我国自研“脉冲磁流体电源技术”为深海探测等提供技术储备

磁流体又称磁性液体、铁磁流体或磁液，是一种新型的功能材料，它既具有液体的流动性又具有固体磁性材料的磁性。磁流体发电是一种新型的高效发电方式，其定义为当带有磁流体的等离子体横切穿过磁场时，按电磁感应定律，由磁力线切割产生电;在磁流体流经的通道上安装电极和外部负荷连接时，则可发电。

为了使磁流体具有足够的电导率，需在高温和高速下，加上钾、铯等碱金属和加入微量碱金属的惰性气体(如氦、氩等)作为工质，以利用非平衡电离原理来提高电离度。前者直接利用燃烧气体穿过磁场的方式叫开环磁流体发电，后者通过换热器将工质加热后再穿过磁场的叫闭环磁流体发电。

近期，电工研究所研发全球首台聚能射流磁流体发电原理性样机，并成功实现发电。该技术颠覆了常规脉冲磁流体发电系统的加速和电离方法，有效突破了磁流体发电高速高电导率的技术瓶颈，解决了脉冲功率电源高功率输出、高效率转换、高速度响应、高可靠性和轻便化的技术难题，实现了超高功率脉冲磁流体电源的小型化。

磁流体发电技术是一种新型的高效发电方式，由于无需经过机械转换环节，所以也称之为直接发电，燃料利用效率显著提高，用燃料(石油、天然气、煤、核能等)直接加热工作介质，使之在高温下电离成导电的离子流，然后让其在磁场中高速流动。离子流中的正负离子分别在磁场中发生偏转，到达相应电极并将自身所带的电荷传递给电极，即达成了发电的目的。这种技术也称为等离子体发电，是一种将工作介质的内能直接转化为电能的先进技术。

本技术难点在于需要含钾、铯等微量碱金属的惰性气体(如氦、氩等)作为工质，所以如何大规模生产成本可接受的气体为一难关;另一方面，磁流体高温陶瓷通道需长期在高达2000-3000K的温度下工作，而电极长期在高温惰性气体下工作也容易被腐蚀，因而材料加工技术为另一大难关。燃煤磁流体发电技术就是磁流体发电的典型应用。燃烧煤得到的2.6×10^6℃以上的高温等离子气体以高速流过强磁场时，气体中的带电粒子在洛伦兹力(一种由磁场对在其中运动的带电粒子产生的力)的作用下流向电极，发出直流电，经直流逆变成为交流电送入交流电网。

磁流体发电本身的效率仅20%左右，但由于其排烟温度很高，从磁流体发电机排出的气体可送往一般锅炉继续燃烧成蒸汽，驱动汽轮机发电，组成高效的联合循环发电，总的热效率可达50%～60%，是正在开发中的高效发电技术中最高的。同样，它可有效地脱硫，有效地控制NOx的产生，也是一种低污染的煤气化联合循环发电技术。

在磁流体发电技术中，高温陶瓷不仅关系到在2000～3000K磁流体温度能否正常工作，且涉及通道的寿命，亦即燃煤磁流体发电系统能否正常工作的关，高温陶瓷的耐受温度最高已可达到3090K。磁流体发电联合循环比一般的火力发电效率高得多，但在相当长一段时间内它的研制进展不快，其原因在于伴随它的优点而产生了一大堆技术难题。

磁流体发电机中，运行的是温度在三、四千度的导电流体(注：此处导电流体的温度与前文(“磁流体发电”条目下的第二段，“发电技术”与“发电流程”条目下的第一段)矛盾，望有关技术人员进行考证后对其加以修改)，它们是高温下电离的气体。电离了的气体导电性能还不够，为进行有效的电力生产，还要在其中加入钾、铯等金属离子，以提高其导电性能。但是，当这种含有金属离子的气流，高速通过强磁场中的发电通道，达到电极时，电极也随之遭到腐蚀。电极的迅速腐蚀是磁流体发电机面临的最大难题。

另外，磁流体发电机需要一个强大的磁场，人们都认为，真正用于生产规模的发电机必须使用超导磁体来产生高强度的磁场，这当然也带来技术和设备上的难题。最近几年，科学家在导电流体的选用上有了新的进展，发明了用低熔点的金属(如钠、钾等)作导电流体，在液态金属中加进易挥发的流体(如甲苯、乙烷等)来推动液态金属的流动，巧妙地避开了工程技术上一些难题，制造电极的材料和燃料的研制方面也有了新进展。

但想一下子省钱省力地解决磁流体发电中技术、材料等方面的所有难题是不现实的。随着新的导电流体的应用，技术难题逐步解决，磁流体发电的前景还是乐观的。在美国，磁流体发电机的容量已超过32000千瓦;日本、德国、波兰等许多国家都在研制碘流体发电机。我国也已研制出几台不同形式的磁流体发电机。

磁流体发电的原理

根据电磁感应原理，用导电流体(气体或液体)与磁场相对运动而发电。导电流体在通道中横越磁场B流过时，由于电磁感应而在垂直于磁场和流速的方向上感生出一个电场E，如把导电流体与外负载相接，导电流体中的能量就可直接转换成电能，向外输出。这样能省去普通发电机组中某些能量转换的中间过程，因此这种发电又称磁流体直接发电，在这种发电装置中主要部件是发电通道、电极和磁场。装置类型 按照电流由导电流体中引出的方式，发 电装置可分为传导式和感应式两种。

在传导式发电器中，电流是通过发电通道两侧的电极引出的;在感应式发电器中，没有电极，电流直接由磁场绕组输出。按照输出 电流的类别，发电装置可分为交流和直流两种。根据工作介质在装置中是一次使用还是在系统中循环使用,发电装置可分为开式和闭式两种。根据发电通道几何形状的不同，发电装置可分为直线型、涡旋型和径向外流型等几种。

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