Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Для турбин, работающих на внутреннем сгорании топлива, см. Газовая турбина .
Не путать с парогазовой турбиной .

Схема газовой турбины замкнутого цикла Компрессор

C и турбина T в сборе w высокотемпературный теплообменник ʍ низкотемпературный теплообменник ~ механическая нагрузка, например, электрический генератор


Замкнутого цикла газовой турбины является турбина , которая использует газ (например , воздух, азот , гелий , аргон , [1] [2] и т.д.) для рабочей жидкости , как часть замкнутой термодинамической системы . Тепло подается от внешнего источника. [3] Такие рециркуляционные турбины следуют циклу Брайтона . [4] [5]

Фон [ править ]

Первоначальный патент на газовую турбину замкнутого цикла (CCGT) был выдан в 1935 году, и они были впервые коммерчески использованы в 1939 году. [3] К 1978 году в Швейцарии и Германии было построено семь блоков CCGT. [2] Исторически, CCGT находили наибольшее применение. в качестве двигателей внешнего сгорания «с такими видами топлива, как битуминозный уголь , бурый уголь и доменный газ », но были заменены газовыми турбинами открытого цикла, использующими экологически чистое топливо (например, « газ или легкая нефть »), особенно в высокоэффективных системах комбинированного цикла . [3]Системы ПГУ воздушного базирования продемонстрировали очень высокую доступность и надежность. [6] Самой известной системой на основе гелия до сих пор была Oberhausen 2 , когенерационная установка мощностью 50 мегаватт, которая работала с 1975 по 1987 год в Германии. [7] По сравнению с Европой, где эта технология была первоначально разработана, CCGT малоизвестна в США. [8]

Ядерная энергия [ править ]

Реакторы с газовым охлаждением для газовых турбин замкнутого цикла на основе гелия были предложены в 1945 году. [8] В экспериментальном ядерном реакторе МЛ-1 в начале 1960-х годов использовалась ПГУ на основе азота, работающая при давлении 0,9 МПа . [9] Аннулированный галечные кровать модульный реактор был предназначен для соединения с гелиевой ПГТ. [10] В будущем ядерная энергетика ( реакторы поколения IV ) может использовать CCGT для выработки электроэнергии, [3] например, Flibe Energy намеревается произвести реактор с жидким фторидом тория, соединенный с CCGT. [11]

Развитие [ править ]

Газовые турбины с замкнутым циклом перспективны для использования в будущей высокотемпературной солнечной энергии [3] и термоядерной энергии [2] .

Они также были предложены в качестве технологии для использования в длительных исследованиях космоса . [12]

Разрабатываются сверхкритические газовые турбины замкнутого цикла с диоксидом углерода ; «Основное преимущество сверхкритического цикла CO 2 - сопоставимая эффективность 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] Sandia National Laboratories ставит перед собой цель разработать к 2019 году демонстрационную ПГУ на сверхкритическом уровне CO 2 мощностью 10 МВт (эл.). [14]

См. Также [ править ]

  • Ядерная тяга самолета
  • двигатель Стирлинга

Ссылки [ править ]

  1. ^ Азот или воздух против гелия для ядерных газовых турбин замкнутого цикла | Atomic Insights
  2. ^ a b c ОЦЕНКА ЦИКЛА БРЕЙТОНА ДЛЯ ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ
  3. ^ a b c d e Фручи, Ганс Ульрих (2005). Газовые турбины замкнутого цикла . ASME Press. ISBN 0-7918-0226-4. Архивировано из оригинального 21 декабря 2011 года . Проверено 7 декабря 2011 года . Примечание: вводная часть (включая предисловие и введение; ссылка в формате PDF ) находится в открытом доступе .
  4. ^ Термодинамика и движение: цикл Брайтона
  5. ^ ОБЗОР ТЕХНОЛОГИИ ГЕЛИЕВОЙ ГАЗОВОЙ ТУРБИНЫ ДЛЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ГАЗОВЫХ РЕАКТОРОВ Архивировано 26 апреля 2012 г. на Wayback Machine
  6. Перейти ↑ Keller, C. (1978). «Сорокалетний опыт работы с газовыми турбинами замкнутого цикла». Летопись атомной энергетики . 5 (8–10): 405–422. DOI : 10.1016 / 0306-4549 (78) 90021-X .
  7. ^ «Атомная энергетика: малые модульные реакторы» . Энергетика . 7 июня 2012 . Проверено 7 июня 2012 года .[ постоянная мертвая ссылка ]
  8. ^ а б Макдональд, CF (2012). «Опыт эксплуатации гелиевых турбомашин с газотурбинных электростанций и испытательных стендов». Прикладная теплотехника . 44 : 108–181. DOI : 10.1016 / j.applthermaleng.2012.02.041 .
  9. ^ "Мобильная энергетическая система ML-1: Реактор в коробке | Atomic Insights" . Архивировано из оригинального 22 июля 2012 года . Проверено 6 июня 2012 года .
  10. ^ Совещание МАГАТЭ~D Технического комитета по «Системе газотурбинного преобразования для модульной HTGRs» [ постоянная ссылка мертвых ] , проходившей 14-16 ноября 2000 года в ПалоАльто, штат Калифорния. Международное агентство по атомной энергии , Вена (Австрия). Техническая рабочая группа по реакторам с газовым охлаждением. IAEA-TECDOC - 1238, pp: 102-113 [ постоянная мертвая ссылка ]
  11. ^ Введение в Flibe энергии: YouTube Video (~ 20 мин) и PDF архивации 5 апреля 2012 в Wayback Machine слайдов используется
  12. ^ Введение в газовые турбины для не инженеров (см. Стр. 5)
  13. ^ В. Досталь, MJ Дрисколл, П. Хейзлар, « Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 27 декабря 2010 года . Проверено 7 декабря 2011 года . CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка ) Серия MIT-ANP, MIT-ANP-TR-100 (2004 г.)
  14. ^ Сандийские национальные лаборатории: сверхкритический цикл Брайтона CO2
  • http://www.appliedthermalfluids.com/home/brands-manufacturers/exxonmobil-aviation-jet-oils/mobil-jet-oils/ [ постоянная мертвая ссылка ]

Внешние ссылки [ править ]

  • Патент США 5309492 «Управление газотурбинной системой с замкнутым циклом».
  • Промышленные газовые турбины замкнутого цикла для обычного и ядерного топлива (1967)
  • Brayton Lab на YouTube (в Sandia National Laboratories , 2014)
  • "Aviation Jet Oils" [ постоянная мертвая ссылка ]