Supercritical Pressure and Binary Vapor Cycle क्या है? | Steam Power Plant in Hindi

Supercritical Pressure Cycle तथा Binary Vapor Cycle आधुनिक Steam Power Plant Engineering की महत्वपूर्ण तकनीकें हैं। इनका मुख्य उद्देश्य Thermal Efficiency बढ़ाना, Fuel Consumption कम करना तथा Power Generation को अधिक प्रभावी बनाना है। आधुनिक Thermal एवं Nuclear Power Plants में इन दोनों तकनीकों का व्यापक उपयोग किया जाता है।

Supercritical Pressure क्या है?

जब किसी पदार्थ का Pressure उसके Critical Pressure से अधिक हो जाता है, तब उसे Supercritical Pressure कहा जाता है। Water के लिए Critical Pressure लगभग 22.06 MPa (220.6 bar) तथा Critical Temperature लगभग 374°C होती है।

Supercritical Pressure पर Water और Steam के बीच कोई स्पष्ट Phase Change नहीं होता। अर्थात Water सीधे Supercritical Fluid में परिवर्तित हो जाता है तथा Boiling Process समाप्त हो जाती है।

Supercritical Rankine Cycle

Supercritical Rankine Cycle में Boiler का Operating Pressure Water के Critical Pressure से अधिक रखा जाता है। इस कारण Boiler में Bubble Formation नहीं होती तथा Heat Addition लगातार होती रहती है। इससे Average Heat Addition Temperature बढ़ जाती है और Cycle की Thermal Efficiency अधिक हो जाती है।

Working of Supercritical Pressure Cycle

1. Feed Water Pump Water को Supercritical Pressure तक Compress करता है।
2. Boiler में Water बिना Boiling के लगातार Heat Absorb करता है।
3. Supercritical Fluid Turbine में Expand होकर Mechanical Work उत्पन्न करता है।
4. Steam Condenser में Condense होकर पुनः Water बन जाती है।
5. Feed Water Pump Water को पुनः Boiler में भेज देता है।

Advantages of Supercritical Pressure Cycle

• Thermal Efficiency अधिक होती है।
• Fuel Consumption कम होती है।
• Specific Steam Consumption कम होती है।
• CO₂ Emission कम होती है।
• Boiler Size छोटा हो सकता है।
• Power Output अधिक प्राप्त होता है।
• Heat Addition अधिक प्रभावी होती है।

Disadvantages of Supercritical Pressure Cycle

• Initial Cost अधिक होती है।
• High Pressure Equipment की आवश्यकता होती है।
• Special Alloy Materials का उपयोग करना पड़ता है।
• Maintenance अधिक कठिन होती है।
• Plant Control अधिक Complex होता है।

Applications of Supercritical Pressure Cycle

• Super Thermal Power Plants
• Ultra Supercritical Power Plants
• Nuclear Power Plants
• Large Steam Power Stations

Binary Vapor Cycle क्या है?

Binary Vapor Cycle एक Combined Vapor Power Cycle है जिसमें दो अलग-अलग Working Fluids का उपयोग किया जाता है। सामान्यतः Mercury-Water Cycle या अन्य उच्च एवं निम्न Boiling Point वाले Fluids का उपयोग किया जाता है। High Temperature Fluid पहले Turbine चलाता है तथा उसके बाद उसकी Heat दूसरे Fluid को दी जाती है जिससे दूसरा Turbine भी चलता है।

Binary Vapor Cycle का मुख्य उद्देश्य Heat Energy का अधिकतम उपयोग करना तथा Overall Plant Efficiency बढ़ाना होता है।

Working of Binary Vapor Cycle

1. High Temperature Fluid (जैसे Mercury) Boiler में Heat प्राप्त करता है।
2. Mercury Turbine में Expand होकर Mechanical Work उत्पन्न करता है।
3. Mercury Condenser में अपनी Heat Water को Transfer करता है।
4. Water Steam बनकर दूसरे Steam Turbine में प्रवेश करती है।
5. Steam दूसरी बार Mechanical Work उत्पन्न करती है।
6. Steam Condenser में Condense होकर पुनः Feed Pump द्वारा Boiler में भेज दी जाती है।

Advantages of Binary Vapor Cycle

• Thermal Efficiency अधिक होती है।
• Heat Utilization बेहतर होती है।
• Fuel Consumption कम होती है।
• Waste Heat का उपयोग किया जा सकता है।
• Power Output अधिक प्राप्त होता है।
• Overall Cycle Performance बेहतर होती है।

Disadvantages of Binary Vapor Cycle

• Plant Design अधिक Complex होती है।
• Initial Cost अधिक होती है।
• दो अलग-अलग Working Fluids की आवश्यकता होती है।
• Maintenance Cost अधिक होती है।
• Mercury आधारित Systems में Environmental Risk हो सकता है।

Supercritical Pressure Cycle और Binary Vapor Cycle में अंतर

Applications of Binary Vapor Cycle

• Geothermal Power Plants
• Waste Heat Recovery Systems
• Nuclear Power Plants
• Industrial Cogeneration Plants
• Combined Cycle Power Plants

Exam Point of View

• Supercritical Pressure की Definition।
• Critical Pressure एवं Critical Temperature।
• Working of Supercritical Pressure Cycle।
• Binary Vapor Cycle की Working।
• Advantages एवं Disadvantages।
• Difference between Supercritical Pressure Cycle and Binary Vapor Cycle.
• Applications.

Conclusion

Supercritical Pressure Cycle तथा Binary Vapor Cycle दोनों आधुनिक Steam Power Plant Engineering की उन्नत तकनीकें हैं। Supercritical Cycle में Water को Critical Pressure से अधिक Pressure पर उपयोग किया जाता है जिससे Thermal Efficiency बढ़ती है। वहीं Binary Vapor Cycle में दो अलग-अलग Working Fluids का उपयोग करके Heat Energy का अधिकतम उपयोग किया जाता है। दोनों Cycles का उद्देश्य Fuel की बचत करना, Power Output बढ़ाना तथा आधुनिक Power Plants की Overall Performance में सुधार करना है।