Cosa limita il gradiente di carico di una centrale elettrica?

Ogni centrale elettrica ha una caratteristica di gradiente di carico, che descrive fino a che punto può cambiare la potenza dei suoi generatori in un determinato periodo di tempo. Leggendo la letteratura, so che, per esempio, una centrale elettrica a turbina a gas ha un gradiente di carico molto più alto di quello che usa il carbone come energia primaria.

Tuttavia, non riesco a trovare una descrizione delle parti dell'impianto che contribuiscono maggiormente al gradiente di carico. Posso immaginare che un impianto alimentato a gas può cambiare la sua produzione più velocemente perché non c'è un mulino coinvolto come in una centrale a carbone, ma da dove viene esattamente il suo gradiente?

Più specificamente: ciò che costituisce il gradiente di carico di

• una centrale elettrica a turbina a gas,
• una centrale elettrica a lignite (carbone marrone)
• una centrale a carbone bituminoso
• una centrale nucleare?

E perché c'è una differenza tra lignite e centrali bituminose a carbone?

Sarei molto felice di leggere i dettagli se si potesse nominare un libro. Ho letto diversi libri che descrivono come funzionano queste piante, ma non menziono ciò che crea o limita il loro gradiente di carico.

Una centrale a turbina a gas utilizza fondamentalmente motori a reazione ottimizzati per la potenza dell'albero invece della spinta di scarico per guidare i generatori. Questi possono essere controllati rapidamente perché c'è poca energia immagazzinata. Riducete la portata del carburante e la turbina deve praticamente rallentare rapidamente, in pochi secondi, impiegando decine di secondi per raggiungere il nuovo stato stazionario. La camera di combustione è piccola e il poco calore immagazzinato nelle sue pareti e nelle pale della turbina è piccolo rispetto alla potenza complessiva che fluisce attraverso il dispositivo.

Una grande centrale a carbone o petrolio ha una grande caldaia con tubi acqua / vapore che la attraversano. Queste cose richiedono del tempo per riscaldarsi e raffreddarsi. Quindi c'è anche un ritardo da meno calore nella caldaia prima che meno vapore arrivi alla turbina. Anche le pressioni e le portate devono essere regolate in modo tale che il cambiamento di fase da liquido a gas continui ad avvenire nella giusta regione dei tubi della caldaia. La semplice interruzione improvvisa del combustibile alla caldaia può causare danni. Tutto ciò richiede più tempo rispetto a un motore a reazione che rallenta o accelera a causa di una variazione del flusso di carburante.