Газовая турбина замкнутого цикла - Википедия - Closed-cycle gas turbine

Для турбин, работающих от внутреннего сгорания топлива, см. Газовая турбина.
Не путать с Парогазовая турбина.

Схема газовой турбины замкнутого цикла

C компрессор и Т турбина в сборе
ш высокая температура теплообменник
ʍ низкотемпературный теплообменник
~ механическая нагрузка, например электрический генератор

А газовая турбина замкнутого цикла это турбина который использует газ (например, воздух, азот, гелий, аргон,[1][2] и т. д.) для рабочая жидкость как часть закрытая термодинамическая система. Тепло подается от внешнего источника.[3] Такие рециркуляционные турбины следуют Цикл Брайтона.[4][5]

Фон

Начальный патент для газовой турбины замкнутого цикла (ПГУ) был выпущен в 1935 году и впервые был использован в промышленных масштабах в 1939 году.[3] Построено семь блоков ПГУ. Швейцария и Германия к 1978 г.[2] Исторически ПГУ чаще всего использовались в качестве двигатели внешнего сгорания "с такими видами топлива, как битуминозный уголь, бурый уголь и доменный газ "но были заменены открытым циклом газовые турбины использование экологически чистого топлива (например, "газ или же светлое масло "), особенно в высокоэффективных комбинированный цикл системы.[3] Системы ПГУ воздушного базирования продемонстрировали очень высокая доступность и надежность.[6] Самой известной системой на основе гелия на данный момент была Оберхаузен 2, а 50 мегаватт когенерация завод, работавший с 1975 по 1987 год в Германии.[7] По сравнению с Европой, где эта технология была первоначально разработана, CCGT малоизвестна в США.[8]

Атомная энергия

Реакторы с газовым охлаждением В 1945 году были предложены газовые турбины замкнутого цикла на основе гелия.[8] Экспериментальный МЛ-1 Ядерный реактор в начале 1960-х годов использовал ПГУ на азотной основе, работающий при 0,9 МПа.[9] Отмененный модульный реактор с галечным слоем предназначался для работы в паре с гелиевой ПГУ.[10] Будущее ядерное (Реакторы поколения IV ) может использовать ПГУ для выработки электроэнергии,[3] например Flibe Energy намеревается произвести реактор с жидким фторидом тория в сочетании с ПГУ.[11]

Разработка

Газовые турбины замкнутого цикла перспективны для использования при высоких температурах в будущем. солнечная энергия[3] и термоядерная энергия[2] поколение.

Они также были предложены в качестве технологии для долгосрочного использования. исследование космоса.[12]

Сверхкритический диоксид углерода газовые турбины замкнутого цикла находятся в стадии разработки; «Главное преимущество сверхкритического СО2 цикл сравним по эффективности с гелиевым циклом Брайтона при значительно более низкой температуре »(550 ° C против 850 ° C), но с недостатком более высокого давления (20 МПа против 8 МПа).[13] Сандийские национальные лаборатории имеет цель разработать сверхкритический CO мощностью 10 МВт.2 демонстрационная ПГУ к 2019 г.[14]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Азот или воздух против гелия для ядерных газовых турбин замкнутого цикла | Atomic Insights
  2. ^ а б c ОЦЕНКА ЦИКЛА БРЕЙТОНА ДЛЯ ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ
  3. ^ а б c d е Фручи, Ганс Ульрих (2005). Газовые турбины замкнутого цикла. КАК Я Нажмите. ISBN  0-7918-0226-4. Архивировано из оригинал 21 декабря 2011 г.. Получено 7 декабря 2011. Примечание: вступительная статья (включая предисловие и введение; PDF ссылка ) является открытый доступ.
  4. ^ Термодинамика и движение: Цикл Брайтона
  5. ^ ОБЗОР ТЕХНОЛОГИИ ГЕЛИЕВЫХ ТУРБИН ДЛЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ГАЗОВЫХ РЕАКТОРОВ В архиве 26 апреля 2012 г. Wayback Machine
  6. ^ Келлер, К. (1978). «Сорокалетний опыт работы с газовыми турбинами замкнутого цикла». Анналы атомной энергетики. 5 (8–10): 405–422. Дои:10.1016 / 0306-4549 (78) 90021-Х.
  7. ^ «Атомная энергетика: малые модульные реакторы». Энергетика. 7 июня 2012 г.. Получено 7 июн 2012.[постоянная мертвая ссылка ]
  8. ^ а б Макдональд, К. Ф. (2012). «Опыт эксплуатации гелиевых турбомашин с газотурбинных электростанций и испытательных стендов». Прикладная теплотехника. 44: 108–181. Дои:10.1016 / j.applthermaleng.2012.02.041.
  9. ^ "Мобильная энергетическая система ML-1: реактор в коробке | Atomic Insights". Архивировано из оригинал 22 июля 2012 г.. Получено 6 июн 2012.
  10. ^ Заседание Технического комитета МАГАТЭ по теме «Системы преобразования энергии газовых турбин для модульных HTGR»[постоянная мертвая ссылка ], проходившего 14–16 ноября 2000 г. в Пало-Альто, Калифорния. Международное агентство по атомной энергии, Вена, Австрия). Техническая рабочая группа по реакторам с газовым охлаждением. IAEA-TECDOC - 1238, стр: 102-113[постоянная мертвая ссылка ]
  11. ^ Введение в Flibe Energy: YouTube видео (~ 20 мин.) И PDF В архиве 5 апреля 2012 г. Wayback Machine использованных слайдов
  12. ^ Введение в газовые турбины для не инженеров (см. страницу 5)
  13. ^ В. Досталь, М.Дж. Дрисколл, П. Хейзлар, «Архивная копия» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) 27 декабря 2010 г.. Получено 7 декабря 2011.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь) MIT-ANP-серия, MIT-ANP-TR-100 (2004)
  14. ^ Сандийские национальные лаборатории: сверхкритический цикл Брайтона СО2

внешняя ссылка