Magnetohydrodynamisk generator

En magnetohydrodynamisk generator ( MHD-generator ) är en magnetohydrodynamisk omvandlare som omvandlar termisk energi och kinetisk energi direkt till elektricitet . En MHD-generator, liksom en konventionell generator, förlitar sig på att flytta en ledare genom ett magnetfält för att generera elektrisk ström. MHD-generatorn använder varm ledande joniserad gas (ett plasma ) som rörlig ledare. Den mekaniska dynamo, däremot, använder rörelsen hos mekaniska anordningar för att åstadkomma detta.

MHD-generatorer skiljer sig från traditionella elektriska generatorer genom att de arbetar utan rörliga delar (t.ex. ingen turbin) för att begränsa den övre temperaturen. De har därför den högsta kända teoretiska termodynamiska verkningsgraden av någon elektrisk genereringsmetod. MHD har utvecklats omfattande som en toppcykel för att öka effektiviteten av elproduktion , särskilt vid förbränning av kol eller naturgas . De heta avgaserna från en MHD-generator kan värma pannorna i ett ångkraftverk , vilket ökar den totala effektiviteten.

Praktiska MHD-generatorer har utvecklats för fossila bränslen, men dessa togs om av billigare kombinerade cykler där avgaserna från en gasturbin eller smält karbonatbränslecell värmer upp ånga för att driva en ångturbin .

MHD-dynamos är komplementet till MHD-acceleratorer , som har använts för att pumpa flytande metaller , havsvatten och plasma.

Naturliga MHD-dynamos är ett aktivt forskningsområde inom plasmafysik och är av stort intresse för geofysik- och astrofysiksamhällena , eftersom jordens och solens magnetfält produceras av dessa naturliga dynamos.

Princip

Lorentz Force Law beskriver effekterna av en laddad partikel som rör sig i ett konstant magnetfält. Den enklaste formen av denna lag ges av vektorekvationen.

\mathbf {F} =Q(\mathbf {v} \times \mathbf {B} )

var

F är kraften som verkar på partikeln.
Q är partikelns laddning,
v är partikelns hastighet, och
B är magnetfältet.

Vektorn F är vinkelrät mot både v och B enligt högerhandsregeln .

Kraftproduktion

måste åtgärder vidtas för att öka den elektriska ledningsförmågan hos det ledande ämnet för att ett stort kraftverk ska närma sig driftseffektiviteten för datormodeller . Upphettning av en gas till dess plasmatillstånd eller tillsats av andra lätt joniserbara ämnen som salter av alkalimetaller kan åstadkomma denna ökning. I praktiken måste ett antal frågor beaktas vid implementeringen av en MHD-generator : generatoreffektivitet, ekonomi och giftiga biprodukter. Dessa problem påverkas av valet av en av de tre MHD-generatordesignerna: Faraday-generatorn, Hall-generatorn och skivgeneratorn.

Faraday generator

Faraday-generatorn är uppkallad efter Michael Faradays experiment med att flytta laddade partiklar i Themsen.

En enkel Faraday-generator skulle bestå av ett kilformat rör eller rör av något icke- ledande material. När en elektriskt ledande vätska strömmar genom röret, i närvaro av ett betydande vinkelrät magnetfält, induceras en spänning i vätskan, som kan dras av som elektrisk kraft genom att placera elektroderna på sidorna i 90 graders vinkel mot magneten. fält.

Det finns begränsningar för densiteten och typen av fält som används. Mängden effekt som kan utvinnas är proportionell mot rörets tvärsnittsarea och hastigheten på det ledande flödet. Det ledande ämnet kyls och bromsas också av denna process. MHD-generatorer sänker vanligtvis temperaturen på det ledande ämnet från plasmatemperaturer till drygt 1000 °C.

Det huvudsakliga praktiska problemet med en Faraday-generator är att differentiella spänningar och strömmar i vätskan kortsluter genom elektroderna på kanalens sidor. Det mest kraftfulla avfallet kommer från Halleffektströmmen . Detta gör Faraday-kanalen mycket ineffektiv. De flesta ytterligare förbättringar av MHD-generatorer har försökt lösa detta problem. Det optimala magnetfältet på kanalformade MHD-generatorer är en sorts sadelform. För att få detta fält kräver en stor generator en extremt kraftfull magnet. Många forskargrupper har försökt anpassa supraledande magneter till detta ändamål, med varierande framgång. (För referenser, se diskussionen om generatoreffektivitet nedan.)

Hallgenerator

Diagram över en Hall MHD-generator som visar strömflöden

Den typiska lösningen, historiskt sett, har varit att använda Hall-effekten för att skapa en ström som flyter med vätskan. (Se illustration.) Denna design har uppsättningar av korta, segmenterade elektroder på sidorna av kanalen. Den första och sista elektroden i kanalen driver belastningen. Varje annan elektrod är kortsluten till en elektrod på motsatt sida av kanalen. Dessa kortslutningar av Faraday-strömmen inducerar ett kraftfullt magnetfält i vätskan, men i ett cirkelkorda i rät vinkel mot Faraday-strömmen. Detta sekundära, inducerade fält gör att ström flyter i en regnbågsform mellan den första och sista elektroden.

Förlusterna är mindre än en Faraday-generator, och spänningarna är högre eftersom det är mindre kortslutning av den slutliga inducerade strömmen.

Denna design har dock problem eftersom materialflödets hastighet kräver att mittelektroderna är förskjutna för att "fånga" Faraday-strömmarna. När belastningen varierar varierar vätskeflödeshastigheten, vilket gör att Faraday-strömmen är felinriktad med dess avsedda elektroder och gör generatorns effektivitet mycket känslig för dess belastning.

Skivgenerator

Diagram över en skiva MHD-generator som visar strömflöden

Den tredje och för närvarande mest effektiva designen är Hall-effektskivgeneratorn. Denna design håller för närvarande rekord för effektivitet och energitäthet för MHD-generering. En skivgenerator har vätska som strömmar mellan mitten av en skiva och en kanal lindad runt kanten. (Kanalerna visas inte.) Det magnetiska excitationsfältet skapas av ett par cirkulära Helmholtz-spolar ovanför och under skivan. (Spolarna visas inte.)

Faraday-strömmarna flyter i en perfekt död kortslutning runt skivans periferi.

Halleffektströmmarna flyter mellan ringelektroder nära centrumkanalen och ringelektroder nära periferikanalen.

Det breda platta gasflödet minskade avståndet, därav motståndet hos den rörliga vätskan. Detta ökar effektiviteten.

En annan betydande fördel med denna design är att magneterna är mer effektiva. För det första orsakar de enkla parallella fältlinjer. För det andra, eftersom vätskan bearbetas i en skiva, kan magneten vara närmare vätskan, och i denna magnetiska geometri ökar magnetfältstyrkorna med avståndets 7:e potens. Slutligen är generatorn kompakt för sin kraft, så magneten är också mindre. Den resulterande magneten använder en mycket mindre andel av den genererade kraften.

Generatoreffektivitet

Effektiviteten för den direkta energiomvandlingen i MHD-kraftgenerering ökar med magnetfältsstyrkan och plasmakonduktiviteten, vilket beror direkt på plasmatemperaturen och mer exakt på elektrontemperaturen. Eftersom mycket heta plasma endast kan användas i pulsade MHD-generatorer (till exempel med stötrör ) på grund av den snabba termiska materialerosionen, var det tänkt att använda icke-termiska plasma som arbetsvätskor i stabila MHD-generatorer, där endast fria elektroner värms upp mycket (10 000–20 000 kelvin ) medan huvudgasen (neutrala atomer och joner) förblir vid en mycket lägre temperatur, vanligtvis 2500 kelvin. Målet var att bevara materialen i generatorn (väggar och elektroder) samtidigt som den begränsade konduktiviteten hos sådana dåliga ledare förbättrades till samma nivå som ett plasma i termodynamisk jämvikt ; dvs helt uppvärmd till mer än 10 000 kelvin, en temperatur som inget material tålde.

Men Evgeny Velikhov upptäckte först teoretiskt 1962 och experimentellt 1963 att en joniseringsinstabilitet, senare kallad Velikhov-instabilitet eller elektrotermisk instabilitet , snabbt uppstår i vilken MHD-omvandlare som helst som använder magnetiserade icke-termiska plasma med heta elektroner, när en kritisk Hall-parameter uppnås, vilket beror på på graden av jonisering och magnetfältet. En sådan instabilitet försämrar avsevärt prestandan hos icke-jämvikts MHD-generatorer. Utsikterna med denna teknik, som till en början förutspådde fantastisk effektivitet, förlamade MHD-program över hela världen eftersom ingen lösning för att mildra instabiliteten hittades vid den tiden.

Följaktligen, utan att implementera lösningar för att bemästra den elektrotermiska instabiliteten, var praktiska MHD-generatorer tvungna att begränsa Hall-parametern eller använda måttligt uppvärmda termiska plasma istället för kalla plasma med heta elektroner, vilket kraftigt sänker effektiviteten.

Från och med 1994 hölls rekordet på 22 % effektivitet för MHD-generatorer med sluten cykel av Tokyo Technical Institute. Toppentalpiextraktionen i dessa experiment nådde 30,2 %. Typiska MHD-generatorer för kol med öppen cykel är lägre, nära 17 %. Dessa effektivitetsvinster gör MHD i sig oattraktivt för elproduktion, eftersom konventionella Rankine-cykelkraftverk lätt når 40 %.

Avgaserna från en MHD-generator som förbränner fossilt bränsle är dock nästan heta som en låga. Genom att dirigera sina avgaser till en värmeväxlare för en turbin Brayton-cykel eller ånggenerator Rankine-cykel , kan MHD omvandla fossila bränslen till elektricitet med en uppskattad effektivitet på upp till 60 procent, jämfört med 40 procent av en typisk kolanläggning.

En magnetohydrodynamisk generator kan också vara det första steget i en gashärdreaktor .

Material- och designfrågor

MHD-generatorer har svåra materialproblem, både för väggar och elektroder. Material får inte smälta eller korrodera vid mycket höga temperaturer. Exotisk keramik utvecklades för detta ändamål och måste väljas för att vara kompatibel med bränslet och joniseringsfröet. De exotiska materialen och de svåra tillverkningsmetoderna bidrar till de höga kostnaderna för MHD-generatorer.

Dessutom fungerar MHD bättre med starkare magnetfält. De mest framgångsrika magneterna har varit supraledande och mycket nära kanalen. En stor svårighet var att kyla dessa magneter samtidigt som de isolerades från kanalen. Problemet är värre eftersom magneterna fungerar bättre när de är närmare kanalen. Det finns också allvarliga risker för skador på den heta, spröda keramiken från differentiell termisk sprickbildning. Magneterna är vanligtvis nära den absoluta nollpunkten, medan kanalen är flera tusen grader.

rapporterades både aluminiumoxid (Al ₂ O ₃ ) och magnesiumperoxid (MgO _{2 ) fungera för de isolerande väggarna.} Magnesiumperoxid bryts ner nära fukt. Aluminiumoxid är vattenbeständigt och kan tillverkas för att vara ganska starkt, så i praktiken har de flesta MHD:er använt aluminiumoxid för de isolerande väggarna.

För elektroderna för rena MHDs (dvs. förbränning av naturgas) var ett bra material en blandning av 80 % CeO ₂ , 18 % ZrO ₂ och 2 % Ta ₂ O ₅ .

Kolförbrännande MHDs har intensivt korrosiva miljöer med slagg. Slaggen både skyddar och korroderar MHD-material. Speciellt påskyndar migration av syre genom slaggen korrosion av metalliska anoder. Icke desto mindre har mycket goda resultat rapporterats med i rostfritt stål vid 900 K. Ett annat, kanske överlägset alternativ är en spinellkeram, FeAl ₂ O ₄ - Fe ₃ O ₄ . Spinellen rapporterades ha elektronisk konduktivitet, frånvaro av ett resistivt reaktionsskikt men med viss diffusion av järn in i aluminiumoxiden. Järns diffusion kunde kontrolleras med ett tunt lager av mycket tät aluminiumoxid och vattenkylning i både elektroderna och aluminiumoxidisolatorerna.

Att fästa högtemperaturelektroderna på konventionella kopparskenor är också en utmaning. De vanliga metoderna skapar ett kemiskt passiveringsskikt och kyler samlingsskenan med vatten.

Ekonomi

MHD-generatorer har inte använts för storskalig massenergiomvandling eftersom andra tekniker med jämförbar effektivitet har en lägre livscykelinvesteringskostnad. Framsteg inom naturgasturbiner uppnådde liknande termisk effektivitet till lägre kostnader, genom att turbinens avgaser driver en Rankine- cykelånganläggning. För att få mer elektricitet från kol är det billigare att helt enkelt lägga till mer lågtemperatur ånggenererande kapacitet.

En koldriven MHD-generator är en typ av Brayton-kraftcykel , liknande kraftcykeln för en förbränningsturbin. Men till skillnad från förbränningsturbinen finns det inga rörliga mekaniska delar; det elektriskt ledande plasmat tillhandahåller den rörliga elektriska ledaren. Sidoväggarna och elektroderna står bara emot trycket inuti, medan anod- och katodledarna samlar upp den elektricitet som genereras. Alla Brayton-cykler är värmemotorer. Idealiska Brayton-cykler har också en idealisk effektivitet som är lika med idealisk Carnot-cykeleffektivitet . Således potentialen för hög energieffektivitet från en MHD-generator. Alla Brayton-cykler har högre potential för effektivitet ju högre bränningstemperaturen är. Medan en förbränningsturbin är begränsad i maximal temperatur av styrkan hos dess luft/vatten eller ångkylda roterande bärytor; det finns inga roterande delar i en MHD-generator med öppen cykel. Denna övre temperaturgräns begränsar energieffektiviteten i förbränningsturbiner. Den övre gränsen för Brayton-cykeltemperaturen för en MHD-generator är inte begränsad, så i sig har en MHD-generator en högre potential för energieffektivitet.

Temperaturerna vid vilka linjära koldrivna MHD-generatorer kan arbeta begränsas av faktorer som inkluderar: (a) förbränningsbränslet, oxidationsmedlet och oxidationsmedlets förvärmningstemperatur som begränsar den maximala temperaturen för cykeln; (b) förmågan att skydda sidoväggarna och elektroderna från smältning; (c) förmågan att skydda elektroderna från elektrokemiska angrepp från den heta slagg som täcker väggarna i kombination med den höga strömmen eller ljusbågarna som träffar elektroderna när de leder likströmmen från plasman; och (d) genom förmågan hos de elektriska isolatorerna mellan varje elektrod. Koleldade MHD-anläggningar med syre/luft och hög oxidant förvärmning skulle förmodligen ge kaliumfröplasma på cirka 4200 °F, 10 atmosfärers tryck och börja expansionen vid Mach 1.2. Dessa anläggningar skulle återvinna MHD-avgasvärme för oxidantförvärmning och för ånggenerering i kombinerad cykel. Med aggressiva antaganden visade en DOE-finansierad förstudie av var tekniken kunde ta vägen, 1000 MWe Advanced Coal-Fired MHD/Steam Binary Cycle Power Plant Conceptual Design, publicerad i juni 1989, att en stor koleldad MHD kombinerad cykelanläggning uppnå en HHV-energieffektivitet som närmar sig 60 procent – långt över andra koldrivna tekniker, så potentialen för låga driftskostnader finns.

Men ingen testning vid dessa aggressiva förhållanden eller storlek har ännu inträffat, och det finns inga stora MHD-generatorer som testas nu. Det finns helt enkelt en otillräcklig tillförlitlighet för att ge förtroende för en kommersiell koldriven MHD-design.

U25B MHD-testning i Ryssland med naturgas som bränsle använde en supraledande magnet och hade en effekt på 1,4 megawatt. En koleldad MHD-generatorserie med tester finansierad av det amerikanska energidepartementet (DOE) 1992 producerade MHD-kraft från en större supraledande magnet vid Component Development and Integration Facility (CDIF) i Butte , Montana . Inget av dessa tester utfördes under tillräckligt lång tid för att verifiera teknologins kommersiella hållbarhet. Ingen av testanläggningarna var i tillräckligt stor skala för en kommersiell enhet.

Supraledande magneter används i de större MHD-generatorerna för att eliminera en av de stora parasitförlusterna: kraften som behövs för att aktivera elektromagneten. Supraledande magneter, när de väl laddats, förbrukar ingen ström och kan utveckla intensiva magnetfält 4 tesla och högre. Den enda parasitiska belastningen för magneterna är att upprätthålla kylning och att täcka de små förlusterna för de icke-superkritiska anslutningarna.

På grund av de höga temperaturerna måste kanalens icke-ledande väggar vara konstruerade av ett ytterst värmebeständigt ämne såsom yttriumoxid eller zirkoniumdioxid för att fördröja oxidation. På liknande sätt måste elektroderna vara både ledande och värmebeständiga vid höga temperaturer. AVCO-koldrivna MHD-generatorn vid CDIF testades med vattenkylda kopparelektroder täckta med platina, volfram, rostfritt stål och elektriskt ledande keramik.

Giftiga biprodukter

MHD minskar den totala produktionen av farligt avfall av fossila bränslen eftersom det ökar anläggningens effektivitet. I MHD-kolanläggningar återvinner den patenterade kommersiella "Econoseed"-processen som utvecklats av USA (se nedan) kaliumjoniseringsfrö från flygaskan som fångas upp av gasskrubbern. Denna utrustning är dock en extra kostnad. Om smält metall är ankarvätskan i en MHD-generator, måste man vara försiktig med kylvätskan i elektromagneten och kanalen. De alkalimetaller som vanligtvis används som MHD-vätskor reagerar våldsamt med vatten. Dessutom kan de kemiska biprodukterna av uppvärmda, elektrifierade alkalimetaller och kanalkeramik vara giftiga och miljöbeständiga.

Historia

Den första praktiska MHD-kraftforskningen finansierades 1938 i USA av Westinghouse i dess laboratorier i Pittsburgh, Pennsylvania , under ledning av ungerskan Bela Karlovitz . Det ursprungliga patentet på MHD är av B. Karlovitz, US-patent nr 2 210 918, "Process for the Conversion of Energy", 13 augusti 1940.

Andra världskriget avbröt utvecklingen. 1962 hölls den första internationella konferensen om MHD Power i Newcastle upon Tyne, Storbritannien av Dr. Brian C. Lindley från International Research and Development Company Ltd. Gruppen inrättade en styrgrupp för att inrätta ytterligare konferenser och sprida idéer. 1964 startade gruppen en andra konferens i Paris, Frankrike, i samråd med Europeiska kärnenergibyrån .

Eftersom medlemskapet i ENEA var begränsat, övertalade gruppen Internationella atomenergiorganet att sponsra en tredje konferens, i Salzburg, Österrike, juli 1966. Förhandlingarna vid detta möte omvandlade styrkommittén till en periodisk rapporteringsgrupp, ILG-MHD (international). liaison group, MHD), under ENEA, och senare 1967, även under Internationella atomenergiorganet. Ytterligare forskning på 1960-talet av R. Rosa fastställde det praktiska med MHD för fossildrivna system.

På 1960-talet påbörjade AVCO Everett Aeronautical Research en serie experiment som slutade med Mk. V-generator från 1965. Denna genererade 35 MW, men använde cirka 8 MW för att driva sin magnet. 1966 hade ILG-MHD sitt första formella möte i Paris, Frankrike. Den började ge ut en periodisk statusrapport 1967. Detta mönster kvarstod, i denna institutionella form, fram till 1976. Mot slutet av 1960-talet minskade intresset för MHD eftersom kärnkraft blev mer allmänt tillgänglig.

I slutet av 1970-talet, när intresset för kärnkraft minskade, ökade intresset för MHD. 1975 UNESCO övertygad om att MHD kan vara det mest effektiva sättet att utnyttja världens kolreserver, och 1976 sponsrade ILG-MHD. 1976 stod det klart att ingen kärnreaktor under de kommande 25 åren skulle använda MHD, så Internationella atomenergiorganet och ENEA (båda kärnkraftsorganen) drog tillbaka stödet från ILG-MHD och lämnade UNESCO som huvudsponsor för ILG- MHD.

Tidigare Jugoslaviens utveckling

Under mer än tio år hade ingenjörer vid fd Jugoslavian Institute of Thermal and Nuclear Technology (ITEN), Energoinvest Co., Sarajevo, byggt den första experimentella magnetiska hydrodynamiska kraftgeneratorn 1989. Det var här den patenterades första gången .

USA:s utveckling

På 1980-talet inledde det amerikanska energidepartementet ett kraftfullt flerårigt program, som kulminerade i en 1992 50 MW demonstrationskolbrännare vid Component Development and Integration Facility (CDIF) i Butte, Montana . Detta program hade också betydande arbete vid Coal-Fired-In-Flow-Facility (CFIFF) vid University of Tennessee Space Institute .

Detta program kombinerade fyra delar:

En integrerad MHD toppningscykel, med kanal, elektroder och strömkontrollenheter utvecklade av AVCO, senare känt som Textron Defense of Boston. Detta system var en Hall-effekt kanalgenerator uppvärmd av pulveriserat kol, med ett kaliumjoniseringsfrö. AVCO hade utvecklat den berömda Mk. V-generator, och hade betydande erfarenhet.
En integrerad bottencykel, utvecklad på CDIF.
En anläggning för att regenerera joniseringsfröet utvecklades av TRW. Kaliumkarbonat separeras från sulfatet i flygaskan från skrubbarna. Karbonaten avlägsnas för att återfå kaliumet.
En metod för att integrera MHD i redan existerande kolanläggningar. Institutionen för energi har beställt två studier. Westinghouse Electric utförde en studie baserad på Scholtz Plant of Gulf Power i Sneads, Florida . MHD Development Corporation producerade också en studie baserad på JE Corrette Plant från Montana Power Company i Billings, Montana .

De första prototyperna vid CDIF användes under kort tid, med olika kol: Montana Rosebud och ett högsvavligt frätande kol, Illinois nr 6. En hel del teknik, kemi och materialvetenskap slutfördes. Efter att de slutliga komponenterna utvecklats slutfördes drifttestningen med 4 000 timmars kontinuerlig drift, 2 000 på Montana Rosebud, 2 000 på Illinois nr 6. Testningen avslutades 1993. [ ^{citat behövs ]}

japansk utveckling

Det japanska programmet i slutet av 1980-talet koncentrerade sig på MHD med sluten cykel. Tron var att den skulle ha högre effektivitet och mindre utrustning, särskilt i de rena, små, ekonomiska anläggningarnas kapaciteter nära 100 megawatt (elektriska) som är lämpade för japanska förhållanden. Koldrivna anläggningar med öppen cykel anses generellt bli ekonomiska över 200 megawatt.

Den första stora serien av experiment var FUJI-1, ett nedblåsningssystem som drivs av ett stötrör vid Tokyo Institute of Technology . Dessa experiment extraherade upp till 30,2% av entalpin och uppnådde effekttätheter nära 100 megawatt per kubikmeter. Denna anläggning finansierades av Tokyo Electric Power, andra japanska företag och utbildningsdepartementet. Vissa myndigheter tror att detta system var en skivgenerator med helium- och argonbärargas och kaliumjoniseringsfrö.

1994 fanns det detaljerade planer för FUJI-2, en 5 MWe kontinuerlig sluten krets anläggning, driven av naturgas, som skulle byggas med erfarenheten av FUJI-1. Den grundläggande MHD-konstruktionen skulle vara ett system med inerta gaser med hjälp av en skivgenerator. Målet var en entalpiextraktion på 30 % och en MHD termisk verkningsgrad på 60 %. FUJI-2 skulle följas av en ombyggnad av en naturgasanläggning på 300 MWe.

Australiensisk utveckling

1986 forskade professor Hugo Karl Messerle vid University of Sydney på koldriven MHD. Detta resulterade i en toppningsanläggning på 28 MWe som drevs utanför Sydney. Messerle skrev också ett av de senaste referensverken (se nedan), som en del av ett Unescos utbildningsprogram.

En detaljerad dödsruna för Hugo finns på Australian Academy of Technological Sciences and Engineering (ATSE) webbplats.

italiensk utveckling

Det italienska programmet började 1989 med en budget på cirka 20 miljoner USD och hade tre huvudsakliga utvecklingsområden:

MHD-modellering.
Superledande magnetutveckling. Målet 1994 var en 2 m lång prototyp som lagrade 66 MJ , för en MHD-demonstration 8 m lång. Fältet skulle vara 5 tesla , med en avsmalning på 0,15 T/m. Geometrin skulle likna en sadelform, med cylindriska och rektangulära lindningar av niob-titankoppar.
Ombyggnader till naturgaskraftverk. En var att vara på Enichem-Anic faktorn i Ravenna. I denna anläggning skulle förbränningsgaserna från MHD passera till pannan. Den andra var en 230 MW (termisk) installation för ett kraftverk i Brindisi, som skulle föra ånga till huvudkraftverket.

kinesisk utveckling

Ett gemensamt nationellt USA-Kina-program avslutades 1992 genom att bygga om den koleldade anläggningen nr 3 i Asbach. ^{[ citat behövs ]} Ytterligare ett elvaårigt program godkändes i mars 1994. Detta etablerade forskningscentra inom:

Institutet för elektroteknik vid den kinesiska vetenskapsakademin, Peking, sysslar med MHD-generatordesign.
Shanghai Power Research Institute, som sysslar med forskning om övergripande system och supraledande magneter.
Thermoenergy Research Engineering Institute vid Nanjings Southeast University , bekymrad över senare utveckling.

1994 års studie föreslog en 10 W (elektrisk, 108 MW termisk) generator med MHD och bottencykelanläggningar anslutna med ångrör, så att båda kunde fungera oberoende.

ryska utvecklingen

U-25 modell

1971 färdigställdes den naturgaseldade U-25-anläggningen nära Moskva, med en designad kapacitet på 25 megawatt. År 1974 levererade den 6 megawatt effekt. År 1994 hade Ryssland utvecklat och drivit den koldrivna anläggningen U-25, vid Högtemperaturinstitutet vid Ryska vetenskapsakademin i Moskva. U-25:s bottenanläggning drevs faktiskt under kontrakt med Moskvas kraftverk och matade in kraft till Moskvas elnät. Det fanns ett stort intresse i Ryssland för att utveckla en koldriven skivgenerator. 1986 byggdes det första industriella kraftverket med MHD-generator, men 1989 avbröts projektet innan MHD lanserades och detta kraftverk anslöt sig senare till Ryazan Power Station som en 7:e enhet med vanlig konstruktion.

Se även

Vidare läsning

Sutton, George W.; Sherman, Arthur (juli 2006). Teknisk Magnetohydrodynamik . Dover civil- och maskinteknik. Dover Publikationer. ISBN 978-0486450322 .
Hugo K. Messerle, Magnetohydrodynamic Power Generation , 1994, John Wiley, Chichester, del av UNESCO Energy Engineering Series (Detta är källan till historisk information och generatordesigninformation).
Shioda, S. "Resultat av genomförbarhetsstudier på MHD-kraftverk med sluten cykel", Proc. Plasma Tech. Conf., 1991, Sydney, Australien, s. 189–200.
RJ Rosa, Magnetohydrodynamic Energy Conversion , 1987, Hemisphere Publishing, Washington, DC
GJ Womac, MHD Power Generation , 1969, Chapman och Hall, London.

externa länkar