Förbränningsturbiner (gas) är viktiga komponenter i avancerade system utformade för nya elkraftverk i USA. Med gasturbiner kommer kraftverk att leverera ren, alltmer bränsleeffektiv och relativt billig energi.
avancerade turbinbaserade cykler som superkritiska CO2-baserade (sCO2) effektcykler har visat potentialen för ökad värme-till-El-omvandlingseffektivitet, hög effekttäthet och enkel drift jämfört med befintliga ångbaserade effektcykler. SCO2 – kraftcykeln använder små turbomachinery, är bränsle-och / eller värmekälla neutral och effektiv.U. S. DOE fortsätter sina ansträngningar att driva gränserna för turbinprestanda som svar på landets ökande kraftförsörjningsutmaningar genom att fokusera på de underliggande faktorerna som påverkar förbränning, aerodynamik/värmeöverföring och material för avancerade turbiner och turbinbaserade kraftcykler. Temperaturen fortsätter att vara barriären för att öka turbineffektiviteten. Forskning som bedrivs av programmet kommer att göra det möjligt för turbiner att fungera över 3100 cu F, med låga NOx-utsläpp, ökad effekt och effektivitet över 65%. Några av de tekniker som möjliggör detta omvandlingshopp i kapacitet inkluderar keramiska matriskompositer (CMC) för flygblad och förbränningskomponenter, avancerat förbränningssystem med låg NOx-mikroblandare som effektivt kan avfyra flera bränslen vid olika belastningar samtidigt som utsläppen hålls låga och tryckförstärkning förbränning. Tryckförstärkning förbränning är en alternativ form av förbränning som ökar trycket genom brännaren jämfört med standardförbränningstekniker som resulterar i en tryckförlust. Att integrera denna teknik i en förbränningsturbin kan ge ytterligare prestandaökningar.
superkritiska CO2-kraftcykler med avancerade turbomachinery kan erbjuda effektivitets-och prestandaförbättringar för vissa fossila energicykler. Turbinerna för dessa cykler är unika genom att de kommer att ha hög effekttäthet, lägre perifera hastigheter, hög bladbelastning och höga axelhastigheter, som alla kommer att påverka de slutliga turbinkonstruktionerna. Högt tryck, relativt hög temperatur, osäkerhet i CO2-tillståndet nära den kritiska punkten och hög effekttäthet skapar designutmaningar för det superkritiska CO2-turbomachinery.
avancerade Ultrasuperkritiska (AUSC) effektcykler erbjuder effektivitets-och prestandaförbättringar för ångturbiner som arbetar över 700 C och 220 bar huvudånga temperatur och tryck. Ångturbinkonstruktioner för dessa cykler och högre kommer att ha turbomachinery-utmaningar relaterade till konstruktionsmaterial, axeländtätningar, turbinbladsförseglingar och turbinstyrning/bypassventiler.
Netl-engagemang
Advanced Turbine-programmet stöder projekt för att utveckla ny teknik som kan användas av industrin för nya byggnader och anpassas till den befintliga flottan, och det katalyserar en kunskapsbas för inhemska OEM-tillverkare av förbrännings-och ångturbiner.
National Energy Technology Laboratory (NETL) stöder avancerad förbränningsturbinteknik som tryckförstärkning, innovativa kyldesigner, avancerade material och förbränningssystem för avfyrning av väte eller blandningar av väte och naturgas. Mer information om Advanced Turbine-programmet finns här.