes:

:<math>\bar{T}_\text{in} = \frac{\int_2^3 T\,dQ}{Q_\text{in}}</math>

der '''T''' er temperaturen og de øvrige konstanter som over. Å øke temperaturen på dampen i regionen for overheting er en enkel måte å gjøre dette på. Det er finnes også variasjoner av den grunnleggende Clausius–Rankine-prosessen som øker den termiske virkningsgraden av syklusen på denne måten, to av disse er beskrevet nedenfor.

=== Clausius–Rankine-prosessen med oppvarmer ===
[[Fil:Rankine_cycle_with_reheat.jpg|mini|Clausius–Rankine-prosessen med overheter.]]

Hensikten med en prosess med overheter er å fjerne fuktighet i dampen i de siste trinnene av ekspansjonen. Ved denne varianten kan det være to [[turbin]]er som arbeider i serie. Den første mottar damp fra kjelen under høyt trykk. Etter at dampen har gått gjennom den første turbinen går den tilbake til dampkjelen og blir oppvarmet på nytt før den ledes gjennom en lavtrykksturbin. Temperaturene ved gjengoppvarming (på engelsk ''reehating'') er veldig nær eller lik temperaturen ved innløpet, mens det optimale trykket ved gjengoppvarming som er nødvendig, bare er en fjerdedel av det opprinnelige kjeletrykket. Andre fordeler er at dette hindrer damp fra å [[Kondensasjon|kondensere]] under ekspansjonen og dermed reduseres skader på turbinbladene. Dermed forbedres virkningsgraden for syklusen fordi mer av varmestrømmen inn i prosessen skjer ved høyere temperaturer.

Gjengoppvarmingssyklusen ble først introdusert i 1920-årene, men først mange år senere ble dette benyttet i praktisk drift av dampturbiner. I 1940-årene ble dette introdusert på nytt på grunn av økende bruk av høytrykksdampkjeler, og til slutt ble dobbel gjennoppvarming innført i 1950-årene. Ideen bak dobbel gjenoppvarming er å øke den gjennomsnittlige temperaturen. En fant ut at mer enn to stadier av gjenoppvarming var unødvendig, siden det neste stadiet bare øker syklusens virkningsgrad halvparten så mye som i det foregående trinnet. Dobbel gjenoppvarming brukes vanligvis i dampkraftverk som drives opptil superkritisk trykk.

=== Regenerativ Clausius–Rankine-prosess ===
[[Fil:Regenerative_rankine_cycle.jpg|mini|Regenerativ Clausius–Rankine-prosess]]

Den regenerative Clausius–Rankine-prosessen benevnes så fordi arbeidsmediet fra kondenseren (kan være i form av en komprimert væske) er oppvarmet av damp tappet fra den varme delen av prosessen. På diagrammet er dette vist hvor væske ved trinn nummer 2 blir blandet med væske fra trinn 4 (begge med samme trykk) og ender opp som mettet væske ved trinn 7. Dette kalles "direkte-kontakt oppvarming". Denne Clausius–Rankine-prosess (med forskjellige andre mindre varianter) er ofte brukt i dampkraftverk.

En annen variant tar ut damp fra mellomturbintrinnene til en fødevannshetere for å forvarme vannet på sin vei fra kondenseren til dampkjelen. Slike varmevekslerne blander ikke damp på veg til turbinene og kondensatvann, og de fungerer som vanlige rørformede varmevekslere. De kalles "lukkede fødevannsoppvarmer".

Regenereringen øker syklusens temperatur ved inngangen ved å eliminere tillegg av varme fra kjelen eller en egen drivstoffkilde på den relativt lave temperaturen for fødevannet som ville vært uten regenerativ oppvarming av fødevannet. Dette forbedrer virkningsgraden til prosessen, fordi mer av varmenstrømme inn til prosessen skjer ved høyere temperatur.