燒開水的效率,在眾多的發電方式中的確不是最高的。
比如超臨界二氧化碳循環技術、熱容大的金屬,其實也都可以用於發電,且效率比燒開水更高。
但相對比來說,那些技術都有著自己的缺點,如超臨界二氧化碳循環技術未成熟、熱容大的金屬液化溫度過高等等。
而水就不同了,熱容比大,容易獲得,無毒,運行溫度和壓力都很適合,化學性質穩定,密度適中等各種優點集於一身,幾乎沒法找到能替代它的產品。
總體來說,當前人類利用能源的性價比最高的方式是靠熱能轉換(做功,燒開水)毫無問題。
注意到三人的目光,徐川笑了笑,道:“其實不用我說,你們心裡都是有答案的。”
侯承平院士笑了笑,開口道:“的確有考慮過,理論上來說,那種發電方式應該很適合可控核聚變。”
“不過目前來說,相對比成熟的熱機,它因為之前退出過大眾主流視野的原因,技術上落後了不少。”
在座的都是院士,也都是核能領域的頂級專家。對於徐川話語中未表達出來的技術,三人自然都知道。
事實上,在今天交流之前,候承平就和王勇年討論交流過這方麵的東西了。
目前來說,拋開太陽能發電外,可以說所有的有規模的發電方式,基本都是通過各種方式將不同的能源轉變成動能,然後帶動發電機轉動發電的。
而拋開這條路線外,人類在發電領域到底還有沒有點亮其他的發電方式呢?
答案是有的。
早在十九世紀,在法拉第提出磁流體力學後,磁流體發電理論就順勢被提了出來。
而且磁流體發電理論不僅提出的早,實際上,它應用的也相當早。
在199年的時候,米國就研製成功了11.千瓦磁流體發電的試驗裝置。
隨後的60年代中期,米國將它應用在軍事上,建成了作為激光武器脈衝電源和風洞試驗電源用的磁流體發電裝置。
包括已經解體了的紅蘇與小島國,都曾把磁流體發電列入國家重點能源攻關項目,並取得了引人注目的成果。
1971年的時候,紅蘇建造了一座磁流體——蒸汽聯合循環試驗電站,裝機容量為7.萬千瓦,其中磁流體電機容量為.萬千瓦。
而後續,世界上第一座0萬千瓦的磁流體和蒸汽聯合電站也在紅蘇建立起來。
這座電站使用的燃料是天然氣,它既可供電,又能供熱,與一般的火力發電站相比,它可節省百分之二十以上的燃料。
儘管如此,但磁流體發電機卻並沒有在全世界範圍內流行起來。
目前磁流體發電廠隻有少數的一些國家有建造。
這是因為磁流體發電的條件,相對比傳統火力發電來說過於苛刻了。
所謂的磁流體發電技術,指的是用燃料(石油、天然氣、燃煤、核能等)直接加熱成易於電離的氣體,使之在超過兩千攝氏度甚至是三千攝氏度的高溫下電離成等離子體。
然後這些等離子體在磁場中高速流動時,會切割磁力線,從而進一步產生感應電動勢。
這種技術是將熱能直接轉換成電流,無需經過機械轉換環節,所以稱之為直接發電,也叫做等離子體發電技術。
目前各國使用的磁流體發電技術,主流是燒煤和燒燃氣,要求的溫度很高,需要達到3000c左右。
這種溫度,要通過煤或者燃氣達到,難度相當高。
因為技術方麵的原因,再加上經濟效益一般,比不過技術進步的傳統火力發電,所以逐漸退出了大眾的視野。
不過磁流體技術,倒是一直都屬於各國研究的熱門重點。
原因很簡單,磁流體技術能應用在軍事、航天、航空、可控核聚變等等領域。
聽侯承平院士說磁流體發電技術的缺點,徐川笑著點了點頭,道:“的確,不可否認的是,磁流體發電技術一度退出過主流發電技術。”
“但同樣不可否認的是,在一開始,它其實就不是為傳統的化石燃料燃燒發電準備的。”
“哪怕是核裂變,其實也無法適應於磁流體發電技術。”
“因為它對於發電的溫度過於苛刻。”
“三千度以上的高溫,並離子化燃料形成等離子體,這對於絕大部分的熱機來說,幾乎不可能或者說很難很難做到這點。”
“然而對於可控核聚變來說,這卻是相當容易的。”
“無論是從偏濾器導出來的氦灰,還是我們從第一壁引導出來的熱量,溫度達到三千度以上輕而易舉。”
“從根本上來說,磁流體發電這種技術從一開始提出來,就是和可控核聚變互相配套的。”
對麵,侯承平讚同的點了點頭,道:“的確,如果要用其他的燃料將溫度加熱到三千度以上,是一件很困難的事情。而可控核聚變天然在這方麵有優勢。”
徐川笑了笑,接著道:“除去磁流體發電外,我們還可以在尾部配有‘超超臨界熱機發電機’和‘超臨界熱機發電機’。”
說著,他起身從辦公室的角落中拖出來一麵黑板。
從粉筆盒上取出一支白色的粉筆後,他在黑板上描繪了起來。
從示範堆出發,到將熱能引導出來,沿著管道先通過磁流體發電技術,而後再繼續衍生往後,穿過‘超超臨界熱機發電機’和‘超臨界熱機發電機’地帶,畫出了一條類似於生產流水線,或者說北方的地熱管道一般的結構。
辦公室中,侯承平三人均起身走到了他身後,望向了黑板上的結構圖。
雖然結構圖相當簡陋,而且並不怎麼規範,但這幅結構圖卻很清晰的表達出來了裡麵的意思。
看著徐川畫出來的結構圖,候承平院士笑著讚道:“有意思,看來徐院士你早就想好了如何利用可控核聚變來發電了。”
磁流體發電技術和熱機技術組合起來,完美的利用從可控核聚變中引導出來的熱量,是他和王勇年院士早就考慮過的。
畢竟對於可控核聚變反應堆產生的熱量來說,哪怕是磁流體發電機組也沒法做到一次性消耗光所有的熱能。
這種情況下,在磁流體發電機組後麵再部署常規熱機,繼續利用參與熱能是可以做到的。
一旁,王勇年院士沒有說話,他看著黑板上的草圖眼神中帶著興趣陷入了思索。
在黑板上的草圖上,他看到了一點新東西,比他原本和候承平商議構思中的組合型發電機組更加先進。
所謂的‘超超臨界熱機發電機’和‘超臨界熱機發電機’,指的是鍋爐內工質的參數達到或超過臨界壓力以上的機組。
一般來說,發電鍋爐內的工質都是水,水的臨界壓力是.19mpa,臨界溫度是374.1c。
在1個標準大氣壓下,水從液態變為氣態的沸點是100c,想要提高水蒸氣溫度,就要增大壓強以提高沸點溫度。
而在.11兆帕壓強、374.1c溫度下,水蒸氣密度與液態水一樣,到達臨界狀態;當溫度和壓強都超過了臨界值,水會處於超臨界狀態。
用超臨界狀態的水蒸氣來發電,叫做超臨界發電技術,而超超臨界發電則是比超臨界發電技術更高的階段。
目前,超超臨界與超臨界的劃分沒有國際統一標準。
不過在國家的“863計劃”項目“超超臨界燃煤發電技術”中,將超超臨界參數設置為壓強≥兆帕,溫度≥80c。
看著黑板上的結構圖,王勇年目光爍爍看向徐川,開口道:“利用磁流體機組的殘留熱度,先對超超臨界機組供熱;然後通過循環輔熱管道和技術,進一步將餘熱拉升,然後來給超臨界機組供熱。”
“如果需要,後麵還可以再添加亞臨界熱機。”
“通過這種方式,從而達到近乎完美利用可控核聚變熱能的地步,這套方案簡直完美,比我們之前構思的組合機組要優秀多了!”
“沒想到徐院士在傳統的熱機技術上也有著這麼深的研究。”
在這一刻,他對於眼前這位年輕人是真的欽佩歎服。
以他常年沉浸在核裂變發電機組設計的經驗,在有了結構圖的點明後,自然很快就摸清楚了對應的核心。
但對於他來說,熱機發電技術可謂是最熟悉的領域之一了。
然而在自己最熟悉的領域,卻被人輕而易舉的就超過了,做出了更優秀更完美的方案,怎麼能不信服?
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