Цикл магнитногидродинамической установки.

В МГД-генераторе в электроэнергию преобразуется энергия потока плазмы, движущейся в канале генератора (подобно тому как в турбогенераторе в электроэнергию преобразуется кинетическая энергия вращения ротора).

Так, в МГД-генераторе простейшего типа рабочее тело, адиабатно расширяясь от состояния 1 до состояния 2, производит электроэнергию, отводимую с электродов генератора, количество которой равно, как обычно, разности энтальпий рабочего тела:

Цикл МГД-установки, работающей по открытой схеме, изображен в Т,s-диаграмме на рис. 12.12. Здесь 1-2-3-4-5-6-7-1 — МГД-ступень цикла, a I-II-III-IV-V-I — пароводяная ступень цикла. В этой диаграмме 1-2 — процесс адиабатного сжатия в компрессоре1) от давления p2 до давления p1; 2-3-4 — изобара подвода теплоты в цикле p1 = const (здесь 2-3 — подвод теплоты в регенеративном воздухоподогревателе, а 3-4 — подвод теплоты в камере сгорания); 4-5 —адиабатный процесс расширения с производством работы в МГД-генераторе; 5-6-7-1 — изобарный (р2 = const) процесс отвода теплоты в цикле; 5-6 — отдача теплоты воздуху в регенеративном теплообменнике 4; 6-7 — отдача теплоты воде в парогенераторе 5; 7-1 — отвод теплоты к холодному источнику (с продуктами сгорания, выбрасываемыми в атмосферу).

 В нижней ступени I-II — адиабатное расширение пара с отдачей внешней работы в турбине; II-III — изобарный (pII = const) процесс отвода теплоты в конденсаторе; III-IV-V-I — изобарный (pI = const) процесс подвода теплоты в парогенераторе. Как и в случаях бинарных циклов, рассмотренных в гл. 11, здесь циклы 1-2-3-4-5-6-7-1 и I-II-III-IV-V-I построены для различных количеств рабочего тела — пароводяной цикл для 1 кг воды, а собственно МГД-цикл — для m кг рабочего тела; кратность расхода рабочего тела МГД-контура по отношению к расходу воды определяется следующим образом.

 

Термический КПД этого цикла определяется соотношением, аналогичным уравнению (11.91) для ηт бинарного цикла МГД-установки:

 

где -работа, производимая соответственно в МГД-цикле и в паротурбинном цикле; q1 — теплота, подводимая к 1 кг рабочего тела МГД цикла.

 За последние десятилетия был создан ряд МГД-установок, способных работать в импульсном режиме (с длительностью импульса несколько десятков секунд). Что же касается МГД-установок для тепловых электростанций, то сроки их создания будут определяться прогрессом в развитии методов повышения электрофизических характеристик низкотемпературной плазмы, а также прогрессом в разработке высокотемпературных конструкционных материалов с длительным ресурсом работы и в создании магнитных систем (со сверхпроводящей обмоткой) для МГД-генератора.

⇐ Предыдущая1234567Следующая ⇒

Поделиться: