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神奇的磁流体发电

时间:2019-06-20    点击: 次    来源:网络    作者:佚名 - 小 + 大

神奇的磁流体发电

  

当前,世界各国的电力主要来源仍旧是火力发电,但是,这种发电方式

的热效率很低,最高只有 40%,浪费了大量的燃料,而且产生的废气、废渣

污染环境。因此,人们要寻求和研制各种新型的发电方法,而磁流体发电经

实践证明是一种可靠的新发电技术,可以将燃料热能直接变成电能。

本世纪 50 年代末期,人们发现如果将高温、高速流动的气体通过一个很

强的磁场时,就能产生电流。后来,在此基础上就发展成为一种发电新技术,

这就是引人注目的“磁流体发电”。

那么,高温、高速流动的气体通过磁场时,为什么会产生电流呢?

原来,这些气体在高温下发生电离,出现了一些自由电子,就使它变成

了能够导电的高温等离子气体。根据法拉第的电磁感应定律,当高温等离子

气体以高速流过一个强磁场时,就切割了磁力线,于是就产生了感应电流。

所谓“电离”,就是气体原子外层的电子不再受核力的约束,成为可以

自由移动的自由电子。普通气体在 7000℃左右的高温下才能被电离成磁流体

发电所需要的等离子体。如果在气体中加入少量容易电离的低电位碱金属(一

般为钾、钠、铯的化合物,如碳化钾)蒸汽,在 3000℃时气体的电离程度就

可达到磁流体发电的要求。在这种情况下,就可采用抽气的方法,使电离的

气体高速通过强磁场,即可产生直流电。加热气体所用的热源,可以是煤炭、

石油或天然气燃烧所产生的热能,也可以是核反应堆提供的热能。

磁流体发电作为一项发电新技术,它比一般的火力发电具有的优越性主

要表现在以下几个方面:

首先,综合效率高。磁流体的热效率可以从火力发电的 30~40%提高到

50~60%,预计将来还会再提高。


其次,启动快。在几秒钟的时间内,磁流体发电就能达到满功率运行,

这是其他任何发电装置无法相比的,因此,磁流体发电不仅可作为大功率民

用电源,而且还可以作为高峰负荷电源和特殊电源使用,如作为风洞试验电

源、激光武器的脉冲电源等。

再者,去硫方便,对环境污染少。磁流体发电虽然也使用煤炭、石油等

燃料,但由于它使用的是细煤粉,而且高温气体还掺杂着少量的钾、钠和铯

的化合物等,容易和硫发生化学反应,生成硫化物,在发电后回收这些金属

的同时也将硫回收了。从这一点来说,磁流体发电可以充分利用含硫较多的

劣质煤。另外,由于磁流体发电的热效率高,因而排放的废热也少,产生的

污染物自然就少多了。

第四,没有高速旋转的部件,噪音小,设备结构简单,体积和重量也大

大减小。

由于磁流体发电时的温度高,所以可将磁流体发电与其他发电方式联合

组成效率高的大型发电站,作为经常满载运行的基本负荷电站。例如,将与

一般火力发电组成磁流体——蒸汽联合循环发电,即让从磁流体发电机排出

的高温气体再进入余热锅炉生产蒸汽,去推动汽轮发电机发电,其热效率可

达 50~60%。前苏联在 1971 年建造了一座磁流体——蒸汽联合循环试验电

站,装机容量为 7.5 万千瓦,其中磁流体电机容量为 2.5 万千瓦。

美国是世界上研究磁流体发电最早的国家,1959 年,美国就研制成功了

11.5 千瓦磁流体发电的试验装置。60 年代中期以后,美国将它应用在军事

上,建成了作为激光武器脉冲电源和风洞试验电源用的磁流体发电装置。

日本和前苏联都把磁流体发电列入国家重点能源攻关项目,并取得了引

人注目的成果。前苏联已将磁流体发电用在地震预报和地质勘探等方面。1986

年,前苏联开始兴建世界上第一座 50 万千瓦的磁流体和蒸汽联合电站,这座

电站使用的燃料是天然气,它既可供电,又能供热,与一般的火力发电站相

比,它可节省燃料 20%。

磁流体发电为高效率利用煤炭资源提供了一条新途径,所以世界各国都

在积极研究燃煤磁流体发电。目前,世界上有 17 个国家在研究磁流体发电,

而其中有 13 个国家研究的是燃煤磁流体发电,包括中国、印度、美国、波兰、

法国、澳大利亚、前苏联等。

我国于本世纪 60 年代初期开始研究磁流体发电,先后在北京、上海、南

京等地建成了试验基地。根据我国煤炭资源丰富的特点,我国将重点研究燃

煤磁流体发电,并将它作为“863”计划中能源领域的两个研究主题之一,争

取在短时间内赶上世界先进水平。

磁流体发电从开始研究到现在已有几十年的历史,目前,短时间磁流体

发电装置已得到应用,而燃烧天然气的长时间磁流体发电站和燃煤磁流体发

电都已投入运行,从而使磁流体发电的研究进入到大规模工业试验阶段。

随着科学技术的迅速发展,磁流体发电这项新技术必将获得进一步提

高,为合理而有效地利用化学燃料创出一条新路。

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