سیکل حرارتی کالینا، نویدی بر بهبود کارایی

در سیکل کالینا، برخلاف سیک متعارف رانکین، از مخلوط آب- آمونیاک استفاده می شود. با این نوآوری می توان با تنظیم مناسب دو سیال در نقاط مختلف از مدار سیال کاری، بهترین شرایط را بدست آورد. به دلیل ماهیت دوجزئی سیال کاری تجهیزات اضافی نیز در سیکل قرار خواهد گرفت. مخلوط آب و آمونیاک در شرایط ترموفیزیکی نیروگاه، از نظر انتخاب معادله حالت و انطباق با داده های تجربی شبیه سازی شد. سپس سیکل کالینا با استفاده از نرم افزارهای تخصصی شبیه سازی و برای ۸ حالت مختلف شرایط بهینه سیکل بدست آمد. برای سیکل با خروجی یک مگاوات الکتریکی شرایط دما و فشار بسیار شبیه سیکل های رایج است (خروجی از بویلر ۵۰۰˚C و ۱۰۰۰۰KPa خروجی از توربین ۱۰۵˚C ۱۰۹ و ۱۹۹/۰۴KPa دمای خروجی کندانسور ۱۴.۵˚C). در سیکل کالیناسه سطح فشار وجود دارد: حد بالایی یا ورودی توربین که بستگی به طراحی و توان خروجی توربین دارد، حد میانی که به وسیله دما و ترکیب مایع اشباع خروجی از کندانسور تعیین می شود و حد پایینی یا خروجی از توربین که به وسیله دما و ترکیب مایع اشباع خروجی از برج جذب ثابت نگهداشته می شود. تابع هدف در بهینه سازی وابسته به پارامترهایی ماثل کارایی حرارتی، دمای تانک تبخیر ناگهانی، دبی جریان ورودی به آن، غلظت ها در نقاط مختلف سیکل و دبی جریان آب خنک کننده بوده است. این محاسبات نشان می دهد در یک سیکل ترکیبی کالینا، کارایی حرارتی به ۵۲.۸% خواهد رسید (در مقایسه با حداکثر ۴۰ درصد در سیکل های بخار متعارف ترکیبی). در مورد یک نیروگاه ۶۰۰ مگاواتی کشور این محاسبات انجام شد و مشاهده گردید که راندمان سیکل ۱۷/۲۱ درصد و خروجی نیز ۱۰۰ مگاوات افزایش خواهد یافت. هزینه سیکل کالینا به دلیل تعبیه برخی تجهیزات اضافی به میزان ۲۵ دلار در هر کیلووات نصب شده بیش از سیکل متعارف است.