Стр. 136 - АТОМНЫЕ ГАЗОТУРБИННЫЕ УСТАНОВКИ

АТОМНЫЕ ГАЗОТУРБИННЫЕ УСТАНОВКИ
129
ГЛАВА 5.
ПРИМЕНЕНИЕ ВГР В УСТАНОВКАХ ПРЯМОГО
ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ В
ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ
В рассмотренных ранее газотурбинных установках преобразование тепло-
вой энергии в электрическую осуществляется через механическую энергию
турбомашин. К.п.д. такого преобразования достаточно низок, во-первых, пото-
му что турбомашины не могут работать при высоких начальных температурах
и, во-вторых, вследствие наличия высоких термодинамических потерь, сопро-
вождавших превращение одного вида энергии в другой.
Современное газотурбостроение при существующих жаропрочных мате-
риалах может использовать газы с начальной температурой, не превышающей
1000°С. Но и при таких температурах к.п.д. обычных замкнутых циклов с реге-
нерацией достаточно низок и немногим превышает 45%.
Дальнейшее существенное повышение к.п.д. энергетических установок
возможно только при применении принципиально новых методов получения
электрической энергии. К таким методам можно отнести развивающуюся в на-
стоящее время концепцию прямого преобразования тепла и химической энер-
гии в электрическую энергию.
§ 5.1. Магнитогидродинамические генераторы
В магнитогидродинамических генераторах (МГД-генераторах) тепловая
энергия высокотемпературного газа сначала превращается в кинетическую
энергию, и затем кинетическая энергия струи газа без применения каких-либо
машин преобразуется в электрическую энергию с помощью магнитного поля.
Этот метод основан на законе Фарадея об электромагнитной индукции.
Сущность этого метода заключается в индуктировании электрического
тока в движущемся потоке ионизированного газа (являющегося проводником)
при пересечении им магнитного поля. Разрабатываются два типа МГД-
генераторов: электродный (кондуктивный) и безэлектродный (индуктивный).
Схема электродного МГД показана на рис. 5.1. В разгонном сопле 1, ио-
низированный газ приобретает высокую скорость и входит с этой скоростью1 W
в канал МГД-генератора 2, в котором магнитной системой 3 создается магнит-
ное поле. Тогда в направлении перпендикулярном векторам магнитного поля
→
и скорости потока
→
W наводится э.д.с.
→→
BxWи при замыкании электродов 4 B