Les générateurs de vapeur sont utilisés pour capter l'énergie libérée sous forme de chaleur dans une grande variété de processus et la convertir en une forme plus utile, telle que l'énergie mécanique et électrique. La chaleur utilisée est généralement produite intentionnellement pour la production d'électricité ou est capturée comme sous-produit d'un autre processus industriel. La source immédiate de la chaleur est généralement sale, comme le combustible radioactif dans une centrale nucléaire, de sorte que la première étape de la production d'énergie à vapeur est de transférer cette chaleur dans de l'eau propre avec un échangeur de chaleur. Ceci est fait en faisant en sorte que la source de chaleur élève la température d'un milieu d'échange, tel qu'une huile, qui circule dans un circuit fermé. À son tour, l'huile réchauffe un réservoir d'eau sans le contaminer.

Génération de vapeur

L'huile chaude circule dans un bain-marie pour produire de la vapeur. Il existe plusieurs schémas géométriques différents pour ce faire, mais le principe reste le même. Le liquide de chauffage est détourné dans de nombreux tuyaux plus petits pour augmenter son contact avec l'eau et faciliter l'échange rapide de chaleur et la production de vapeur. La vapeur produite dans les centrales nucléaires et au charbon modernes est souvent dans des conditions supercritiques ou au-dessus du point critique du diagramme de phase de l'eau (374 degrés Celsius et 22 MPa).

Conversion de la chaleur en électricité

La vapeur supercritique est surchargée d'énergie. L'énergie de la vapeur est convertie en énergie mécanique en la forçant à travers une turbine à vapeur. La haute pression de la vapeur pousse sur les nombreuses pales inclinées de la turbine, entraînant la rotation de l'arbre. Cette énergie mécanique est convertie en électricité en utilisant la puissance de l'arbre rotatif pour faire tourner un générateur électrique. La turbine en cours de construction sur l'image peut générer jusqu'à 65 mégawatts d'électricité.