Forbrændingsturbiner (gas) er nøglekomponenter i avancerede systemer designet til nye elektriske kraftværker i USA. Med gasturbiner vil kraftværker levere ren, stadig mere brændstofeffektiv og relativt billig energi.
avancerede turbinebaserede cyklusser som superkritiske CO2-baserede (sCO2) strømcyklusser har vist potentialet for øget varme-til-El-konverteringseffektivitet, høj effekttæthed og enkel drift sammenlignet med eksisterende dampbaserede strømcyklusser. SCO2 – strømcyklussen bruger små turbomaskiner, er brændstof – og/eller varmekilde neutral og effektiv.den amerikanske DOE fortsætter sine bestræbelser på at skubbe grænserne for turbineydelse som reaktion på landets stigende strømforsyningsudfordringer ved at fokusere på de underliggende faktorer, der påvirker forbrænding, aerodynamik/varmeoverførsel og materialer til avancerede turbiner og turbinebaserede kraftcyklusser. Temperatur er fortsat barrieren for at øge turbineeffektiviteten. Forskning, der forfølges af programmet, vil gøre det muligt for turbiner at operere over 3100 liter F med lave emissioner, øget effekt og effektivitet over 65%. Nogle af de teknologier, der muliggør dette transformerende spring i kapaciteter, inkluderer keramiske matrikskompositter (CMC ‘ er) til folier og forbrændingskomponenter, avanceret mikroblanders forbrændingssystem med lav hastighed, der effektivt kan affyre flere brændstoffer ved forskellige belastninger, mens emissionerne holdes lave, og trykforøgelse forbrænding. Trykforøgelsesforbrænding er en alternativ form for forbrænding, der øger trykket gennem forbrænderen sammenlignet med standardforbrændingsteknikker, der resulterer i et tryktab. Integrering af denne teknologi i en forbrændingsturbine kan give yderligere ydelsesstigninger.superkritiske CO2-strømcyklusser ved hjælp af avanceret turbomaskineri kan tilbyde effektivitets-og ydelsesforbedringer for nogle fossile energikredsløb. Turbinerne til disse cyklusser er unikke, idet de vil have høj effekttæthed, lavere perifere hastigheder, høj bladbelastning og høje akselhastigheder, som alle indgår i de endelige turbinedesign. Det høje tryk, relativt høje temperatur, usikkerheden om CO2-tilstanden nær det kritiske punkt og den høje effekttæthed skaber designudfordringer for det superkritiske CO2-turbomaskineri.
avancerede Ultrasuperkritiske (Ausc) strømcyklusser tilbyder effektivitets-og ydelsesforbedringer for dampturbiner, der arbejder over 700 liter C og 220 bar hoveddamptemperatur og-tryk. Dampturbinedesign til disse cyklusser og højere vil have turbomaskineriudfordringer relateret til konstruktionsmaterialer, akselendetætninger, turbinebladforseglinger og turbinekontrol/bypassventiler.
NETL involvering
Advanced Turbineprogrammet understøtter projekter til udvikling af nye teknologier, der kan implementeres af industrien til nybyggeri og tilpasses den eksisterende flåde, og det katalyserer en vidensbase for de indenlandske OEM ‘ er af forbrænding og dampturbiner.Det Nationale Energiteknologilaboratorium (NETL) understøtter avanceret forbrændingsturbineteknologi såsom trykforstærkning, innovative køledesign, avancerede materialer og forbrændingssystemer til fyring af brint eller blandinger af brint og naturgas. Mere information om det avancerede Turbineprogram kan findes her.