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超临界与超超临界

放大字体  缩小字体 发布日期:2023-02-10   来源:风电设备   作者:风电网   浏览次数:108
核心提示:大家经常听到两个词,一个叫二氧化碳超临界发电技术,一个叫水蒸气“超超临界”发电技术。估计大多数人不是很了解。火力发电厂发电技术140年来一直遵从爱迪生发明的朗肯循环原理,即把水烧成水蒸气,然后用水蒸气驱动汽轮机组进行发电。“余汽”通过冷却(大量的热能散发到大气中去了)后进行除氧,重新进行加热,进入下一个循环。这中间就有水从液体变为气体然后再变成液体的循环。这时的水蒸气温度和压力还不是很高。水在一个标准大气压下沸点是100摄氏度。这时候的水蒸气称为饱和水蒸气,液体水称为饱和水。因为蒸汽中有水又称为湿水蒸气。

   

大家经常听到两个词,一个叫二氧化碳超临界发电技术,一个叫水蒸气“超超临界”发电技术。
估计大多数人不是很了解。
火力发电厂发电技术140年来一直遵从爱迪生发明的朗肯循环原理,即把水烧成水蒸气,然后用水蒸气驱动汽轮机组进行发电。
“余汽”通过冷却(大量的热能散发到大气中去了)后进行除氧,重新进行加热,进入下一个循环。
这中间就有水从液体变为气体然后再变成液体的循环。
这时的水蒸气温度和压力还不是很高。
水在一个标准大气压下沸点是100摄氏度。
这时候的水蒸气称为饱和水蒸气,液体水称为饱和水。
因为蒸汽中有水又称为湿水蒸气。
当饱和水全部变成水蒸气时,就称为干水蒸气。
这个时候的温度称为临界温度,水蒸气的临界温度是374.15℃,此时的临界压力为22. 192MPa,临界比体积为 0. 003147m3/kg。
超过这个温度就进入超临界状态。
如果超过这个临界温度以上一定程度,就称作“超超临界”。
比如我国的“超超临界”发电技术是在温度580℃,压力25兆帕情况下运行。
这个时候的水蒸气能量密度高,热效率高。
但是由于传统的火力发电做完功的“余汽”需要进行冷却,因为大量的热能就是从这些(烟囱)里面排到大气里面去了。
即使是(超超临界)模式发电。
因为蒸汽汽轮机发电的致命之处在于水(H2O)中的氢和氧原子在高温下会分解,从而对设备和管道造成严重的腐蚀和“氢爆”,寿命大大缩短,而且造成设备和管道的安全隐患。
所以在朗肯循环里面必须把饱和水的温度降下来,然后除去水中的氢气和氧气。
重新再加热变成蒸汽。
这就造成了大量的热能白白浪费,而且需要大量的水源。
而分子能相变储能发电即超临界二氧化碳发电技术颠覆了140年的朗肯循环,省去了冷却这个工序。
二氧化碳无毒无味,化学性质非常稳定,2000摄氏度分解率不超过千分之二,高温不腐蚀。
不自燃,不助燃,安全性非常高。
超临界二氧化碳性质兼具液体和气体的双重优势,不但流动性非常好而且可压缩。
二氧化碳本身不消耗,只是廉价的搬运工。
通过温度和压力的变化实现能量的转移。
巨大的能量储藏在二氧化碳分子里面,所以称为分子能。
分子能储热是显热储热的几十倍到几百倍,华能电力公司在西安新投运的超临界二氧化碳发电机组压力达到28兆帕,温度达到600度,完全超越了“超超临界”水蒸气发电,比燃气涡轮机组发电热效率也有大幅度提高。
而且,二氧化碳能量密度高,涡轮机组体积缩小为三十分之一,由于省却了冷却工序,电厂占地面积减少了一多半。
没有水源的地方也可以建发电厂。
所以,分子能是仅次于原子能储热的最佳形式。
希望加快对分子能相变储能及发电、采暖技术的研究,达到大幅度降低能耗的目的。

 
关键词: 风电网 风力发电
 
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