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超低温发电技术在我国发展的意见和建议

1.超低温发电技术简介
  “超低温发电技术”与现行的火力发电系统在模块组成及原理上类似,都具有加热系统、汽机做功系统、冷凝系统、液体回流系统。所不同的是火力发电需要燃烧煤炭或核力提供“热源”,即需要制造一个“高温环境”,低温环境则从自然中获取,比如所用冷凝水冷却系统或冷却塔风(空气)冷凝系统,付出的代价是不断向环境排放大量热量,使我们的地球环境不断变热。而超低温发电系统的“工作温度区间”正好与现行的火力发电系统互补或相反,超低温发电系统是利用环境中的热量比如电厂“余热”作为加热系统,需要特别制作一个“超低温”环境作为“冷凝系统”,所用气体介质为氢气氦气等能够在超低温环境下能够液化产生压力变化促使汽机旋转做功发电,付出的代价是必须利用高技术制作一个“超低温环境”,利用较低的能量消耗得到电能,结果是使环境不断变“冷”,是一种地球环境的“制冷技术”。根据卡诺热机效率计算,理论“超低温”发电效率大于93%(当环境温度大于27°时,氢气介质为93.33%,氦气大于98%)。
  
  2.超低温发电技术的应用范围
  火力(包括煤电、核电、太阳能热发电)发电厂的余热发电,及海洋海水能源开发及纬度较低气温较高地区空气热源等效果更加显著。
  
  3.实施超低温发电技术的意义
  以山东省为例,山东省火力发电厂每年消耗标准煤7000多万吨,如果对现有的火力发电厂配备超低温发电技术,利用电厂余热发电,不仅节约大量冷却水,还能提高发电效率一倍以上,每年节约煤炭3000万吨以上,减少碳排放8000万吨以上及创造价值200亿以上。以全国计算看“能源”消耗量有多少个山东省就可以计算出来。所以实行超低温发电技术宏观效益明显,是“低碳生活”的首选。
  
  4.实施超低温发电技术的必要性
  要发展就是要改变“民生”,要发展就必须消耗能源,消耗能源就会对环境造成破坏,事实上近几年的气候变化已经验证目前消耗能源对自然的巨大破坏。但目前人们仍然热衷于“发展”和竞争,对资源的消耗进一步加剧,对于“科学”发展的“科学”二字体会不深,重视不够。尊重科学尊重自然规律也是对我们人类自身的尊重。但是目前我国火力发电厂的热电转化效率只有三分之一左右,大量的热量被热电厂冷却水带到了自然环境中。事实上,目前我国的火力发电厂成了对环境破坏的最大“污染源”,这个污染就是“热污染”,是对地球变热的罪魁之一。“热运动”不仅造成大气环境的风雨雷电,造成极端天气和自然灾害,还造成地球岩石圈的迁移、动荡、以及海洋洋流等各种微观和宏观运动,同时造成地球内部“热”的变化加剧,造成板块之间压力变化及失去平衡造成“动荡地球”,更多引发火山和地震,原因只是因为这个“热运动”。所以人们更应该认识地球认识“热”运动,为我们的子孙和我们自己积一点“德”。而超低温发电技术就是克服地球变热的一种方法,不仅能创造“经济效益”,还能带来环保生活,是对节能减排、科学发展、低碳经济的理论的具体实施。
  
  5.实施超低温发电技术的可行性
  科学来不得半点马虎,我们人类在发展的同时还要正视自己、审视自己、批判自己,越是新生事物就会越面临更大的考验。超低温发电技术的可行性需要进一步研究,但可行与不可行关键在于宏观控制方面理论的可行性。首先:一,发电原理与火电厂相同,具有“热机”原理相同的大于100年的历史。二,工作温度区间不一样,超低温发电高温端就是自然环境中的温度,获取轻而易举。低温端现行的制冷技术可以达到0.5纳K,即50亿分之一K,而超低温发电技术的制冷温度在低于20K的情况下就可以达到理论发电效率的93.3%,在制冷技术上没有瓶颈。三,从经济性能上分析,由于较高的发电效率使得经济性能“可行”。如果,超低温发电效率只有70%,而制冷消耗功为制冷量的三倍,则正好得不偿失。但目前的磁制冷技术效率大于可以达到30%-60%,同时超低温发电理论效率可以无限接近100%,实际上发电效率超过90%,经济效益就非常巨大。四,在低温发电设备上需要汽轮机工作,及高效保温材料和采取密封措施,工作于高温区的汽轮机和工作于低温区域的汽轮机有许多不同,比如“润滑油”只能在一定温度下才起到“润滑”作用,温度太高则蒸发,太低则成为固体,所以需找一个在低温环境下适合环境温度的“润滑剂”,根据原子序数,低分子物质更具有“活泼”或者说是在低温下不易凝结的特点,在现实中并不难找到。更重要的是“电磁轴承”目前已在更多范围内使用,使用电磁轴承可以免去“润滑油”的环节。在保温材料方面,用于液氢储存罐的碳纤维保温材料可以储存液氢半月之久,已经可以使用。虽然还有许多新的环节需要一一克服,但只要沿着正确的路线,就会做到“少花钱,多办事,办成事”的效果。
  
  6.实施超低温发电技术需要克服的技术难题
  低温汽轮机电磁轴承技术、低温制冷技术、低温储存技术、低温密封技术是关键。需要多学科工作人员共同克服。  

 
 
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