Os geradores de vapor são usados ​​para aproveitar a energia liberada como calor em uma ampla variedade de processos e convertê-la em uma forma mais útil, como energia mecânica e elétrica. O calor usado é tipicamente produzido intencionalmente para a produção de eletricidade ou é capturado como um subproduto de algum outro processo industrial. A fonte imediata do calor é geralmente suja, como o combustível radioativo em uma usina nuclear, então o primeiro passo da geração de energia a vapor é transferir esse calor para a água limpa com um trocador de calor. Isso é feito com a fonte de calor elevando a temperatura de um meio de troca, como um óleo, que é circulado em um circuito fechado. O óleo, por sua vez, aquece um reservatório de água sem contaminá-lo.

Geração de vapor

O óleo quente é circulado por um banho de água para gerar vapor. Existem vários esquemas geométricos diferentes para fazer isso, mas o princípio permanece o mesmo. O líquido de aquecimento é desviado para muitos tubos menores para aumentar o contato da superfície com a água e facilitar a troca rápida de calor e a produção de vapor. O vapor produzido nas modernas usinas nucleares e de carvão está frequentemente em condições supercríticas, ou acima do ponto crítico no diagrama de fases da água (374 graus Celsius e 22 MPa).

Conversão de calor para eletricidade

O vapor supercrítico está sobrecarregado de energia. A energia do vapor é convertida em energia mecânica, forçando-a através de uma turbina a vapor. A alta pressão do vapor empurra as muitas lâminas anguladas da turbina, fazendo com que o eixo gire. Essa energia mecânica é convertida em eletricidade usando a força do eixo rotativo para girar um gerador elétrico. A turbina que está sendo construída na imagem pode gerar até 65 megawatts de eletricidade.