蒸汽渦輪發(fā)動機(jī)

蒸汽渦輪發(fā)動機(jī)（Steam   turbine）它是一種捕捉水加熱形成的蒸汽的動能，并將其轉(zhuǎn)化為渦輪旋轉(zhuǎn)的動能的機(jī)器。

全稱是蒸汽渦輪發(fā)動機(jī)（Steam   turbine）是一種擷取（由水加熱形成）將水蒸氣的動能轉(zhuǎn)化為渦輪旋轉(zhuǎn)動能的機(jī)械。與詹姆斯相比·瓦特發(fā)明的單級往復(fù)式蒸汽機(jī)，熱效率大大提高，更接近熱力學(xué)中的理想可逆過程，可以提供更多的動力到目前為止，它幾乎完全取代了往復(fù)式蒸汽機(jī)。渦輪蒸汽機(jī)特別適用于火力發(fā)電和核能發(fā)電，在世界上約占80%使用渦輪蒸汽機(jī)發(fā)電。

燃?xì)猓啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)是將按不同熱力循環(huán)工作的燃?xì)廨啓C(jī)和汽輪機(jī)組合起來的裝置，有時也稱為聯(lián)合循環(huán)。為了提高熱機(jī)的效率，應(yīng)該提高熱機(jī)中的加熱溫度，并盡可能降低除熱溫度。但是汽輪機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)的熱力循環(huán)不能很好地滿足上述要求。如果將它們結(jié)合起來，用燃?xì)廨啓C(jī)的余熱加熱蒸汽，就可以同時獲得燃?xì)廨啓C(jī)加熱溫度較高和蒸汽輪機(jī)余熱溫度較低的雙重優(yōu)點。

聯(lián)合循環(huán)的理論基礎(chǔ)早已確立。熱力學(xué)的創(chuàng)始人之一卡諾提出了聯(lián)合循環(huán)的概念。但直到20世紀(jì)中葉，實用的聯(lián)合循環(huán)電廠才開始存在。發(fā)展聯(lián)合循環(huán)的關(guān)鍵是發(fā)展高溫、高性能、大功率燃?xì)廨啓C(jī)。為了適應(yīng)石油短缺的形勢，在燃?xì)廨啓C(jī)中有效地燃燒煤也是一項關(guān)鍵技術(shù)。目前，世界上所有先進(jìn)的工業(yè)國家都已經(jīng)建立了聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的產(chǎn)品。其中最大功率已超過60萬千瓦，最高熱效率達(dá)到62.22%以上。它用作熱電裝置，燃料利用率可高達(dá)80%左右，單臺機(jī)組最長運行時間已超過10萬小時。熱機(jī)的熱效率應(yīng)該提高1%兩者都很難，但只要把燃?xì)廨啓C(jī)和蒸汽輪機(jī)結(jié)合起來，聯(lián)合循環(huán)就能大大節(jié)能。

定義

燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)（  gas   turbine   engine or combustion   turbine 3356 engine）或者說，是屬于熱機(jī)的發(fā)動機(jī)。燃?xì)廨啓C(jī)可以是廣義的名詞，基本原理都差不多，包括渦輪噴氣發(fā)動機(jī)等等。而一般所指的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)，通常指的是船舶（主要是軍用戰(zhàn)斗艦）車輛（通常，它是一種足夠大的車輛，可以容納燃?xì)廨啓C(jī)，如坦克、工程車輛等）發(fā)電機(jī)組等的。與渦輪發(fā)動機(jī)用于推進(jìn)不同，它的渦輪不僅驅(qū)動傳動軸，還連接車輛的傳動系統(tǒng)、除了船的螺旋槳或發(fā)電機(jī)，還會帶動壓縮機(jī)。

微型

微型燃?xì)廨啓C(jī)也可以稱為：

微型燃?xì)廨啓C(jī)本質(zhì)上是針對分散發(fā)電和氣電共生的，也是混合動力汽車的關(guān)鍵技術(shù)之一它在商業(yè)上有從一千瓦到幾十上百千瓦的市場潛力。1950年，漢莎航空公司首次推出由燃?xì)廨啓C(jī)驅(qū)動的概念車“JET1”但實際上還沒有大規(guī)模生產(chǎn)

這一成功也有利于電子領(lǐng)域的改革，包括無人操作和公共電網(wǎng)的計算機(jī)化、電力切換調(diào)度技術(shù)可以使發(fā)電源不與電網(wǎng)捆綁，并允許發(fā)電機(jī)加入渦輪機(jī)結(jié)構(gòu)，提供兩倍的效率。由于微型燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)與傳統(tǒng)的往復(fù)式發(fā)動機(jī)相比有很多優(yōu)點，可以產(chǎn)生更高的能量密度效率（與重量和大小有關(guān)）極低的熱輻射和極少的運動部件使其易于維護(hù)，還可以節(jié)省空調(diào)所需的潤滑油和制冷劑。通常情況下，渦輪機(jī)還可以更有效地減少廢熱消耗，同時節(jié)省冷卻系統(tǒng)的能耗。然而，活塞式發(fā)動機(jī)發(fā)電機(jī)對功率需求的變化反應(yīng)迅速，活塞式發(fā)動機(jī)通常效率更高盡管微型燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的效率正在提高。與活塞式發(fā)動機(jī)相比，微型燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)在低輸出時效率下降更多。

微型燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)接受多種燃料，例如汽油、天然氣、丙烷、柴油、煤油也可以使用可再生燃料，如E85酒精汽油、生物柴油和沼氣。另外一個很大的好處就是可以像現(xiàn)在流行的燃料電池一樣，用氫氣作為動力燃料，從水中分離出來的氫氣可以作為來源。但缺點是易燃，以至于以后這種便攜設(shè)備可能無法帶上飛機(jī)或其他敏感場所。

微型渦輪采用單級壓氣機(jī)設(shè)計，但單級渦輪零件由于要承受高溫高壓，很難生產(chǎn)。廢熱可以用來提供熱水、暖氣、干法使用或吸收冷卻方法（吸收式制冷是一種不使用電能而是使用熱能來提供冷空氣的方法）

典型的渦輪機(jī)效率約為25%到35%但是連接到廢熱發(fā)電系統(tǒng)（氣電共生）系統(tǒng)，可以升級到80%

20世紀(jì)90年代中期，麻省理工學(xué)院開始了毫米級渦輪的研發(fā)項目，由航空航天學(xué)教授Alan H負(fù)責(zé). 愛潑斯坦主導(dǎo)研發(fā)了個人渦輪發(fā)電機(jī)，可以滿足現(xiàn)代所有的電力需求，就像目前一些小城市使用的大型渦輪發(fā)電機(jī)一樣。 Epstein教授表示，目前商用的可充電鋰離子電池只有120塊左右-150 Wh/公斤能量比，麻省理工學(xué)院 s毫米級渦輪可達(dá)500-700 Wh/Kg能量，近期也有很大希望達(dá)到1200-1500 Wh/kg。

澳大利亞發(fā)明家開始研究這種微電機(jī)系統(tǒng)技術(shù)（MEMS）為便攜式設(shè)備供電的可能性，這些設(shè)備使用氫氣或丁烷作為燃料，以實現(xiàn)200萬轉(zhuǎn)分的超高速。這款燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的制造采用了芯片工業(yè)的技術(shù)，大部分都是用硅制造的。這種燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)可以連接到發(fā)電機(jī)上提供電力。捷豹在2010年推出了 C-x 75 概念車，用兩個微型燃?xì)廨啓C(jī)代替發(fā)動機(jī)給電動汽車充電，成為一款新型混合動力汽車，而且由于燃?xì)廨啓C(jī)的原理與傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)不同，可以使用柴油、天然氣、液化石油氣、生物柴油和其他燃料在同一輛車上。