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解决磁流体发电的关键问题

时间:2023-06-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:要使磁流体发电装置顺利运行必须具备三个条件,即流体必须具备较高的电导率、流体流经磁场时具有较高的速度和一个具有高强磁场的超导磁体。只有超导磁体才能达到如此高的磁感应强度,常规电磁体是做不到的。目前比较成熟的低温超导磁体需要一套比较复杂的低温系统,而且造价也比较贵。磁流体发电用的超导磁体,按其结构形式可分为:螺旋管形磁体、跑道形磁体和鞍形磁体。

解决磁流体发电的关键问题

要使磁流体发电装置顺利运行必须具备三个条件,即流体必须具备较高的电导率、流体流经磁场时具有较高的速度和一个具有高强磁场的超导磁体。

(一)流体具有高电导率

通常气体在2 000~3 000K时几乎不导电,空气在常压下,要加热到6 000℃以上,才能获得几个西门子/米的电导率(表示物质导电的性能,为电阻率的倒数,单位为s/m)。所以要提高流体的电导率,需要加入少量的电离电位较低的物质,如钾盐和铯盐,通常称为电离种子。铯的价格较贵只有能全部回收的情况下才使用,在开环系统中通常用碳酸钾和氢氧化钾。为了提高经济效益,电离种子需要再生循环使用,回收钾盐也是一个相当复杂的过程。

(二)流体具有高速度(www.xing528.com)

磁流体的速度靠与燃烧室相连接的喷嘴获得。但流体的速度不是越高越好,因为用高温导电气体作发电工质时,流速增加会使温度下降,由于温度下降导致气体的电导率会急剧降低。所以流体速度一般控制在800~1 500m/s为宜。

(三)具有较高的磁感应强度

大型磁流体发电机的磁感应强度需要达到5~6T(特斯拉,磁感应强度的法定计量单位),才能有较高的热电转换效率。只有超导磁体才能达到如此高的磁感应强度,常规电磁体是做不到的。超导磁体可以做到很高的场强,其重量比同样场强和磁场空间的电磁体轻得多。目前比较成熟的低温超导磁体需要一套比较复杂的低温系统,而且造价也比较贵。磁流体发电用的超导磁体,按其结构形式可分为:螺旋管形磁体、跑道形磁体和鞍形磁体。

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