燃汽轮机

不用烧煤炭,也不用核能,中国这一特殊发电

发布时间:2023/12/2 15:14:21   
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图为超临界二氧化碳透平机组

最近,中国兴建了一座特殊的发电厂,而这座发电厂既不用烧煤炭,也不需要核能,发电只需要用到二氧化碳,圈个有用:超临界二氧化碳发电技术,使用超临界二氧化碳取代水作为循环材料的热机,拥有惊人的能量转换效率,那么,中国的这一特殊发电厂究竟有什么本事,能利用二氧化碳作为发电材料呢?

图为超临界二氧化碳发电机

实际上,中国的这一特殊电厂,并不是将二氧化碳作为燃料使用,而是将二氧化碳作为热量的传导和转化材料来使用,借助热源的帮助,将高压下的二氧化碳加热℃之后,处于超临界状态下的二氧化碳将会同时保留着液体和气体的两种性质,从而相比于高温水蒸气更猛烈的速度推动汽轮机,将热源产生的高温更为有效地转变成发电机需要的机械能。

图为超临界二氧化碳发电涡轮机组合模型

而相比于水力发电设备,超临界二氧化碳发电设备有着前者根本无法媲美的好处,首先,二氧化碳在高温环境下拥有相对稳定的性质,这让二氧化碳对管路和涡轮机叶片的腐蚀比搞完了水蒸气要低,其次,超高温二氧化碳扩散性较弱,这让二氧化碳压气机和涡轮机的工作效能远高于使用水蒸气和氢气的同类,这将使得二氧化碳发电机组的扩散涡轮所占据的面积只有同一功率蒸汽涡轮发电机组的十分之一。

再加上超临界二氧化碳动力机组除了冷却器结构,其他部分均与水没有关联,同样可以省下水冷凝机构,这使得超临界二氧化碳发电机组的投资成本大幅度降低,运行维护费用也同样更低,寿命相对水蒸气循环系统更强,这导致使用超临界二氧化碳循环机组的电厂运行成本将比使用蒸汽涡轮机的同行降低8%~15%,再加上超临界二氧化碳涡轮机组减少的体积,想要在原本的空间内塞进去更多的发电机组,对于这一整套新体系而言,根本就不会有任何的难度。

图为建造中的超临界发电机组

但最重要的一点是,超临界二氧化碳发电机组实际上是可以用来取代基于水蒸气又或者氢气循环的同类的,这意味着超临界二氧化碳发电机不仅可以安装在火电厂上,就连核电厂、地热电厂等一系列基于热能——机械能——电能转换设计的电厂,甚至是使用了高温堆的核潜艇都可以使用超临界二氧化碳发电技术取代原有的水蒸气涡轮机,从而在节约空间的同时,大大提升了自己的发电机运作效能。

难怪中国会对这种使用二氧化碳发电的新式发电机如此重视,因为它的实用性实在是无与伦比,倘若研发成功,并将这种发电技术应用到了现在的发电设备上,这对于任何一个国家来说,都可以算是在能源方面的根本性变革。



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