热能动力装置，由热交换器（１）、第一热电模块（２）、第二热电模块（３）、蒸发器（４）、汽轮机（５）、冷凝器（６）、液体泵（７）、充满循环介质（９）的管道（８）、保温材料（１０）组成。热交换器吸收外部热能，并通过热电模块将热能提升至一定的温度传导至蒸发器，此温度能确保蒸发器（４）中液态的循环介质（９）得以蒸发并形成高压的蒸汽，此高压蒸汽推动汽轮机（５）产生机械动力；由冷凝器（６）和热电模块（３）将通过汽轮机（５）出来的蒸汽冷凝成液态的循环介质（９），降低回路中的压力，并将过程中产生的热能回传到蒸发器中；由液体泵（７）将液态的循环介质（９）送回蒸发器（４）中，完成循环。从而使外部热能转换为机械能。
火电厂热能动力装置主要由以下3部分组成。
①燃烧系统：燃烧煤使炉水变成蒸汽，即将化学能转化为热能。完成的主要流程为烟气流程、通风流程和排灰流程。烟气流程是煤在炉内燃烧，产生的热烟气经过锅炉的各部受热面传递热量后，流过除尘器及烟囱排入大气。这部分的装置有锅炉、烟道、除尘器、烟囱等。装置的设计、安装和运行要力求使煤完全燃烧，以求得锅炉效率≥90％。通风流程是为了满足煤完全燃烧，需由通风机供给煤粉燃烧时所需要的空气量；由引风机将煤粉燃烧后的尾气和烟尘吸出，经除尘器排入大气。这部分的装置有磨煤机、排粉风机、引风机、送风机、风道等。基本要求是风量要大，磨煤及通风的电耗要小。排灰流程是将炉底排出的灰渣以及除尘器下部排出的细灰由机械或水力排往贮灰场。贮灰场内有渣斗、冲灰沟、灰渣泵等。要求排烟符合国家环境卫生标准。
②汽水系统：由锅炉产生的高温、高压蒸汽推动汽轮机作功，将热能转化为机械能。完成的主要流程为汽水流程、补给水流程、冷却水流程。汽水流程是将蒸汽引入汽轮机推动转子旋转后排入凝汽器中凝结成水，再经升压、除氧、加热后送回炉内，形成闭合的汽水循环。这部分装置有凝结水泵、给水泵、低压加热器、凝汽器、除氧器、水箱、高压加热器等。要求汽水循环中汽水损失量较低。补给水流程是对汽水循环中的水量损失经常进行补充以维持额定出力。补给水要经处理合格后送入汽水系统。要求尽可能地利用汽轮机的抽汽回热凝结水，提高锅炉的给水温度。冷却水流程是在汽轮机排汽的过程中，蒸汽冷凝时放出的大量潜热由冷却水带走。根据热力学原理，热机的效率决定于高、低温热源的温差。在锅炉的蒸汽温度受到限制的情况下，冷却的好坏直接影响热能动力装置的效益。
③控制系统：为保证整套热能动力装置安全、正常、经济运行，需由控制系统对整个流程实行操作机械化自动化控制。完成的主要流程为燃料的装卸、入仓、制粉机械化、自动化；锅炉给水、蒸汽温度以及燃烧的自动调节；锅炉排灰机械化；汽机进汽参数自动调节；回热系统除氧加温自动调节；汽机转速自动调节；自动切除电气故障。系统的要求主要是降低劳动强度，提高劳动生产率，迅速处理故障，运行指标先进。
改善热能装置经济性的措施主要是采用双工质联合装置，有以下3种。
①燃气－蒸汽联合装置(见彩图燃气-蒸汽联合循环装置示意)：主要有3种联合方式，即用燃气轮机的排气作为余热锅炉的热源；以燃气轮机的排气作为一般蒸汽锅炉的助燃气体；以增压燃烧锅炉的排气作为燃气轮机的工质。前两种联合方式通常是在改造现有蒸汽动力装置和燃气轮机装置时采用，一般可提高原有装置的效率2～5％；后一种联合方式一般可比同参数的蒸汽动力装置提高热效率5～10％。
②水银-蒸汽联合循环装置：其工作原理和燃气-蒸汽联合装置一样，一般是在高温段采用汞蒸汽循环发电装置（或者是其他具有高沸点的有机载热质），低温段采用蒸汽循环发电装置。采用这种双工质复合循环的发电厂，其热效率可达40%～42%。
