az égésű (gáz) turbinák az Egyesült Államok új elektromos erőműveihez tervezett fejlett rendszerek kulcsfontosságú elemei. A gázturbinákkal az erőművek tiszta, egyre üzemanyag-hatékonyabb és viszonylag alacsony költségű energiát szolgáltatnak.
a fejlett turbina alapú ciklusok, mint például a szuperkritikus CO2-alapú (sCO2) teljesítményciklusok megmutatták a hő-villamos energia átalakítási hatékonyság, a nagy teljesítménysűrűség és az egyszerű működés lehetőségét a meglévő gőzalapú teljesítményciklusokhoz képest. Az sCO2 teljesítményciklus kis turbomachinery – t használ, üzemanyag-és/vagy hőforrás-semleges és hatékony.
az Egyesült Államok DOE folytatja erőfeszítéseit, hogy a turbina teljesítményének határait a nemzet növekvő energiaellátási kihívásaira reagálva az égést, az aerodinamikát/hőátadást befolyásoló tényezőkre, valamint a fejlett turbinák és turbina alapú teljesítményciklusok anyagaira összpontosítva. A hőmérséklet továbbra is akadályt jelent a turbina hatékonyságának növelésében. A program által folytatott kutatások lehetővé teszik, hogy a turbinák 3100 milliárd f-nél nagyobb mértékben működjenek, alacsony NOx-kibocsátással, megnövekedett teljesítmény-kibocsátással és 65% – os hatékonyságnöveléssel. Néhány olyan technológia, amely lehetővé teszi ezt a transzformációs ugrást a képességekben, többek között a kerámia mátrix kompozitok (CMC-k) a szárnyakhoz és az égéselemekhez, a fejlett, alacsony NOx-os mikrokeverő égési rendszer, amely hatékonyan képes több üzemanyagot különböző terheléseknél tüzelni, miközben alacsony a kibocsátása, és a nyomásnövelő égés. A nyomásnövelő égés az égés alternatív formája, amely növeli a nyomást az égőn keresztül a szokásos égési technikákhoz képest, amelyek nyomásveszteséget eredményeznek. Ennek a technológiának az égési turbinába történő integrálása további teljesítménynövekedést eredményezhet.
szuperkritikus CO2 teljesítményciklusok a fejlett turbomachinery használatával hatékonyságot és teljesítményt nyújthatnak egyes fosszilis energiaciklusok esetében. Ezeknek a ciklusoknak a turbinái egyedülállóak abban, hogy nagy teljesítménysűrűséggel, alacsonyabb perifériás sebességgel, nagy lapátterheléssel és nagy tengelysebességgel rendelkeznek, amelyek mindegyike figyelembe veszi a turbina végső kialakítását. A magas nyomás, a viszonylag magas hőmérséklet, a CO2 állapot bizonytalansága a kritikus pont közelében, valamint a nagy teljesítménysűrűség tervezési kihívásokat jelent a szuperkritikus CO2 turbomachinery számára.
Az Advanced Ultrasupercritical (AUSC) teljesítményciklusok hatékonysági és teljesítményjavításokat kínálnak a 700 CC és 220 bar fő gőzhőmérséklet és nyomás felett működő gőzturbinák számára. Ezeknek a ciklusoknak a gőzturbina tervei turbomachinery kihívásokkal járnak az építési anyagokkal, a tengely végtömítésekkel, a turbinalapát tömítésekkel és a turbina vezérlő/bypass szelepekkel kapcsolatban.
NETL részvétel
Az Advanced Turbine program olyan új technológiák kifejlesztésére irányuló projekteket támogat, amelyeket az ipar új építésű és a meglévő flottához igazítható új technológiák kifejlesztésére fordít, és katalizálja az égési és gőzturbinák hazai OEM-jeinek tudásbázisát.
a National Energy Technology Laboratory (NETL) támogatja a fejlett égésturbina technológiát, mint például a nyomásnövelő égés, az innovatív hűtési tervek, a fejlett anyagok és a hidrogén vagy hidrogén és földgáz keverékeinek égetésére szolgáló égési rendszerek. További információ az Advanced Turbine programról itt található.