电气体发电

电气体发电

电气体发电的原理与静电发电机的工作原理相似。静电发电机的高压电极是一个支撑在绝缘支柱上的空心金属圆球。圆球下边开孔，用夹胶的棉织品或丝绸做成的环状绝缘输电带从孔中穿入球体。连接在直流高压电源上的金属针排的针夹，在气体的电晕放电中使输电带带上电荷。这个过程称为“喷电”。输电带带着电荷进入高压电极，高压电极也有一套金属针排，电荷通过气体放电而转移到高压电极上去。这个过程称为“吸电”。

电转动轮带动的输电带不断循环往复，把电荷源源不断地输送到高压电极上去，于是电压便逐渐升高。假如将一个接地的高阻抗外负载接到高压电极上，那么负载上就会有电流通过。

电气体发电实际上是由绝缘的气流来代替绝缘输电带，通过气体的温度和压力的变化来使气流获得一定的动能，气流的动能又进而直接转换成电能。

电气体发电装置分为气体电离区、能量转换区和电荷收集区三个部分：一、气体电离区（电荷发生区）。由一对可以形成不均匀电场的金属电极（即作为发射极的金属夹针和作为吸引极的金属圆环）组成，并接有可以切换的高压电源，在启动时使极间的气体产生电离而形成电荷。二、能量转换区。就是一根细长的绝缘管。三、电荷收集区。设置了收集极（即金属针），通过高阻值的外负载而接地，在高阻值负载上没有能反馈到发射极的可变动的抽头，在运动中以它来代替启动电源。

当具有一定压力和温度并含有微小尘粒的气体流过发射极时，由于电晕放电而使微小尘粒成了带单极性电荷的粒子，并在气流的推动下通过能量转换区而到达电荷收集区并被收集接收，形成高电位，当电荷流经外负载时，就输出电能。

在这一过程中，外负载以及存在于气流中的空间电荷，都形成了与气流流动方向相反的轴向电场。因此，气流在推动带电粒子从低电位的发射极流向高电位的收集极时，由于必须消耗能量而使得气体的压力和温度降低，从而也使得气体的热能直接转变成电能。

在将来的电气体电站中，可根据加热气体的一次能源来分别选用不同的设备。以煤、石油、天然气等燃料作为一次能源的电气体发电，其主要设备是电气体压气机、燃烧器、电气体发电机、集尘器和回热器，这些设备形成一个开式循环系统。

当以核能、地热能或太阳能来作为电气体发电的一次能源时，则采用闭式循环系统。在这种情况下，气冷反应堆、蒸汽发生器或热交换器取代了燃烧器。

在电气体发电的过程中，其能量转换率比较小，也就是说每一通道的发电功率都比较小。若要进行大功率的电气体发电，则必须将许多个通道沿着气流的方向串连起来。在电气体发电站中，一般可以用燃气轮机来带动压气机。

电气体发电是将热能直接转换成电能，这种新颖的能量转换技术目前还处于试验探索阶段。任何一种能够提高气体温度的能源，都可以用于电流体发电。电气体发电可以达到很高的热效率和很宽的功率输出范围，能够直接获得500千伏以上的超高压直流电，因此具有广阔的发展前景。