大国院士
第四百一十章:最完美的发电应用
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听到徐川的话语,办公室中的其他三人都看了过来。

烧开水的效率,在众多的发电方式中的确不是最高的。

比如超临界二氧化碳循环技术、热容大的金属,其实也都可以用于发电,且效率比烧开水更高。

但相对比来说,那些技术都有着自己的缺点,如超临界二氧化碳循环技术未成熟、热容大的金属液化温度过高等等。

而水就不同了,热容比大,容易获得,无毒,运行温度和压力都很适合,化学性质稳定,密度适中等各种优点集于一身,几乎没法找到能替代它的产品。

总体来说,当前人类利用能源的性价比最高的方式是靠热能转换(做功,烧开水)毫无问题。

注意到三人的目光,徐川笑了笑,道:“其实不用我说,你们心里都是有答案的。”

侯承平院士笑了笑,开口道:“的确有考虑过,理论上来说,那种发电方式应该很适合可控核聚变。”

“不过目前来说,相对比成熟的热机,它因为之前退出过大众主流视野的原因,技术上落后了不少。”

在座的都是院士,也都是核能领域的顶级专家。对于徐川话语中未表达出来的技术,三人自然都知道。

事实上,在今天交流之前,候承平就和王勇年讨论交流过这方面的东西了。

目前来说,抛开太阳能发电外,可以说所有的有规模的发电方式,基本都是通过各种方式将不同的能源转变成动能,然后带动发电机转动发电的。

而抛开这条路线外,人类在发电领域到底还有没有点亮其他的发电方式呢?

答案是有的。

早在十九世纪,在法拉第提出磁流体力学后,磁流体发电理论就顺势被提了出来。

而且磁流体发电理论不仅提出的早,实际上,它应用的也相当早。

在1959年的时候,米国就研制成功了11.5千瓦磁流体发电的试验装置。

随后的60年代中期,米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。

包括已经解体了的红苏与小岛国,都曾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。

1971年的时候,红苏建造了一座磁流体——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。

而后续,世界上第一座50万千瓦的磁流体和蒸汽联合电站也在红苏建立起来。

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,它可节省百分之二十以上的燃料。

尽管如此,但磁流体发电机却并没有在全世界范围内流行起来。

目前磁流体发电厂只有少数的一些国家有建造。

这是因为磁流体发电的条件,相对比传统火力发电来说过于苛刻了。

所谓的磁流体发电技术,指的是用燃料(石油、天然气、燃煤、核能等)直接加热成易于电离的气体,使之在超过两千摄氏度甚至是三千摄氏度的高温下电离成等离子体。

然后这些等离子体在磁场中高速流动时,会切割磁力线,从而进一步产生感应电动势。

这种技术是将热能直接转换成电流,无需经过机械转换环节,所以称之为直接发电,也叫做等离子体发电技术。

目前各国使用的磁流体发电技术,主流是烧煤和烧燃气,要求的温度很高,需要达到3000左右。

这种温度,要通过煤或者燃气达到,难度相当高。

因为技术方面的原因,再加上经济效益一般,比不过技术进步的传统火力发电,所以逐渐退出了大众的视野。

不过磁流体技术,倒是一直都属于各国研究的热门重点。

原因很简单,磁流体技术能应用在军事、航天、航空、可控核聚变等等领域。

听侯承平院士说磁流体发电技术的缺点,徐川笑着点了点头,道:“的确,不可否认的是,磁流体发电技术一度退出过主流发电技术。”

“但同样不可否认的是,在一开始,它其实就不是为传统的化石燃料燃烧发电准备的。”

“哪怕是核裂变,其实也无法适应于磁流体发电技术。”

“因为它对于发电的温度过于苛刻。”

“三千度以上的高温,并离子化燃料形成等离子体,这对于绝大部分的热机来说,几乎不可能或者说很难很难做到这点。”

“然而对于可控核聚变来说,这却是相当容易的。”

“无论是从偏滤器导出来的氦灰,还是我们从第一壁引导出来的热量,温度达到三千度以上轻而易举。”

“从根本上来说,磁流体发电这种技术从一开始提出来,就是和可控核聚变互相配套的。”

对面,侯承平赞同的点了点头,道:“的确,如果要用其他的燃料将温度加热到三千度以上,是一件很困难的事情。而可控核聚变天然在这方面有优势。”

徐川笑了笑,接着道:“除去磁流体发电外,我们还可以在尾部配有“超超临界热机发电机”和“超临界热机发电机”。”

说着,他起身从办公室的角落中拖出来一面黑板。

从粉笔盒上取出一支白色的粉笔后,他在黑板上描绘了起来。

从示范堆出发,到将热能引导出来,沿着管道先通过磁流体发电技术,而后再继续衍生往后,穿过“超超临界热机发电机”和“超临界热机发电机”地带,画出了一条类似于生产流水线,或者说北方的地热管道一般的结构。

办公室中,侯承平三人均起身走到了他身后,望向了黑板上的结构图。

虽然结构图相当简陋,而且并不怎么规范,但这幅结构图却很清晰的表达出来了里面的意思。

看着徐川画出来的结构图,候承平院士笑着赞道:“有意思,看来徐院士你早就想好了如何利用可控核聚变来发电了。”

磁流体发电技术和热机技术组合起来,完美的利用从可控核聚变中引导出来的热量,是他和王勇年院士早就考虑过的。

毕竟对于可控核聚变反应堆产生的热量来说,哪怕是磁流体发电机组也没法做到一次性消耗光所有的热能。

这种情况下,在磁流体发电机组后面再部署常规热机,继续利用参与热能是可以做到的。

一旁,王勇年院士没有说话,他看着黑板上的草图眼神中带着兴趣陷入了思索。

在黑板上的草图上,他看到了一点新东西,比他原本和候承平商议构思中的组合型发电机组更加先进。

所谓的“超超临界热机发电机”和“超临界热机发电机”,指的是锅炉内工质的参数达到或超过临界压力以上的机组。

一般来说,发电锅炉内的工质都是水,水的临界压力是22.129Pa,临界温度是374.15。

在1个标准大气压下,水从液态变为气态的沸点是100,想要提高水蒸气温度,就要增大压强以提高沸点温度。

而在22.115兆帕压强、374.15温度下,水蒸气密度与液态水一样,到达临界状态;当温度和压强都超过了临界值,水会处于超临界状态。

用超临界状态的水蒸气来发电,叫做超临界发电技术,而超超临界发电则是比超临界发电技术更高的阶段。

目前,超超临界与超临界的划分没有国际统一标准。

不过在国家的“863计划”项目“超超临界燃煤发电技术”中,将超超临界参数设置为压强≥25兆帕,温度≥580。

看着黑板上的结构图,王勇年目光烁烁看向徐川,开口道:“利用磁流体机组的残留热度,先对超超临界机组供热;然后通过循环辅热管道和技术,进一步将余热拉升,然后来给超临界机组供热。”

“如果需要,后面还可以再添加亚临界热机。”

“通过这种方式,从而达到近乎完美利用可控核聚变热能的地步,这套方案简直完美,比我们之前构思的组合机组要优秀多了!”

“没想到徐院士在传统的热机技术上也有着这么深的研究。”

在这一刻,他对于眼前这位年轻人是真的钦佩叹服。

以他常年沉浸在核裂变发电机组设计的经验,在有了结构图的点明后,自然很快就摸清楚了对应的核心。

但对于他来说,热机发电技术可谓是最熟悉的领域之一了。

然而在自己最熟悉的领域,却被人轻而易举的就超过了,做出了更优秀更完美的方案,怎么能不信服?

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