低温余温发电技术已成为当今世界的热门课题,我国的低温余温发电技术也在蓬勃的发展。本文介绍以低沸点的有机物作为工质来回收余热、汽化进入汽轮机膨胀作功 ,带动发电机发电的余热发电技术 ,来探讨核电站是否可以引入此技术来实现能源的最大化利用。
低温发电技术在核电领域应用探讨
能源问题是一个世界性的课题,随着近几年的能源危机的临近,节能减排、新能源开发等一系列的措施也在世界范围内大力的开展;与此同时“低温发电”也开始频繁的出现在人们的眼中,其实低温发电技术并不是一门新兴的课题,早在上世纪七十年代我国就开始应用低温发电技术进行地热发电。如:广东丰顺县邓屋地热电站利用91℃水发电,装机容量300KW核电站利用什么发电、江西宜春市温汤曾用67℃水发电,装机容量100KW;在本世纪低温发电技术得到了更大的发展,现已广泛应用于钢铁余热发电、水泥余热发电、锅炉余热发电等一系列行业;低温发电技术在多领域实现了能源的再利用,为节能减排做出了巨大的贡献。
无论是常规火力电站还是我们所在的核电站均是以水作为工质,将工质加热,使之沸腾成为饱和蒸汽送汽轮机做功。在标准大气压下,水的沸点是100℃,在现行常规技术下低于100℃的水是很难被利用的。而低温发电技术不是用水作为工质,而是使用低沸点的有机物作为工质来
吸收热量,汽化,进入汽轮机膨胀做功。在标准大气压下,低沸点的有机物的沸点要远低于水的沸点,下面给出几种低沸点有机物的沸点值:见表1。
压力/ KPa | 标准大气压(101.325KPa) | |||
工质 | 氯乙烷 | 异戊烷 | 正戊烷 | 环戊烷 |
沸点/℃ | 12.4 | 28 | 36 | 49 |
表1
有机物的沸点与压力之间存在着对应关系,以氯乙烷为例,见表2。
压力/ KPa | 101.325 | 162.12 | 354.638 | 445.83 |
沸点/℃ | 12.4 | 22 | 50 | 60 |
表2
水的沸点与压力的对应关系,见表3。
压力/ KPa | 2.10 | 3.26 | 12.05 | 20.0 |
沸点/℃ | 17.5 | 24.1 | 49.4 | 60 |
压力/ KPa | 101.325 | 202.650 | 303.975 | 405.300 |
沸点/℃ | 100.0 | 119.6 | 132.9 | 142.9 |
由表2与表3对比可知:氯乙烷的沸点比水低,产生的蒸气压力很高。根据低沸点有机工质的这种特点,就可以利用低温热源来加热低沸点工质,使它产生具有较高压力的蒸气来推动汽轮机做功。
基于低温发电技术,理论上可以让核电站排放的冷却水等一些中低温废水重新有了用武之地,实现再循环利用。或者是否可以使用低沸点有机物代替水作为二回路工质来提高机组功率呢?这些都需要我们去研究探讨。
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