将千米高弹簧压缩到百米高,再释放其弹性做工,此过程可用来发电,只不过弹簧不好压,其可压缩的倍数实在是有限。加热金属桶里面过量的水之后打开出口并吹动汽轮机,如何让汽轮机转动的圈数最多?答案是持续加热,越热桶内压力越大,继而蒸汽被压缩得就越剧烈。
当蒸汽冲出,其膨胀的速度和力量就越惊人,于是汽轮机转动圈数越多,本质上火电站就是通过加热将水蒸气先压缩数千倍,释放后蒸汽再一路膨胀数千倍,并推动汽轮机发电的。原理明白了,下面开始加热。
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当将桶内蒸汽加热到超过374.15度,且压力超过22.12兆帕时,神奇的现象出现了,桶里面的水不再是液态,也不再是蒸汽的气态,而是一种全新的物质状态:超临界流体。超临界流体密度偏向水,为水密度的三分之一到十分之一之间,流动性偏向气体,和蒸汽一样顺滑。
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显然释放这种超临界流体让其膨胀,并推动汽轮机转动时,必然是势大力沉。于是在火电站中,若主蒸汽为超临界流体,且温度在五百五十度左右,压力在二十五兆帕上下时,就叫做超临界火电站,发电效率最高可达百分之四十三。
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早期火电站虽然蒸汽温度在五百四十度上下,但压力却只有十七兆帕左右,接近超临界,但并非超临界,故称为亚临界火电站,发电效率最高只有百分之三十九。
问题来了,如果继续提升压力和温度?比如将压力提升到三十兆帕左右,温度提升到六百度甚至六百三十度,此时又该怎么称呼?答案是超临界火电站,发电效率最高可达百分之四十七点九。如果又继续提升?比如将温度提升到七百度以上,压力提升到三十五兆帕以上,此时难道要叫超临界?不,此时就叫做"先进超临界",发电效率将一举超越50%,最高可来到百分之五十二。
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先进超临界火电站全球还未诞生,因为能承受如此极限高温蒸汽的合金材料还在研发中。
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