Una turbina de vapor de mercurio es una forma de motor térmico que utiliza mercurio como fluido de trabajo de su ciclo térmico. Se ha utilizado una turbina de vapor de mercurio junto con una turbina de vapor [1] para generar electricidad . Este ejemplo de generación de ciclo combinado no fue ampliamente adoptado debido al alto costo de capital y al evidente peligro tóxico si el mercurio se filtrara al medio ambiente.
El ciclo de mercurio ofrece un aumento de eficiencia en comparación con un ciclo de solo vapor porque se puede inyectar energía en el ciclo de Rankine a una temperatura más alta. Los avances metalúrgicos han permitido que las plantas de vapor aumenten su eficiencia con el tiempo, dejando obsoletas las turbinas de vapor de mercurio. Las modernas centrales eléctricas de ciclo combinado funcionan con una eficiencia del 61% y sin ninguno de los problemas de seguridad inherentes a una central eléctrica de vapor de ciclo Rankine de mercurio binario.
El Electrical Year Book, 1937, [2] contenía la siguiente descripción de una turbina de vapor de mercurio que funcionaba para uso comercial:
La ventaja de operar una turbina de vapor de mercurio junto con una central eléctrica de vapor radica en el hecho de que el ciclo completo puede funcionar en un rango muy amplio de temperaturas sin emplear ninguna presión anormal. El escape de la turbina de mercurio se utiliza para generar vapor para la turbina de vapor. Hartford Electric Light Co. (EE.UU.) tiene un turbogenerador de 10.000 kW impulsado por vapor de mercurio, que llega a la turbina a 70 lb por pulgada cuadrada (manométrica), 880 °F. El vapor de mercurio se condensa a 445 °F y genera 129 000 lb de vapor por hora. a una presión de 280 lb por pulgada cuadrada. Este último se sobrecalienta a 735°F y se pasa a las turbinas de vapor. Durante 4 meses de operación continua, esta planta promedió alrededor de 0,715 libras de carbón por kWh de producción neta, aproximadamente el 43% de la producción provino del generador de turbina de mercurio y el 57% de la planta de vapor. A plena carga mantenida, la producción de calor promedia 9800 BTU por kWh neto [34,8% de eficiencia]. Se cree que los costes de mantenimiento serán menores que en una planta de vapor normal. La contrapresión de la turbina de mercurio está fijada por la presión de la caldera de vapor; sólo se necesita una pequeña bomba de vacío, ya que no hay aire ni ningún otro gas en el sistema de mercurio.
Las plantas de energía diseñadas por William Le Roy Emmet fueron construidas por General Electric y operadas entre 1923 y 1950. Las grandes plantas incluyeron: