第396章 金烏展翅
2023-11-24 03:57:28 作者: 嶺南仨人
時間來到2020年2月23日。
之前用了放置托卡馬克裝置的地下廣場,現在已經變成了金烏1號的場地。
那個沒有什麼鳥用的托卡馬克裝置,被秦嶺等離子體拆了,那些還可以使用的常溫超導體,則被賣給隔壁X射線基地回爐重造了,順便回攏了一大筆資金。
加上托卡馬克裝置的其他東西,一共收回來126億火星幣,這些錢被用於打造金烏1號。
劉靜觀看了看金烏1號的過程進度,這些天他們進行了6次核聚變發電測試,獲得了非常多寶貴的的數據。
測定了DD核聚變反應的臨界點,以及不會讓DD核聚變反應進入氦核聚變階段的臨界點。
另外他們發現超光輻射現象,這個現象解釋了光輻射劑量超預測數據的原因,中子和電子由於無法逃脫真空腔,被堆積的壓力進一步擠壓之後,會繼續將一部分質量轉換光子釋放出去。
壓式—DD核聚變反應之中,光輻射能量輸出達到56%左右,另外還有27%左右的能量轉換為熱量,這個熱量會通過NN—8—1傳導出去。
剩下17%的能量,就是難以利用的電子、原子動能、中子動能、中微子之類的。
光輻射可以用來雷射發電,而熱能只能暫時用了燒開水發電了。
「我設計的還不錯吧?」張懷德指著金烏1號說道。
「非常不錯。」劉靜觀對於張懷德的能力並沒有懷疑。
金烏一號和他們測試的第一台原型機相比,布置和模樣區別非常大,原型機是躺在地上的,而金烏1號是立式的。
金烏1號由於四個立式真空腔室組成。為了既可以燒開水,又可以雷射發電,真空腔室都進行了特別設計,整個橄欖球形的真空腔室內側鍍了一層反光膜,這些反光膜可以將核聚變的絕大部分光輻射反射。
這個反光膜的方向設計,可是張懷德請光學研究所幫忙設計的,經過超算中心的幾十萬次模擬,才設計了這個方案。
通過這些特殊設計的反光膜,可以將核聚變產生光輻射,集中到外面三個方向,形成三個光輻射釋放窗口。
四個真空腔,一共有12個光輻射釋放窗口,這些光輻射釋放窗口,就是連接雷射發電管道用的。
之所以設計成為雷射發電管道,主要是為了避免光輻射劑量過大,燒毀發電設備,通過一條長度800米的雷射發電管道,讓光輻射的能量被一層層轉換成為電能,以達到分散光輻射劑量的目的。
至於如何燒開水,那就更加簡單粗暴了,真空腔室被改造成為導熱係數非常好的材料製作,然後四個真空腔室都浸泡在淡水裡面。
相當於鍋爐直接包裹著四個真空腔室和一部分雷射發電管道。
從設計圖來看,真空腔室的高度是6.4米,最大半徑是1.6米,而鍋爐區則是半徑16米,高度15米。
鍋爐區一旁還有兩個蒸汽輪機發電系統。
根據設計四個真空腔並室不是一同工作的,而是類似於發動機的工作原理,注入DD——中子壓縮——聚變釋能——排出氦灰,這四個環節在四個真空腔室之中往復循環。
其中DD注入口在真空腔室的上方,而氦灰排出口在真空腔室的下方。
張懷德雖然設計過不少托卡馬克裝置、仿星器,但是設計中子壓榨機還是大姑娘上轎頭一回,所以設計的反應容量是單室一千克DD。
單室循環一次是20分鐘,由於注入DD、中子壓縮、排出氦灰三個環節的用時非常短,一般是1、3號真空腔室聚變釋能,2、4號真空腔室做其他三個環節。
相當於四個真空腔室,有兩個會同時釋放能量,每20分消耗2千克DD原材料。
「你們都在啊!」
正在談話的張懷德和劉靜觀一聽到聲音,就知道是誰來了。
「費所,你終於捨得回來了。」張懷德轉過身開玩笑道。
「我不僅僅回來了,還帶來了金烏1號的雷射發電設備,至於蒸汽輪機發電系統還在定製之中,我向中核集團、第一重工定製了相關設備。」費安明笑著說道。
由於銀河財團並沒有蒸汽輪機製造企業,所以費安明需要向中核集團、第一重工定製。
「費所,你回來正是時候,金烏1號的真空腔室、中子凝聚態發生器、DD注入系統、氦灰排出系統、控制系統都完成了。」劉靜觀將情況向費安明說了一下。
「也就是說現在就剩下鍋爐系統、雷射發電系統、蒸汽輪機系統和變電站系統了?」費安明問道。
「把這四個系統完成,金烏1號就差不多可以完成了。」劉靜觀點了點頭說道。
「那還等什麼,雷射發電系統已經到了我們的倉庫。」費安明的樣子比劉靜觀他們還著急。
「費所,雷射發電系統又不會跑了,蒸汽輪機和變電站設備什麼時候科研到?」張懷德問道。
「變電站設備下個星期可以到,是國電旗下的子公司生產的,至於蒸汽輪機可能需要到四月份才到。」費安明無奈的說道。
「那就等一等吧!剛好可以趁這段時間將金烏一號完善優化。」劉靜觀也知道大型蒸汽輪機系統是需要定製的,這種東西也只能定製生產,不然哪個廠商敢提前生產。
不過國內可以生產100萬千瓦超臨界蒸汽輪機發電機組的生產商,這一次是賺大發了,秦嶺等離子體研究所一下子就下單了60台之多。
不要認為100萬千瓦級別的超臨界蒸汽輪機發電機組很普通,這個東西在世界上都是頂尖水平的存在。
要知道東唐國內之前最大的火電站,總裝機容量才650萬千瓦,相當於6.5台100萬千瓦的超臨界蒸汽輪機發電機組。
而秦嶺等離子體研究所,一下子就訂購了60台,由此可見是多麼龐大了。
至於60台100萬千瓦超臨界蒸汽輪機發電機組是不是太多了,事實上一點都不多,因為每20分鐘消耗2千克DD,一小時就是6千克DD,6千克DD核聚變,可以產生龐大的熱量。
這些熱量用來燒開水的綜合發電效率40%左右,40%就是5600萬千瓦時,至少56台100萬千瓦的超臨界蒸汽輪機發電機組才可以滿足。
剩下的4台就是備用機組。
金烏1號僅僅是燒開水發電,一年就可以發電大約4800億千瓦時的電能。
而雷射發電系統預計一年可以發電1.7萬億千瓦時的電能。
兩個系統加起來應該是2.18萬億千瓦時,2019年東唐國內的總發電量是13.4萬億千瓦時。
從這裡就可以看出核聚變發電的可怕了,一個金烏1號一年消耗52噸DD核燃料,可以生產2.18萬億千瓦時的電能。
而1噸DD核燃料成本是4億火星幣,52噸就是208億火星幣,相當於104千瓦時電能的燃料成本是1火星幣。
不要忘記DD核燃料是如何生產的,是通過多重蒸餾電解生產的,用核聚變生產的廉價電能來生產DD核燃料,可以降低DD核燃料的生產成本,簡直是完美的良性循環。
一旦金烏1號正式投入使用,電價真的要廉價到極點了,電價成本下降,可以讓所有的生產成本有效降低,形成良性循環。
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