登陆注册
2547500000044

第44章 新颖高效的磁流体发电技术

火力发电何以造成能量使用效率低呢?最重要的原因是能量转换过程中环节太多,这就必然要消耗许多能量。如能革除这些由热能转换成机械能的中间环节,则至少可以使燃料能量的利用率提高到60%。这对能源使用的意义是何等巨大啊!而磁流体发电方式正是朝着这个方向努力的一种十分有效的尝试。

所谓“磁流体发电技术”,就是用燃料(石油、天然气、燃煤、核能等)直接加热成易于电离的气体,使之在2000℃的高温下电离成导电的离子流,然后让其在磁场中高速流动时,切割磁力线,产生感应电动势,即由热能直接转换成电能。由于不经过机械能转换环节,所以称之为“直接发电”,燃料利用率也就得到提高。这种技术也称为“等离子体发电技术”。

为什么叫“磁流体”呢?这要追溯到160年前,即1831年,英国的著名物理学家法拉第发现的电磁感应现象。人们就是根据这一现象,利用导电固体(金属)在磁场里高速运动产生的电动势,制成了发电机,这就是常规的发电方式。如果通过磁场的导体是气体或液体(叫导电流体),利用这种导电流体和磁场相互作用而发电,就叫做“磁流体发电”了。

经物理化学实验表明,要使普通气体导电,就需要大约7000℃以上的高温才能实现必要的导电率,这样的高温是一般燃烧方式难以达到的。但若在气体中播撒一定数量的“低电离电位物质”,如钾、钠、铯等,在2000℃~3000℃高温下,即可达到磁流体发电所需的导电率。

流体发电装置主要由燃烧室、发电通道和磁体组成。它所应用的导电流体,目前有液态金属和等离子体。“液态金属”是指用导电率比较高的,且在稍高于常温就易于变为液态的金属,如钠(977℃)、钾(636℃)等,这叫“液态金属磁流体发电”。但它们难以高速流动,因此,使用较少。利用高温气化的等离子体发电的,叫“等离子体发电”,是目前使用最多的一种方法。还有一种是利用核反应堆产生的热进行联合循环发电的,叫“核能磁流体发电”目前这种方法尚未进入成熟阶段,但很受重视。

磁流体发电并不是开辟新能源,而是一种新的能源转换方式。它的优点在于:一是热效率高;二是结构紧凑、体积小;三是单机容量大:四是发电启停动作快;五是节省资源且可用高硫煤发电;六是对环境污染较小;七是可以副产氮肥等。由于它发电启停快,很适于满足“尖峰负荷”和军事武器装备方面特殊电源使用。如船舶动力、航空、航天器上用电,特别是用于火箭发动机燃烧室和磁流体发电联合装置,则可获得千瓦级的功率。近年,超导技术飞速发展,有的国家又在研究“超导磁流体发电机”,因其输出功率几乎不受磁场强度的制约,足以提供强大的输出功率,可适于需要小型化、大容量电源系统的武器装备使用。美国海军己研制成功3千瓦超导磁流体发电机样机。

自从1959年美国阿英柯公司试验燃煤磁流体发电技术成功后,世界上磁流体发电的研究,以美、日、前苏联为代表,进展较快。目前已有17个国家在从事这项发电技术的研究开发工作。其中13个国家重点研究燃煤磁流机发电技术。大部分正进入工业性实验电站研究阶段。

日本早在1966年就把磁流体发电技术作为通产省的第1号国家项目,经连续进行10多年的开发研究后,终于在1981年由三菱机电公司完成了“马克-7”型实验装置,用钢铁系磁铁,形成了高达25千高斯的磁场,将煤油变为2900℃的燃气,以每秒1000米的高速流过发电通道,输出功率为100千瓦,连续运行了200小时,但真正达到实用化,需要6万高斯以上的强磁场,最低输出功率为数万千瓦,且要连续工作5000~6000小时。因此,还要进行长期努力才能实现。目前正在研究100万千瓦级燃煤磁流体发电站。

前苏联主要是研究以天然气为燃料的磁流体发电技术,已于1991年首先建成了世界上第一座50万千瓦级的Y-500型磁流体——蒸汽动力联合循环实验电站。1973年前苏联和美国开始联合研究磁流体发电技术,美国制造的磁流体发电通道和46吨重的6万高斯超导磁铁安装在前苏联的装置上进行试验。前苏联自己还计划在新建的梁赞州火电站中,建造一座100万千瓦级燃煤大型磁流体发电——蒸汽涡轮发电机组合电站。这种电站效率可达50%,节约燃料25%~30%,可连续工作1万小时以上。

美国则以燃煤为燃料,正在建造一座30万千瓦级实验型磁流体发电装置。在1990年曾拨出4040万美元作为磁流体发电技术的科研费。美国防部还计划在1992~1997年间研究军用型磁流体发电装置用于空间航行器上,功率10万千瓦,一次运行时间500秒。

中国已把这项技术作为“863计划”重点项目,在1989年还与美国、前苏联两国科技界分别确定联合研究万千瓦级中试电站的技术概念。千千瓦级磁流体发电机组已完成试验任务,最高输出功率2200千瓦。燃煤磁流体发电通道电级试验装置,也已完成试验任务,到1990年已运行540小时。到2000年的目标是建造一座万千瓦级燃煤磁流体——蒸汽联合循环中试电站。

专家们预测,目前磁流体发电在技术上已日趋成熟,随着超导技术的发展,可望将在90年代广泛应用在矿物燃料发电站中,这对整个能源发展,促进经济兴旺,必将产生重大影响。

同类推荐
  • 太空:航天飞行全记录

    太空:航天飞行全记录

    1959年,前苏联发射了“月球3”号探测器飞到月球,它在距月球背面地表6200千米的高空拍下了照片。1964年,美国的“徘徊者7”号探测器也发回了4000多张月球照片。从这些照片上可见,月球背面和正面都有环形山,背面的环形山不但数量多,而且面积大,有些环形山排成一串,绵延几百千米。最大的环形山是贝利环形山,直径达295千米。1965年,美国“水手4”号探测器发现了火星上的环形山。1974年,“水手10”号探测器发现水星表面也星罗棋布地排列着众多的环形山。
  • 丝绸之路文化艺术(谷臻小简·AI导读版)

    丝绸之路文化艺术(谷臻小简·AI导读版)

    从古至今,丝绸之路上的交流和互动,都有艺术相伴。艺术是温润和滋养丝绸之路的精神源泉和情感溪流,也是贯通丝绸之路的文化血脉。本书详细解读丝绸之路发展过程中出现的国家及其道路上出现的文化艺术。
  • 寻找地下宝藏:探索世界未解之谜(科学探索的真相)

    寻找地下宝藏:探索世界未解之谜(科学探索的真相)

    科学是人类进步的第一推动力,而科学知识的普及则是实现这一推动的必由之路。在新的时代,社会的进步、科技的发展、人们生活水平的不断提高,为我们读者的科普教育提供了新的契机。抓住这个契机,大力普及科学知识,增强科学探索精神,这是科学普及的关键。
  • 一本书掌握世界地理

    一本书掌握世界地理

    这是一本浓缩世界地理知识精粹的储备手册。此书不但开阔视野,又可以丰富人的生活情趣。所以说,它既是一本知识储备辞典,又是生活之余的实用佳品。作者根据丰富的地理知识和史料,编撰成这本集知识性、趣味性、科学性为一体的地理书籍。其内容涵盖历法日历、名山秀岳、高原盆地、平原丘陵、岛屿半岛、河流湖泊、瀑布泉地、沙漠森林、草原湿地、峡谷洞穴、地址公园、自然保护区、特色地貌、考古发现、中华奇景、历史文化名城、各省、自治区、直辖市简介等方方面面。让你轻松阅读浩博地理,从而丰富知识,开拓视野。
  • 谁来修补破损的地球(星球保卫战)

    谁来修补破损的地球(星球保卫战)

    关爱自然,热爱地球,爱她的青山绿水,爱她的碧草蓝天,爱她的鸟语花香……我们要真正学会保护地球,让我们手挽手,肩并肩,心连心,筑起一道绿色的环保大堤。捍卫资源,捍卫环境,捍卫地球,捍卫我们美好的家园吧!我们要更加自觉地珍爱自然,更加积极地保护生态,努力走向生态文明新时代,作为新时代青少年的我们,关注生态文明责无旁贷。
热门推荐
  • 追妻无门:女boss不好惹

    追妻无门:女boss不好惹

    青涩蜕变,如今她是能独当一面的女boss,爱了冷泽聿七年,也同样花了七年时间去忘记他。以为是陌路,他突然向他表白,扬言要娶她,她只当他是脑子抽风,他的殷勤她也全都无视。他帮她查她父母的死因,赶走身边情敌,解释当初拒绝她的告别,和故意对她冷漠都是无奈之举。突然爆出她父母的死居然和冷家有丝毫联系,还莫名跳出个公爵未婚夫,扬言要与她履行婚约。峰回路转,破镜还能重圆吗? PS:我又开新文了,每逢假期必书荒,新文《有你的世界遇到爱》,喜欢我的文的朋友可以来看看,这是重生类现言,对这个题材感兴趣的一定要收藏起来。
  • 龙元神尊

    龙元神尊

    地球一青年古辰为了救老奶奶触电身亡,重生到龙元大陆一废物少爷身上,得洪荒龙碑之助,这一世古辰攀登武道巅峰,绝世无敌。
  • 霸道总裁:萌妻翻身把歌唱

    霸道总裁:萌妻翻身把歌唱

    苏陌做梦都没想到,有朝一日她也要面临被逼婚的场景。可是当全身捆成粽子,嘴上贴着绷带的帅气总裁被快递到家的时候,是接收还是不接收……
  • 追妻无门:女boss不好惹

    追妻无门:女boss不好惹

    青涩蜕变,如今她是能独当一面的女boss,爱了冷泽聿七年,也同样花了七年时间去忘记他。以为是陌路,他突然向他表白,扬言要娶她,她只当他是脑子抽风,他的殷勤她也全都无视。他帮她查她父母的死因,赶走身边情敌,解释当初拒绝她的告别,和故意对她冷漠都是无奈之举。突然爆出她父母的死居然和冷家有丝毫联系,还莫名跳出个公爵未婚夫,扬言要与她履行婚约。峰回路转,破镜还能重圆吗? PS:我又开新文了,每逢假期必书荒,新文《有你的世界遇到爱》,喜欢我的文的朋友可以来看看,这是重生类现言,对这个题材感兴趣的一定要收藏起来。
  • 生活系游戏

    生活系游戏

    【一份卖相不好的宫保鸡丁】从江枫无意中发现自己居然可以看到自家老爹炒出来的菜的备注开始,他的人生就已经发生了翻天覆地的变化……1.本游戏自由度极高,请玩家自行探索.2.本游戏不会干预玩家的任何选择,请玩家努力解锁成就.3.一切解释归游戏所有.普群一群:781556033V群:720368320(全订即可)
  • 大方广佛华严经入法界品四十二字观门

    大方广佛华严经入法界品四十二字观门

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。汇聚授权电子版权。
  • 被大佬看上后

    被大佬看上后

    “帮帮我,求求你……”为救病重的母亲,她和他签订契约,替他孕育一个孩子,然后各不相干。三月后,她检查出身孕,从此被他捧在手心,含在嘴里,不舍让人欺负半分。“先生,有人推了夫人一把。”“哪只手推的,废了。”“先生,唐小姐说夫人穷酸样,配不上您。”“收购唐氏,她连穷酸样都算不上。”“先生,夫人说您周身美女不断,她要送您一顶绿帽子。”“你说啥?再说一遍??”某人气冲冲回家,准备收拾不知天高地厚的女人,就看到她和曾经的追求者相谈甚欢。音响里还播放着:我听见雨滴落在青青草地……
  • 都市诡话3

    都市诡话3

    无论伊氏兄妹搬到哪个城市,死亡诅咒总是如影随行,他们能预知哪些人将会在诡异事件中死去,却也将自己拖入了死咒包围的深渊。画中恶鬼索命、随意扭曲的变形人、吃人的五角怪屋、海中爬出的灵瞳恶女、能把活人拉进去杀死的恐怖片、让人一梦不醒的恶灵、迷失的异次元公寓,惊悚恐怖的事情接二连三发生,他们用脆弱的身体拼命抵抗,这些无助的人们惊声尖叫,他们想要活下去! 然而,眼睛会欺骗他们,环境会迷惑他们,头脑会误导他们。人怕鬼,鬼玩人,他们一次次眼睁睁地看着被诅咒的人坠入死亡深渊。到底怎样才能活下去!
  • 唐诗宋词元曲大全集(超值金版)

    唐诗宋词元曲大全集(超值金版)

    本书所选篇目以普及性为要,挑选可接受性强、浅近明白之作入书,又广泛借鉴了其他的权威版本。宋词和元曲的选择则是对各个时期、各种题材的作品衡量斟酌,博采众家之长。元曲包括元散曲和元杂剧,元杂剧文学成就也很高,但我们尽量侧重选择活泼灵动、浅俗直白,并能够使欣赏者毫无间隔感的元散曲。
  • 都市超能写手

    都市超能写手

    你见过靠恶心人来修炼的系统吗?你见过不去搞事就得不到资源的系统吗?系统你是不是特别想看到我被敲闷棍?我一个心系文学和音乐梦想的文艺青年,硬生生的被系统掰成了逗比青年,我特么可能是个假的穿越者!本书偏轻松,偏热血。