磁流体发电

发 电 形 式 的 比 较
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• 水力发电 • 风力发电 • 太阳能发电 • 核能发电
一.水力发电
• 1.原理 • 水力发电的基本原理是利用水位落差 ，配合水轮 发电机产生电力，也就是利用水的位能转为水轮 的机械能，再以机械能推动发电机，而得到电力 。 • 2.优势 • 水力发电是再生能源，对环境冲击较小。除可提 供廉价电力外， • 还有下列之优点：控制洪水泛滥、提供灌溉用水 、改善河流航运，有关工程同时改善该地区的交 通、电力供应和经济，特别可以发展旅游业及水 产养殖。美国田纳西河的综合发展计划，是首个 大型的水利工程，带动整体的经济发展。
磁流体发电的原理
• 根据电磁感应原理，用导电流体（气体或液体）与磁场相对运动而 发电。磁流体发电按工质的循环方式分为开式循环系统、闭式循环 系统和液态金属循环系统。最简单的开式磁流发电机由燃烧室、发 电通道和磁体组成。工作过程是：在燃 料燃烧后产生的高温燃气中 ，加入易电离的钾盐或钠盐，使其部分电离，经喷管加速，产生温 度达3000℃、速度达1000米／秒的高温高速导电气体（部分等 离 子体），导电气体穿越置于强磁场中的发电通道，作切割磁力线的 运动，感生出电流。磁流体发电机没 有运动部件，结构紧凑，起动 迅速，环境污染小，有很多优点。特别是它的排气温度高达2000℃ ，可通入锅炉产生蒸汽，推动汽轮发电机组发电。这种磁流体－ 蒸 汽动力联合循环电站，一次燃烧两级发电，比现有火力发电站的热 效率高10－20%，节省燃料30%，是火力发电技术改造的重要方向 。
二.风力发电 1.原理 把风的动能转变成机械动能， 再把机械能转化为电力动能， 这就是风力发电。风力发电的 原理，是利用风力带动风车叶 片旋转，再透过增速机将旋转的 速度提升，来促使发电机发电。 2.优势 清洁，环境效益好； 可再生，永不枯竭； 基建周期短； 装机规模灵活。
三.太阳能发电
• 1.原理 • 利用太阳能发电有两大类型，一类是太阳光发电（亦称 太阳能光发电），另一类是太阳热发电（亦称太阳能热 发电）。 • 太阳能光发电是将太阳能直接转变成电能的一种发电方 式。它包括光伏发电、光化学发电、光感应发电和光生 物发电四种形式，在光化学发电中有电化学光伏电池、 光电解电池和光催化电池。 • 2.优势 • ①无枯竭危险；②绝对干净（无公害）；③不受资源分 布地域的限制；④可在用电处就近发电；⑤能源质量高 ；⑥使用者从感情上容易接受；⑦获取能源花费的时间 短。
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火力发电与其关系
• 火力发电 • —最传统的发电形势 • 火力发电，利用煤、石油、 天然气等固体、液体、气体 燃料燃烧时产生的热能，通 过发电动力装置转换成电能 的一种发电方式。中国的煤 炭资源丰富，1990年产煤 10.9亿吨，其中发电用煤 仅占12％。火力发电仍有 巨大潜力。
粉尘污染 烟气污染 资源消耗
各种发电形式的缺点
• 水电的缺点
• 水电要淹没大量土地，有可能导致生态环境破坏，而且大型水 库一旦塌崩，后果将不堪设想。另外，一个国家的水力资源也是有 限的，而且还要受季节的影响。 风力的缺点 噪声，视觉污染，占用大片土地。不稳定，不可控，目前成本仍然 很高。 核电的缺点 核电在正常情况下固然是干净的，但万一发生核泄漏，后果同 样是可怕的。前苏联切尔诺贝利核电站事故，已使900万人受到了 不同程度的损害，而且这一影响并未终止。 太阳能的缺点 效率不高15%左右，不稳定，有地域性，受天气影响 • • • •
发电流程
• 磁流体发电比一般的火力发电效率高得多，但在相当长一段时间内 它的研制进展不快，其原因在于伴随它的优点而产生了一大堆技术 难题。磁流体发电机中，运行的 是温度在三、四千度的导电流体， 它们是高温下电离的气体。为进行有效的电力生产，电离了的气体 导电性能还不够，因此，还要在其中加入钾、铯等金属离子。但 是 ，当这种含有金属离子的气流，高速通过强磁场中的发电通道，达 到电极时，电极也随之遭到腐蚀。电极的迅速腐蚀是磁流体发电机 面临的最大难题。另外，磁流 体发电机需要一个强大的磁场，人们 都认为，真正用于生产规模的发电机必须使用超导磁体来产生高强 度的磁场，这当然也带来技术和设备上的难题。最近几年，科 学家 在导电流体的选用上有了新的进展，发明了用低熔点的金属（如钠 、钾等）作导电流体，在液态金属中加进易挥发的流体（如甲苯、 乙烷等）来推动液态金属的 流动，巧妙地避开了工程技术上一些难 题，制造电极的材料和燃料的研制方面也有了新进展。
国内情况
• 我国于本世纪60年代初期开始研究磁流体发电，先后在北京 、上海、南京等地建成了试验基地。根据我国煤炭资源丰富 的特点，我国将重点研究燃煤磁流体发电，并将它作为 “863”计划中能源领域的两个研究主题之一，争取在短时 间内赶上世界先进水平。 • 作为一种高技术，磁流体发电推动着工程电磁流体力学这门 新兴学科和高温燃烧、氧化剂预热、高温 材料、超导磁体、 大功率变流技术、高温诊断和降低工业动力装置有害排放物 的先进方法等一系列新技术的发展。这些科学成果和技术成 就可以得到其他方面的应 用，并有着美好的发展前景。
磁流体发电技术
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Leabharlann Baidu 目录
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 概述 发电流程 磁流体发电的原理 磁流体发电的优势 磁流体发电的历史 发电形式的比较 与火力发电的关系 国内情况
概述
• 磁流体发电是一种新型的高效发电方式，其定义为当带有 • 等离子状态，是指物质原子内的电子在高温下脱离原子核的吸引， 使物质呈为正负带电粒子状态存在。 • 磁流体的等离子体横切穿过磁场时，按电磁感应定律，等离子体的 正负粒子在磁场的作用下分离，而聚集在与磁力线平等的两个面上 ，由于电荷的聚集，从而产生电势。在磁流体流经的通道上安装电 极和外部负荷连接时，则可发电。 • 为了使磁流体具有足够的电导率，需在高温和高速下，加上钾、铯 等碱金属和加入微量碱金属的惰性气体(如氦、氩等)作为工质，以 利用非平衡电离原理来提高电离度。前者直接利用燃烧气体穿过磁 场的方式叫开环磁流体发电，后者通过换热器将工质加热后再穿过 磁场的叫闭环磁流体发电。
磁流体发电的优势
• 磁流体发电是一种新型的发电方法。它把燃料的热 能直接转化为电能，省略了由热能转化为机械能的 过程，因此，这种发电方法效率较高，可达到60％ 以上。同样烧一吨煤，它能发电4500千瓦时，而 汽轮发电机只能发出3000千瓦时电。对环境的污 染也小 .
磁流体发电的历史
1832年法拉第首次提出有关磁流体力学问题。 他根据海水切割地球磁场产生电动势的想法，测量 泰晤士河两岸间的电位差，希望测出流速，但因河 水电阻大、地球磁场弱和测量技术差，未达到目的 。1937年哈特曼根据法拉第的想法，对水银在磁 场中的流动进行了定量实验，并成功地提出粘性不 可压缩磁流体力学流动(即哈特曼流动)的理论计算 方法。
四.核能发电
• 1.原理 • 核能发电的 能量来自核反应堆中可裂变材料(核燃料)进行裂变 反应所释放的裂变能。裂变反应指重元素在中子作用下分裂为 两个碎片，同时放出中子和大量能量的过程。若这些中子除去 消耗，至少有一个中子能引起另一个原子核裂变，使裂变自持 地进行，则这种反应称为链式裂变反应。 • 2.优势 • 1. 核能发电不会造成空气污染。 2.核能发电不会产生加重地球温室效应的二氧化碳。 • 3.核燃料能量运输与储存都很方便
• 磁流体发电机没有运动部件 ，结构紧凑，起动迅速，环 境污染小，有很多优点。特 别是它的排气温度高达 2000℃，可通入锅炉产生蒸 汽，推动汽轮发电机组发电 。这种磁流体－蒸汽动力联 合循环电站，一次燃烧两级 发电，比现有火力发电站的 热效率高10－20，节省燃料 ，是火力发电技术改造的重 要方向。