I generatori di vapore sono utilizzati per sfruttare l'energia liberata come calore in un'ampia varietà di processi e convertirla in una forma più utile, come l'energia meccanica ed elettrica. Il calore utilizzato è tipicamente prodotto intenzionalmente per la produzione di energia elettrica o viene catturato come sottoprodotto di qualche altro processo industriale. La fonte immediata del calore è solitamente sporca, come il combustibile radioattivo in una centrale nucleare, quindi il primo passo della produzione di energia a vapore è trasferire quel calore in acqua pulita con uno scambiatore di calore. Ciò avviene facendo in modo che la fonte di calore elevi la temperatura di un mezzo di scambio, come un olio, che viene fatto circolare in un circuito chiuso. L'olio a sua volta riscalda un serbatoio d'acqua senza contaminarlo.

Generazione di vapore

L'olio bollente viene fatto circolare attraverso un bagno d'acqua per generare vapore. Esistono diversi schemi geometrici per fare ciò, ma il principio rimane lo stesso. Il liquido di riscaldamento viene deviato in molti tubi più piccoli per aumentare il contatto superficiale con l'acqua e facilitare il rapido scambio di calore e la produzione di vapore. Il vapore prodotto nelle moderne centrali nucleari e carbone è spesso in condizioni supercritiche, o al di sopra del punto critico nel diagramma di fase dell'acqua (374 gradi Celsius e 22 MPa).

Conversione del calore in elettricità

Il vapore supercritico è sovraccarico di energia. L'energia del vapore viene convertita in energia meccanica forzandola attraverso una turbina a vapore. L'alta pressione del vapore spinge le numerose lame angolate della turbina, facendo ruotare l'albero. Questa energia meccanica viene convertita in elettricità utilizzando la potenza che forma l'albero rotante per trasformare un generatore elettrico. La turbina che viene costruita nell'immagine può generare fino a 65 megawatt di elettricità.