Теоретичним циклом сучасної паросилова установки є цикл Ренкіна.
Пароводяна суміш, що утворилася в результаті передачі теплової енергії воді в активній зоні надходить в Барабан - сепаратор де відбувається поділ пара і води. Пара іде в парову турбіну, де розширюючись адіабатно, здійснює роботу. З турбіни відпрацював пар направляється в конденсатор. Там відбувається віддача теплоти охолоджуючої води, що проходить через конденсатор. Внаслідок цього пар повністю конденсується. Отриманий конденсат безперервно засмоктується насосом з конденсатора, стискається і направляється знову в барабан сепаратор.
Конденсатор грає двояку роль в установці: По-перше, він має парове і водяний простір, розділені поверхнею, через яку відбувається теплообмін між відпрацьованим парою і охолоджуючої водою. Тому конденсат пара може бути використаний в якості ідеальної води, яка не містить розчинених солей. По-друге, в конденсаторі внаслідок різкого зменшення питомої обсягу пара при його перетворенні в капельножидкими стан настає вакуум, який будучи підтримуваним протягом всього часу роботи установки, дозволяє пару розширюватися в турбіні ще на одну атмосферу (Рк близько 0,04 - 0,06 бар) і здійснювати за рахунок цього додаткову роботу.
Цикл Ренкіна в T-S діаграмі.
Синя лінія в Т-S діаграмі води є розділової, при ентропії і температурі відповідних точок лежать на діаграмі вище цієї лінії існує тільки пар, нижче паро-водяний суміш.
Вологий пар в конденсаторі повністю конденсується по ізобарі p2 = const (лінія 2 - 3). Потім вода стискається насосом від тиску P2 до тиску P1, цей Адіабатний процес зображений в T-S-діаграмі вертикальним відрізком 3-5.
Довжина відрізка 3-5 в T-S-діаграмі дуже мала, так як в області рідини, ізобари (лінії постійного тиску) в T-S-діаграмі проходять дуже близько один від одного. Завдяки цьому при ізоептропном (при постійній ентропії) стисканні води, температура води зростає менш ніж на 2 - 3 ° С, і можна з високим ступенем наближення вважати, що в області рідини ізобари води практично збігаються з лівої прикордонної кривої (синя лінія); тому часто при зображенні циклу Ренкіна в Т-S-діаграмі ізобари в області рідини зображують зливаються з лівого прикордонної кривої. Мала величина відрізка адіабати 3-5 свідчить про малу роботі, що витрачається насосом на стиск води. Мала величина роботи стиснення в порівнянні з величиною роботи, виробленої водяною парою в процесі розширення 1-2, є важливою перевагою циклу Ренкіна.
З насоса вода під тиском P2 надходить в барабан сепаратор, а потім в реактор, де до неї в ізобарно (процесі 5-4 P1 = const) підводиться тепло. Спочатку вода в реакторі нагрівається до кипіння (ділянка 5-4 ізобари P1 = const) а потім, після досягнення температури кипіння, відбувається процес пароутворення (ділянка 4-1 ізобари P1 = const). Пароводяна суміш надходить в барабан сепаратор де відбувається поділ води і пари. Насичена пара, з барабана сепаратора надходить в турбіну. Процес розширення в турбіні зображується адіабати 1-2 (Цей процес відноситься до класичного циклу Ренкіна в реальному установці процес розширення пари в турбіні дещо відрізняється від класичного). Відпрацьований вологий пар надходить в конденсатор, і цикл замикається.
З точки зору термічного к. П. Д. Цикл Ренкіна уявляєте менш вигідним, ніж цикл Карно, зображений вище (малюнок 5) оскільки ступінь заповнення циклу (так само як і середня температур підведення тепла) для циклу Ренкіна виявляється менше, ніж в разі циклу Карно . Однак з урахуванням реальних умов здійснення економічність циклу Ренкіна вище економічності відповідного циклу Карно у вологому парі.