Suurnopeustekniikkaan perustuva ORC-voimala 

Tutkijat tänään: Jaakko Larjola, Jari Backman, Petri Sallinen, Juha Honkatukia, Teemu Turunen-Saaresti 
Laboratoriohenkilöstö: Laboratoriojaos sekä Ente-Säte-Työpaja
Rahoitus: Tekes, Tri-O-Gen, Wärtsilä Finland, Imatran Kone Oy, High Speed Tech Oy Ltd
Yhteistyökumppanit: High Speed Tech Oy Ltd, Tri-O-Gen B.V., Wärtsilä Finland, Imatran Kone Oy, Elomatic Oy, Mikkelin AMK, Vahterus Oy

Tutkimuksen alku:
Aloitettu jo 1981 suurnopeustekniikan ensimmäisenä projektina, jatkuu edelleen

ORC-prosessilla tarkoitetaan Rankine-prosessia, jossa kiertoaineena veden sijasta on sopiva orgaaninen neste. Koska orgaanisen nesteen suhteellinen latenttilämpö on paljon pienempi kuin vedellä, voidaan yhden painetason ORC-prosessilla saavuttaa sama tai parempi hyötysuhde kuin kahden painetason vesihöyryprosessilla esim. dieselin savukaasulämpöä hyödynnettäessä.

Tästä johtuen ORC-prosessilla voidaan hyödyntää myös alempilämpötilaisia hukkalämpölähteitä, mikä ei yleensä ole kannattavaa vesihöyryprosessilla. 
 
Edelleen, orgaanisen nesteen ominaisentalpiapudotus turbiinissa on paljon pienempi kuin vesihöyryllä, mikä mahdollistaa ORC-prosessin rakentamisen hyvähyötysuhteiseksi myös pienitehoisena.

Vuoden 2010 tutkimuksen esittelytaulu yliopiston käytävällä (englanniksi)

Käytännöllisten tulosten ohella projekti on tuottanut myös yhden väitöskirjatyön (Talonpoika) ja kaksi lisensiaatin työtä (Lindgren ja Honkatukia). Ks. myös radiaalikompressorin ja -turbiinin virtausdynamiikan laskenta.
 
Kirjallisuus: 
J.P. van Buijtenen, J. Larjola, T. Turunen-Saaresti, J. Honkatukia, H. Esa, J. Backman, A. Reunanen: Design and validation of a new high expansion ratio radial turbine for ORC application. 5th European conference on Turbomachinery, Proceedings, pp. 1091-1104, Praha, March 17-22, 2003

J. Hoffren, T. Talonpoika, J. Larjola, T. Siikonen: Numerical Simulation of Real-Gas Flow in a Supersonic Turbine Nozzle Ring. ASME Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, Vol 124, pp. 395 - 403, April 2002.

J. Kaikko, L. Hunyadi, A. Reunanen, J. Larjola: Comparison between air bottoming cycle and organic Rankine cycle as bottoming cycles. Second Int. Heat Powered Cycles Conf. HPC'01, Paris 5th - 7th September, pp. 195-202, 2001.

Reunanen A., Honkatukia J., Esa H., Pitkänen H., Lattu J., Larjola J.: ORC-voimalan soveltuvuus hyödyntämään dieselvoimalan hukkalämpöä. Tekes DrNo 1549/401/98, loppuraportti. Lappeenranta University of Technology publication, EN B-132, 50 s., 2000.

T. Jokinen, J. Larjola, I. Mikhaltsev: Power Unit for Research Submersible. Elecship 98; International conference on electric ship, Istanbul September 1st, proceedings pp. 114-118, 1998.

J. Larjola: Method and apparatus for improving the efficiency of a small-size power plant based on the ORC-process, U.S. patent 5,570,579, Nov. 5, 1996.

J. Larjola: Turbiinin laskenta ORC-prosessin staattisessa ohjelmassa (The calculation of turbine in the static programme for ORC-process), Lappeenranta University of Technology publication, EN B-100, 32 p., 1996.

J. Larjola, M. Nuutila: District heating plant converted to produce also electric power, 27th UNICHAL Congress, June 12-14, Stockholm 1995. Report 228 E, 14 p., UNICHAL, Zurich 1995.

J. Larjola: Electricity from industrial waste heat using high-speed organic Rankine cycle (ORC). Int. Journal of Production Economics, vol. 41, pp. 227-235, 1995.

K. Helevirta, J. Larjola: Lämmön ja sähkön yhteistuotanto ORC-tekniikalla. Kunnalliselämä, No 7, pp. 23-25, 1995.

J. Larjola: Elecricity from industrial waste heat using High Speed organic Rankine cycle, Production Research 1993, editors V. Orpana and A. Lukka (proceedings of the 12th International Conference on Production Research, Lappeenranta, 16-20 August, 1993), Elsevier Publ. Co., pp. 681-682, Amsterdam/London/New York/Tokyo, 1993.

J. Larjola, 0. Lindgren, E. Vakkilainen: Sähköä hukkalämmöstä. Kauppa- ja teollisuusministeriö, Energiaosasto, publication No D: 194, 152 p., Helsinki 1991.

J. Larjola: Electricity from Waste Heat Using the Organic Rankine Cycle (ORC), Energy Exploration & Exploitation, Volume 9, No 4, pp. 205-219, 1991.

J. Larjola, 0. Lindgren, E. Vakkilainen: Pienoisvoimala - sähköä teollisuuden ja laivojen hukkalämmöstä (ORC-power plant: electricity from the waste heat of industry and ships), Loppuraportti, Lappeenranta University of Technology publication, EN B-68, 246 p., 1990.

J. Larjola: ORC power plant based on High Speed Technology, Proceedings of Conference on High Speed Technology, August 21-24, 1988, Lappeenranta, Finland. Lappeenranta University of Technology, Department of Energy Technology, publication No ENTE D- 15, pp. 63-77, 1988.

J. Larjola, P. Sarkomaa, S. Suistoranta: New technology ORC-plant for heat recovery of Diesel engines. 17th International congress on Combustion Engines (CIMAC'87), part Diesel Engines, paper D-12, 22 p., Warsaw June 8-11, 1987.

J. Larjola: Miniatyr kraftverk för utnyttjandet av industriell spillvärme. Energi Ökonomisering, demonstrations-projekter (proceedings of the Nordisk Ministerråd conference, Copenhagen 9-10.11.1987), Nordik Ministerråd publication No 65:1987, p. 71-80.

J. Larjola: High-Speed Turbomachinery and Its Application in the Conversion of Energy, ASME Winter Annual meeting, Anaheim, December 7-12, 1986, ASME publication, 86-WA/FE-4, 1986.

J. Larjola: Energian muunnin – Energiomvandlare (suurnopeus-ORC-voimalan toimintaperiaate). Patent No 66234, 10.09.1984, U.S.A. No 4,558,228, 10.12.1985, European patent specification 0090022, 14.8.1985, Neuvostoliitto No 1340598, 23.9.1987.

J. Larjola: Electricity from waste heat, High technology from Finland, pp. 30-33, The Finnish Academy of Technical Sciences, Helsinki 1985.

E. Vakkilainen, J. Larjola, O. Lindgren: Waste heat recovery with ultra high speed turbomachinery, 19th Intersociety energy conversion engineering conference, August 19-24, San Francisco 1984.

J. Larjola: ORC-plant with high-speed gas lubricated turbogenerator. VDI-Berichte 539: ORC-HP-Technology (proceedings of VDI-Seminar: ORC-HP-Technology, September 10-12, 1984, ETH Zurich), pages 697-705. Dusseldorf 1984.

J. Larjola, P. Sarkomaa, E. Vakkilainen, O. Lindgren: Pienoisvoimala - sähköä teollisuuden ja laivojen hukkalämmöstä; väliraportti, Lappeenranta University of Technology publication, EN B-35, 1984.

J. Larjola: Små kraftverk för utnyttjandet av spillvärme från industrin. Introduction og Markedsforing af nye energiteknologier (proceedings of the conference 26-27 November in Copenhagen). Nordisk Ministerråd, Copenhagen 1984.

E. Vakkilainen, J. Larjola, P. Sarkomaa: Sähkön tuotto aurinkoenergiasta pienoisvoimalalla (ORC-power plant for solar energy), Lappeenranta University of Technology publication, EN B-34, 1984.

J. Larjola: Pienoisvoimala - sähköä hukkalämmöstä. Sähkö - electricity and electronics, Vol. 57, May 1984.

J. Larjola, E. Vakkilainen: Utilization of waste heat with a new organic Rankine cycle plant, Fintech Seminar, March 7th-9th 1983, Tampere, Ekono publication, 1983.

E. Vakkilainen, J. Larjola: Hukkalämmön hyväksikäyttö muuttamalla se sähköksi pienoisvoimalan avulla. Energiansäästötoimenpiteet valimoissa -kurssi, 9-10.11.1983, Helsinki. INSKO publication, 1983.

J. Larjola: Sähkön tuotto hukkalämmöstä pienoisvoimalalla. Hukkalämpö hyödyksi; teollisuuden ja yhteiskunnan yhteistyö lämpöhuollossa -kurssi 7-9.12.1983, Vammala. INSKO publication, 189-83, 1983.

E. Vakkilainen, J. Larjola: Sähkön kehityksen kannattavuus teollisuuden jätelämmöstä pienoisvoimalan avulla, Lappeenranta University of Technology publication, EN B-21, Lappeenranta 1982.

J. Larjola: Pienoisvoimalaitoksen käyttö sähkön tuottoon turvekaukolämpölaitosten savukaasuista. Turveteollisuusliitto ry publication, No 4, 1982

J. Larjola: Lämpöpumppu ja pienoisvoimala teollisuuden jätelämpövirtojen hyödyntämisessä: Osa B, Pienoisvoimala. Teollisuuden Energiatutkimusseminaari (KTM), Helsinki 05.11.1981.