日本早在1966年就把磁流體發電技術作為通產省的第1號國家項目,經連續進行10多年的開發研究後,終於在1981年由三菱機電公司完成了“馬克-7”型實驗裝置,用鋼鐵係磁鐵,形成了高達25千高斯的磁場,將煤油變為2900℃的燃氣,以每秒1000米的高速流過發電通道,輸出功率為100千瓦,連續運行了200小時,但真正達到實用化,需要6萬高斯以上的強磁場,最低輸出功率為數萬千瓦,且要連續工作5000~6000小時。因此,還要進行長期努力才能實現。目前正在研究100萬千瓦級燃煤磁流體發電站。
前蘇聯主要是研究以天然氣為燃料的磁流體發電技術,已於1991年首先建成了世界上第一座50萬千瓦級的Y-500型磁流體——蒸汽動力聯合循環實驗電站。1973年前蘇聯和美國開始聯合研究磁流體發電技術,美國製造的磁流體發電通道和46噸重的6萬高斯超導磁鐵安裝在前蘇聯的裝置上進行試驗。前蘇聯自己還計劃在新建的梁讚州火電站中,建造一座100萬千瓦級燃煤大型磁流體發電——蒸汽渦輪發電機組合電站。這種電站效率可達50%,節約燃料25%~30%,可連續工作1萬小時以上。
美國則以燃煤為燃料,正在建造一座30萬千瓦級實驗型磁流體發電裝置。在1990年曾撥出4040萬美元作為磁流體發電技術的科研費。美國防部還計劃在1992~1997年間研究軍用型磁流體發電裝置用於空間航行器上,功率10萬千瓦,一次運行時間500秒。
中國已把這項技術作為“863計劃”重點項目,在1989年還與美國、前蘇聯兩國科技界分別確定聯合研究萬千瓦級中試電站的技術概念。千千瓦級磁流體發電機組已完成試驗任務,最高輸出功率2200千瓦。燃煤磁流體發電通道電級試驗裝置,也已完成試驗任務,到1990年已運行540小時。到2000年的目標是建造一座萬千瓦級燃煤磁流體——蒸汽聯合循環中試電站。
專家們預測,目前磁流體發電在技術上已日趨成熟,隨著超導技術的發展,可望將在90年代廣泛應用在礦物燃料發電站中,這對整個能源發展,促進經濟興旺,必將產生重大影響。
獨出心裁的二元化發電技術
水,常溫下不會爆炸、燃燒,但要超過一定溫度限度,就會分解出氫和氧氣來,這就有產生爆炸的危險。而在火力發電整個過程中,特別是在鍋爐中水被加熱變為蒸汽時,希望溫度越高越好,這樣就可以有較高的壓力推動渦輪機轉動,就是說水的溫度與發電效率直接相關。但也正是這個“界麵”不易控製而易於造成事故。
怎麼辦?既要提高效率,又要不冒風險、保安全。科學家們利用具有特殊熱物理特性的金屬鉀來代替水作為熱介質,就可以解決上述的矛盾。且可事半功倍,由此開發出一種“二元化發電”的新技術。
所謂“二元化發電”的具體技術過程是,首先把金屬鉀在鍋爐中由液態變為氣體,其最高溫度可達水蒸氣的15倍,再把這種特種氣體輸入特殊的汽輪機,之後再進入相當於常規火電站複水器的熱交換器,完成一次回路,即“一元回路”。這種熱交換器金屬鉀氣體又變成液體狀態,在這過程中同時實現二次回路蒸汽發生器的功能,最後推動發電機發電。
這套“史無前例”的技術路線實驗表明,同常規火力發電相比,二元化發電技術具有三大優點:一是發電效率提高一倍;二是燃料消耗量降低1/4;三是二氧化碳、氧化氮、硫磺、灰粉等有害物質排放量相應減少25%。可見,二元化發電新技術具有巨大的經濟效益和社會效益潛力,是具有發展前途的一種先進技術。目前,這種技術仍處於實驗階段,還沒有投入實用的先例。