Clausius-Rankine-Kreisprozess

Der Clausius-Rankine-Kreisprozess ist ein thermodynamischer Kreisprozess, benannt nach dem deutschen Physiker Rudolf Julius Emanuel Clausius und dem schottischen Ingenieur William John Macquorn Rankine. Er dient als Vergleichsprozess für das Dampfkraftwerk in seiner einfachsten Konstellation mit Dampfturbine T, Kondensator Ko, Speisepumpe Sp und Kessel mit Überhitzer Ke. In Dampfkraftwerken wird mechanische Arbeit gewonnen, indem ein Arbeitsmittel (meist Wasser, beim Organic Rankine Cycle auch andere, z. B. Ammoniak oder Silikonöle) in einem geschlossenen Kreislauf abwechselnd durch Wärmezufuhr bei hohem Druck verdampft und nach Entspannung unter Abgabe von Arbeit durch Wärmeabfuhr bei niedrigem Druck kondensiert. Um das im Vergleich zum Dampf sehr geringe Volumen des Kondensats wieder gegen den Dampfdruck in den Kessel zurück zu fördern, muss die Speisepumpe nur einen Bruchteil der Arbeit aufbringen, die bei der Entspannung des durch die Überhitzung noch vergrößerten Dampfvolumens in einer Turbine oder einer Kolbenmaschine freigesetzt wird. Wie alle thermodynamische Kreisprozesse kann auch der Clausius-Rankine-Kreisprozess den Wirkungsgrad des entsprechenden Carnot-Prozesses nicht übertreffen, der wesentlich vom technisch beherrschbaren Dampfdruck bzw. der erreichbaren Temperatur abhängt.