Тепловая электростанция – это электростанция, в которой тепловая энергия преобразуется в электрическую . Как правило, тепло используется для кипячения воды в большом сосуде высокого давления для производства пара высокого давления , который приводит в действие паровую турбину , соединенную с электрическим генератором . Выхлоп низкого давления из турбины проходит через конденсатор пара и возвращается туда, где он был нагрет. Это известно как цикл Ренкина . Природный газ также можно сжигать непосредственно в газовой турбине , аналогично подключенной к генератору.
Гидроэлектростанции (вырабатывающие гидроэлектроэнергию ) исключены из этой категории, поскольку они преобразуют потенциальную энергию воды в электричество с помощью водяной турбины . Фотоэлектрические и ветряные электростанции также исключены.
Конструкция тепловых электростанций зависит от предполагаемого источника энергии: используются ископаемое топливо , ядерная и геотермальная энергия , солнечная энергия , биотопливо и сжигание отходов . Некоторые тепловые электростанции также предназначены для производства тепла для промышленных целей; для централизованного теплоснабжения ; или опреснение воды, в дополнение к производству электроэнергии.
Почти все угольные электростанции , нефтяные, атомные , геотермальные , солнечные теплоэлектростанции и мусоросжигательные заводы , а также все электростанции, работающие на природном газе, являются тепловыми. Природный газ часто сжигают в газовых турбинах , а также в котлах . Отработанное тепло газовой турбины в виде горячих выхлопных газов можно использовать для получения пара путем пропускания этого газа через парогенератор-утилизатор (HRSG). Затем пар используется для привода паровой турбины в комбинированном цикле .завод, повышающий общую эффективность. Электростанции, работающие на угле, мазуте или природном газе, часто называют электростанциями, работающими на ископаемом топливе . Появились также некоторые тепловые электростанции, работающие на биомассе . Неатомные тепловые электростанции, особенно электростанции, работающие на ископаемом топливе, которые не используют когенерацию , иногда называют обычными электростанциями .
Коммерческие электростанции общего пользования обычно строятся в больших масштабах и рассчитаны на непрерывную работу. Практически все электростанции используют трехфазные электрические генераторы для производства электроэнергии переменного тока (AC) частотой 50 Гц или 60 Гц . Крупные компании или учреждения могут иметь собственные электростанции для снабжения своих объектов теплом или электричеством, особенно если пар все равно создается для других целей. Паровые электростанции использовались для привода большинства кораблей на протяжении большей части 20-го века .. Судовые электростанции обычно напрямую соединяют турбину с гребными винтами корабля через редукторы. Электростанции на таких кораблях также обеспечивают паром меньшие турбины, приводящие в действие электрические генераторы для подачи электроэнергии. Ядерные морские силовые установки , за некоторыми исключениями, используются только на военных кораблях. Было много турбоэлектрических кораблей, в которых паровая турбина приводит в действие электрический генератор, который питает электродвигатель для движения .
Когенерационные установки, часто называемые установками комбинированного производства тепла и электроэнергии (ТЭЦ), производят как электроэнергию, так и тепло для технологического тепла или отопления помещений, например, пар и горячую воду.