mô phỏng hệ thống phát điện tuabin kết hợp với năng lượng nhiệt hạch

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ LÊ KIM LONG MÔ PHỎNG HỆ THỐNG PHÁT ĐIỆN TUABIN KẾT HỢP VỚI NĂNG LƯỢNG NHIỆT HẠCH S K C 0 9 NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN - 60520202 S KC 0 Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ LÊ KIM LONG MÔ PHỎNG HỆ THỐNG PHÁT ĐIỆN TUABIN KẾT HỢP VỚI NĂNG LƯỢNG NHIỆT HẠCH NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN – 605250 Hướng dẫn khoa học: TS LÊ CHÍ KIÊN Tp Hồ Chí Minh, tháng 04/2014 Luận văn Thạc sĩ: Mô hệ thống phát điện tuabin kết hợp với lượng nhiệt hạch LÝ LỊCH KHOA HỌC I LÝ LỊCH SƠ LƢỢC: Họ & tên: Lê Kim Long Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 17/11/1988 Nơi sinh: TP.HCM Quê quán: Thừa Thiên – Huế Dân tộc: Kinh Địa liên lạc: Số 29 Đường 9B,Khu dân cư Gia Hòa, Khu phố 6, P.Phước Long B, Q.9, TP Hồ Chí Minh Điện thoại di động: 0937175215 Điện thoại nhà: 0837282247 E-mail: kimlong1711@gmail.com II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: Cao đẳng: - Hệ đào tạo: Chính quy - Thời gian đào tạo: Từ năm 2006 đến năm 2009 - Nơi học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh - Ngành học: Điện Công Nghiệp Đại học: - Hệ đào tạo: Đại học quy chuyển tiếp - Thời gian đào tạo: Từ năm 2009 đến năm 2011 - Nơi học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh - Ngành học: Điện Công Nghiệp - Tên đồ án tốt nghiệp: Nghiên cứu thiết kế thi công AVR máy phát điện đồng ba pha - Thời gian nơi bảo vệ đồ án tốt nghiệp: Năm 2011 trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM - Người hướng dẫn: Th.s Nguyễn Phương Quang HVTH: Lê Kim Long i GVHD: TS Lê Chí Kiên Luận văn Thạc sĩ: Mô hệ thống phát điện tuabin kết hợp với lượng nhiệt hạch Thạc sĩ: - Hệ đào tạo: Chính quy tập trung - Thời gian đào tạo: Từ 05/2012 đến 05/2014 - Nơi học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh - Ngành học: Kỹ Thuật Điện - Tên luận văn: “Mô hệ thống phát điện tuabin kết hợp với lượng nhiệt hạch” - Ngày & nơi bảo vệ luận văn: Năm 2014, Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp Hồ Chí Minh - Người hướng dẫn: TS Lê Chí Kiên Trình độ ngoại ngữ: Tiếng Anh - mức độ: B1 Học vị, học hàm, chức vụ kỹ thuật đƣợc thức cấp; số bằng, ngày & nơi cấp: - Bằng cử nhân cao đẳng: Điện công nghiệp Số hiệu bằng: 215984 Ngày cấp: 24/09/2009 Nơi cấp: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM - Bằng kỹ sư: Điện công nghiệp Số hiệu bằng: 021225 Ngày cấp: 20/10/2011 Nơi cấp: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM III QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian Nơi học tập Ghi Từ 09/2011 đến 12/2011 Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM Theo học khóa bồi dưỡng nghiệp vụ sư phạm bậc hai Từ 05/2012 đến Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM Theo học khóa Thạc sĩ IV CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ: Bài báo khoa học: Lê Chí Kiên, Lê Kim Long, Hệ thống phát điện tuabin kết hợp với lượng nhiệt hạch, Tạp chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM, ISSN 1859 – 1272, Số 25 (2013) HVTH: Lê Kim Long ii GVHD: TS Lê Chí Kiên Luận văn Thạc sĩ: Mô hệ thống phát điện tuabin kết hợp với lượng nhiệt hạch LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan công trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày 06 tháng 03 năm 2014 (Ký tên ghi rõ họ tên) Lê Kim Long HVTH: Lê Kim Long iii GVHD: TS Lê Chí Kiên Luận văn Thạc sĩ: Mô hệ thống phát điện tuabin kết hợp với lượng nhiệt hạch CẢM TẠ Trước hết, em xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu Trường Đại học sư phạm kỹ thuật TP Hồ Chí Minh tạo điều kiện thuận lợi để chúng em tham gia khóa học Xin chân thành cảm ơn quý Thầy/ Cô trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh, Đại học Bách khoa Tp Hồ Chí Minh tận tình giảng dạy, truyền đạt kiến thức quý báu cho chúng em suốt thời gian học tập Đặc biệt, em xin chân thành cảm ơn Thầy TS.Lê Chí Kiên tận tình hướng dẫn giúp đỡ em suốt trình thực đề tài luận văn tốt nghiệp để em hoàn thành luận văn kịp tiến độ Cảm ơn bạn bè lớp khuyến khích giúp đỡ em vượt qua khó khăn học tập Cuối cùng, em xin kính chúc Ban Giám Hiệu, quý thầy cô, cán công nhân viên nhà trường dồi sức khỏe đạt nhiều thành công công việc Ngày 06 Tháng 03 Năm 2014 Học viên thực Lê Kim Long HVTH: Lê Kim Long iv GVHD: TS Lê Chí Kiên Luận văn Thạc sĩ: Mô hệ thống phát điện tuabin kết hợp với lượng nhiệt hạch TÓM TẮT Điện sản xuất từ nhà máy điện sử dụng nguồn nhiên liệu hóa thạch (than, dầu, khí đốt…) lượng mới: lượng tái tạo (gió, mặt trời, sinh khối, sóng biển…), lượng nguyên tử Các nhà máy điện tuabin khí, tuabin sử dụng nhiên liệu hóa thạch loại sử dụng chủ yếu giới với nhược điểm: ô nhiễm môi trường, giá nhiên liệu cao dần cạn kiệt… Do đó, đề tài “Mô hệ thống phát điện tuabin kết hợp với lượng nhiệt hạch” đưa nhằm khắc phục nhược điểm Thời gian nghiên cứu, thực đề tài từ ngày 1/9/2013 đến ngày 28/2/2014 trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM Nội dung đề tài tóm tắt sau: Giới thiệu chung lượng nhiệt hạch Trình bày nguyên lý hoạt động, cấu tạo mô hình lò phản ứng nhiệt hạch Trình bày nguyên lý hoạt động, ưu nhược điểm hệ thống phát điện tuabin khí, tuabin hơi, tuabin khí – tuabin khí – – nhiệt hạch Thiết lập công thức tính toán nhiệt, công hiệu suất hệ thống phát điện tuabin (tuabin khí, hơi, khí – khí – – nhiệt hạch) Tính toán nhiệt, công hiệu suất hai hệ thống phát điện tuabin khí – tuabin khí – – nhiệt hạch theo giả thiết, điều kiện cho trước Sau so sánh hiệu làm việc hai hệ thống rút kết luận Với kết thu cho thấy hệ thống phát điện tuabin khí – – nhiệt hạch tốt hệ thống phát điện tuabin khí – với ưu điểm: hiệu suất cao, giảm ô nhiễm môi trường, chi phí thấp, hạn chế sử dụng nhiên liệu hóa thạch HVTH: Lê Kim Long v GVHD: TS Lê Chí Kiên Luận văn Thạc sĩ: Mô hệ thống phát điện tuabin kết hợp với lượng nhiệt hạch ABTRACT Electrical power is produced from power plants which uses fossil fuels (coal, oil, gas etc.) or new energies such as wind, solar, biomass, nuclear energy etc Gas turbine, stream turbine power plants which use fossil fuels, are very popular and they have some disadvantages: CO2 emissions, high fuel cost and exhaustion etc So, the project “Combination of gas – steam turbine power cycle and fusion energy” is proposed to improve cons Researching duration of this project: from 1/9/2013 to 28/2/2014 at University of Technical Education Ho Chi Minh City The main contents of this project can be summarized as following: Introduce about fusion energy Present aboutprinciples, structure of modeling of fusion chamber Present aboutprinciples, pros and cons ofturbine power cycles: gas, steam, gas – steam, gas – steam – fusion energy Establish calculation formula of quantity of heat, cycle work and efficiency of turbine power cycles: gas, steam, gas – steam, gas – steam –fusion energy Following calculation assumptions and conditions, we calculate quantity of heat, cycle work and efficiency of turbine power cycles: gas – steam and gas – steam –fusion energy Then, we compare them and have some conclusions The calculation results show us: Combination of gas – steam turbine power cycle and fusion energy is better than gas – steam turbine power cycle with its pros: high efficiency, low CO2 emissions, low fuel cost and save fossil fuels HVTH: Lê Kim Long vi GVHD: TS Lê Chí Kiên Luận văn Thạc sĩ: Mô hệ thống phát điện tuabin kết hợp với lượng nhiệt hạch MỤC LỤC Trang tựa TRANG Quyết định giao đề tài Lý lịch khoa học i Lời cam đoan iii Cảm tạ iv Tóm tắt v Mục lục vii Danh sách hình x Danh sách bảng xii Chƣơng 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chung 1.2 Tính cấp thiết đề tài 1.3 Mục đích nghiên cứu 1.4 Nhiệm vụ giới hạn đề tài 1.5 Phương pháp nghiên cứu Chƣơng 2: NĂNG LƢỢNG NHIỆT HẠCH 2.1 Lịch sử phát triển lượng nhiệt hạch 2.2 Các khái niệm ưu điểm lượng nhiệt hạch 2.3 Một số phản ứng nhiệt hạch 10 2.4 Cơ chế tổng hợp nhiệt hạch giam quán tính 10 2.4.1 Định nghĩa 10 2.4.2 Nguyên lý hoạt động 11 Chƣơng 3: NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN TUABIN 13 3.1 Nhà máy điện áp dụng chu trình tuabin khí 13 3.1.1 Giới thiệu chung tuabin khí 13 3.1.2 Tuabin khí cấp nhiệt đẳng áp 14 3.1.3 Tuabin khí cấp nhiệt đẳng áp có hồi nhiệt 15 3.2 Nhà máy điện áp dụng chu trình tuabin 16 HVTH: Lê Kim Long vii GVHD: TS Lê Chí Kiên Luận văn Thạc sĩ: Mô hệ thống phát điện tuabin kết hợp với lượng nhiệt hạch 3.2.1 Giới thiệu chung 16 3.2.2 Chu trình tuabin (chu trình Rankine) 16 3.2.3 Chu trình hồi nhiệt (tuabin hơi) 18 3.3 Kết luận 19 Chƣơng 4: MÔ PHỎNG HỆ THỐNG PHÁT ĐIỆN TUABIN KẾT HỢP VỚI NĂNG LƢỢNG NHIỆT HẠCH 20 4.1 Giới thiệu 20 4.2 Mô hình lò phản ứng ICF sử dụng khí nhiệt độ cao 22 4.2.1 Lớp lớp vỏ 22 4.2.2 Hai vùng nhiệt độ 22 4.2.3 Mô hình lò phản ứng ICF sử dụng khí nhiệt độ cao 23 4.2.4 Bộ điều chỉnh lượng 24 4.3 Sự cân lượng nhà máy phát điện ICF 25 4.4 Nhà máy điện tuabin khícấp nhiệt đẳng áp 27 4.5 Nhà máy điện tuabin 33 4.6 Nhà máy điện hỗn hợp tuabin khí – 37 4.7 Hệ thống phát điện tuabin (khí – hơi) kết hợp với lượng nhiệt hạch 41 Chƣơng 5: TÍNH TOÁN MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TUABIN KẾT HỢP VỚI NĂNG LƢỢNG NHIỆT HẠCH 47 5.1 Nhà máy nhiệt điện hỗn hợp khí – 47 5.1.1 Tính toán cho chu trình tuabin khí 50 5.1.2 Chu trình tuabin 53 5.2 Nhà máy nhiệt điện hỗn hợp khí – – nhiệt hạch 59 5.2.1 Sử dụng nguồn nhiệt từ nhiệt hạch để thay dần khí đốt 59 5.2.2 Sử dụng nguồn nhiệt từ nhiệt hạch để bổ sung vào nguồn nhiệt cấp 68 5.3 Mô tính toán “Hệ thống phát điện tuabin kết hợp với lượng nhiệt hạch” sử dụng phần mềm Visual Basic 6.0 73 5.3.1 Giới thiệu chung 74 HVTH: Lê Kim Long viii GVHD: TS Lê Chí Kiên Luận văn Thạc sĩ: Mô hệ thống phát điện tuabin kết hợp với lượng nhiệt hạch Vì công tiêu hao cho bơm nhỏ bỏ qua nên ta coi trùng với 7’ Từ (5.45b) (5.49) ta có công sinh tuabin là: lh  i6  i7  3270  2276  994  kJ / kg  (5.51) Từ (5.49) (5.50), nhiệt thải chu trình tuabin hơi: q2h  i7  i7'  2276  340,6  1935,  kJ / kg  (5.52) Để xác định tỷ lệ lưu lượng khối lượng chu trình tuabin chu trình tuabin khí, ta sử dụng phương trình cân lượng: Gk  c pk  T4  T4'   Gh   i6  i7'   Gk i6  i7' 3270  340,    8,394 Gh c pk  T4  T4'  829  480 Gh  0,119 Gk  (5.53) Công suất chu trình hỗn hợp khí – – nhiệt hạch: N hh  Gk  lk  Gh  lh   G N hh  Gk   l k  h  l h  Gk   N hh  Gk  492  0,119  994  610,3  Gk  Gk  N hh 500000   819,3 kg / s  610 610,3 (5.54) Từ (5.53) (5.54) ta có lưu lượng khối lượng chu trình tuabin là: Gh  819,3  0,119  97,5 kg / s  HVTH: Lê Kim Long 71 (5.55) GVHD: TS Lê Chí Kiên Luận văn Thạc sĩ: Mô hệ thống phát điện tuabin kết hợp với lượng nhiệt hạch Từ (5.44) (5.54), ta có công suất sinh tuabin khí là: N k  Gk  lk  819,3  492  403096 kW   403,1 MW  (5.56) Từ (5.51) (5.55), công suất sinh tuabin là: N h  Gh  lh  97,5  994  96915 kW   96,9 MW  (5.57) Từ (5.43) (5.54), công suất nhiệt cấp cho chu trình hỗn hợp: Q1hh  Gk  q1hh  819,3 1021  836505  kW  (5.58) Theo (5.20) (5.58) hiệu suất nhiệt chu trình khí – – nhiệt hạch lúc là: thh  N hh 500000   0,5977  59, 77 % Q1hh 836505 (5.59) Hiệu suất nhà máy điện hỗn hợp (tính gần đúng, bỏ qua tổn hao khác):   thh c  p  0,5977  0,98  0,5857  58,57 % Với (5.60)  c  p hiệu suất hiệu suất máy phát,  c  p  0,98 Nhận xét: So với chu trình hỗn hợp khí – nhiệt hạch, chu trình có hiệu suất nhiệt lớn Còn ta giữ nguyên hiệu suất công suất tăng lên Các kết tính toán thể tóm tắt theo bảng 5.5 HVTH: Lê Kim Long 72 GVHD: TS Lê Chí Kiên Luận văn Thạc sĩ: Mô hệ thống phát điện tuabin kết hợp với lượng nhiệt hạch Bảng 5.5: Kết tính toán đại lượng đặc trưng Đại lượng Giá trị N (MW) 500 (Công suất nhà máy) T (K) 200 (Độ tăng nhiệt độ từ nhiệt hạch) Tmax (K) 1600 q1nh (kJ/kg) 200 (Nhiệt nhận từ nhiệt hạch) q1nl (kJ/kg) 821 (Nhiệt nhận từ nhiên liệu) Gk (kg/s) (Lưu lượng khối lượng khí 819,3 tuabin khí) Gh (kg/s) (Lưu lượng khối lượng 97,5 tuabin hơi) Q1hh (kW) 836505 (Nhiệt cấp cho chu trình hỗn hợp)  thh (%) 59,77  (%) 58,57 5.3 Mô tính toán “Hệ thống phát điện tuabin kết hợp với lƣợng nhiệt hạch” sử dụng phần mềm Visual Basic 6.0 Ở phần này, ta sử dụng phần mềm Visual Basic 6.0 để khảo sát lại hai toán tính “Sử dụng nguồn nhiệt từ nhiệt hạch để thay dần khí đốt” “Sử dụng nguồn nhiệt từ nhiệt hạch để bổ sung vào nguồn nhiệt cấp” HVTH: Lê Kim Long 73 GVHD: TS Lê Chí Kiên Luận văn Thạc sĩ: Mô hệ thống phát điện tuabin kết hợp với lượng nhiệt hạch 5.3.1 Giới thiệu chung Phần mềm tính toán lập trình bao gồm form: -Form 1: Giới thiệu tên đề tài,giảng viên hướng dẫnvà học viên thực Hình 5.11: Form - Form 2: Tính toán chu trình hỗn hợp khí – với thông số đầu vào (công suất nhà máy, nhiệt độ khí vào máy nén, nhiệt độ vào tuabin khí, nhiệt độ khỏi trao đổi nhiệt khí – hơi, áp suất khí vào máy nén, áp suất vào tuabin hơi, áp suất khỏi tuabin hơi) giả thiết ban đầu không thay đổi Các kết tính toán thể minh họa hình 5.12 HVTH: Lê Kim Long 74 GVHD: TS Lê Chí Kiên Luận văn Thạc sĩ: Mô hệ thống phát điện tuabin kết hợp với lượng nhiệt hạch Hình 5.12: Form - Form 3:Sử dụng nguồn nhiệt từ nhiệt hạch để thay dần khí đốt Thông số đầu vào nhiệt độ khí khỏi lò phản ứng (thay đổi từ 800K – 1400K) độ chênh nhiệt độ trao đổi nhiệt 50K.Các kết tính toán thể minh họa hình 5.13 HVTH: Lê Kim Long 75 GVHD: TS Lê Chí Kiên Luận văn Thạc sĩ: Mô hệ thống phát điện tuabin kết hợp với lượng nhiệt hạch Hình 5.13: Form - Form 4: Sử dụng nguồn nhiệt từ nhiệt hạch để bổ sung vào nguồn nhiệt cấp Thông số cần nhập độ tăng nhiệt độ từ nhiệt hạch (thay đổi từ – 400K) Các kết tính toán thể minh họa hình 5.14 HVTH: Lê Kim Long 76 GVHD: TS Lê Chí Kiên Luận văn Thạc sĩ: Mô hệ thống phát điện tuabin kết hợp với lượng nhiệt hạch Hình 5.14: Form 5.3.2 Tính toán Bài toán 1: Sử dụng nguồn nhiệt hạch để thay dần khí đốt (nhiệt độ từ lò nhiệt hạch cung cấp thay đổi từ 800K – 1400K) HVTH: Lê Kim Long 77 GVHD: TS Lê Chí Kiên Luận văn Thạc sĩ: Mô hệ thống phát điện tuabin kết hợp với lượng nhiệt hạch Kết tính toán: Bảng 5.6: Kết tính toán sử dụng nguồn nhiệt từ lò nhiệt hạch để thay dần khí đốt với nhiệt độ cung cấp từ 800K – 1400K Nhiệt độ từ Hệ số sử dụng Lượng nhiên Lượng khí thải Tỷ lệ CO2 lò nhiệt hạch nhiệt hạch liệu tiết kiệm CO2 giảm giảm (K) (%) (tấn/giờ) (tấn/giờ) (%) 800 850 900 950 1000 1050 1100 1150 1200 1250 1300 1350 1400 20,83 26,92 33,01 39,1 45,19 51,28 57,37 63,46 69,55 75,64 81,73 87,82 93,91 14,079 18,195 22,312 26,429 30,545 34,662 38,779 42,895 47,012 51,129 55,245 59.362 63,478 38,717 50,038 61,358 72,679 84 95,321 106,641 117,962 129,283 140,603 151,924 163.245 174,566 20.83 26.93 33.02 39.11 45.2 51.29 57.38 63.48 69.57 75.66 81.75 87.84 93.93 Nhận xét: Khi ta tăng dần lượng nhiệt từ lò nhiệt hạch lượng nhiên liệuhóa thạch giảm (tiết kiệm nhiên liệu) đồng thời lượng CO2 thải môi trường giảm theo vậy, hệ thống đáp ứng hai yêu cầu cấp thiết tiết kiệm nhiên liệu giảm lượng khí thải CO2 gây ô nhiễm môi trường Tuy vậy, điều chỉnh lượng nhiệt cấp từ lò nhiệt hạch lưu ý sử dụng lượng nhiệt vừa phải không thấp hay cao ảnh hưởng tới thiết bị hệ thống (hư hỏng thiết bị, hệ thống làm việc hiệu …) HVTH: Lê Kim Long 78 GVHD: TS Lê Chí Kiên Luận văn Thạc sĩ: Mô hệ thống phát điện tuabin kết hợp với lượng nhiệt hạch Hình 5.15: Đồ thị biểu diễn tỷ lệ CO2 giảm tương ứng với nhiệt độcung cấp từ lò phản ứng nhiệt hạch Bài toán 2: Thay đổi nguồn nhiệt từ nhiệt hạch để bổ sung vào nguồn nhiệt cấp (nhiệt độ thay đổi ( Tnh ) từ – 400K) Các điều kiện tính toán không đổi HVTH: Lê Kim Long 79 GVHD: TS Lê Chí Kiên Luận văn Thạc sĩ: Mô hệ thống phát điện tuabin kết hợp với lượng nhiệt hạch Kết tính toán: Bảng 5.7: Kết tính toán thay đổi nguồn nhiệt từ nhiệt hạch để bổ sung vào nguồn nhiệt cấp với nhiệt độ thay đổi từ 100K – 400K Tnh  K  100 200 300 400 100 200 300 400 820,791 820,791 820,791 820,791 921,329 818,722 735,485 666,637 97,527 96,98 95,806 94,211 848,351 835,744 824,325 813,825 58,9 59,8 60,7 61,4 57,8 58,6 59,4 60,2 Kết Nhiệt nhận từ nhiệt hạch (kJ/kg) Nhiệt nhận từ nhiên liệu (kJ/kg) Lưu lượng khí tuần hoàn (kg/s) Lưu lượng tuần hoàn (kg/s) Công suất nhiệt cấp cho chu trình hỗn hợp (MW) Hiệu suất nhiệt chu trình (%) Hiệu suất nhà máy (%) Như vậy, ta thấy nguồn nhiệt bổ sung từ nhiệt hạch với nhiệt độ từ 100K – 400K hiệu suất nhà máy tăng theo Tuy nhiên cần lưu ý điều kiện chịu nhiệt thiết bị tuabin khí qua có điều chỉnh nhiệt từ nhiệt hạch hợp lý để không làm ảnh hưởng, gây hư hỏng thiết bị HVTH: Lê Kim Long 80 GVHD: TS Lê Chí Kiên Luận văn Thạc sĩ: Mô hệ thống phát điện tuabin kết hợp với lượng nhiệt hạch Chƣơng 6: KẾT LUẬN 6.1 Một số nhận xét hệ thống phát điện tuabin khí – – nhiệt hạch - Năng lượng đóng vai trò vô quan trọng phát triển kinh tế, xã hội, đời sống người Nhất thời đại công nghiệp hóa, đại hóa nhu cầu sử dụng lượng người toàn giới ngày tăng, nguồn lượng truyền thống như: than, dầu, khí đốt… sử dụng nhiều giới chúng lại dần cạn kiệt số nguyên nhân gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường - Thêm nữa, ngày nay, nơi giới người ta nói tới chiến lược phát triển lượng bền vững quy hoạch lượng, vấn đề môi trường xem nhân tố quan trọng hàng đầu Điều dẫn tới yêu cầu cấp thiết phải tìm nhiều nguồn lượng mang lại hiệu suất cao, gây ảnh hưởng tới môi trường tiết kiệm nhiên liệu… nhằm thay loại lượng truyền thống dần cạn kiệt - “Hệ thống phát điện tuabin kết hợp với lượng nhiệt hạch” đề xuất nghiên cứu luận văn giải phần lớn yêu cầu cấp thiết Đây hệ thống dựa vào kết hợp lượng nhiệt hạch chu trình tuabin khí – Hệ thống nhìn chung có số ưu điểm vượt trội so với hệ thống nhiệt điện truyền thống như:  Ít gây ảnh hưởng tới môi trường có sử dụng lượng nhiệt hạch loại lượng không phát thải CO2  Hiệu suất cao cung cấp thêm lượng nhiệt lớn từ lò phản ứng nhiệt hạch  Tiết kiệm giảm đáng kể chi phí đầu tư nhiên liệu HVTH: Lê Kim Long 81 GVHD: TS Lê Chí Kiên Luận văn Thạc sĩ: Mô hệ thống phát điện tuabin kết hợp với lượng nhiệt hạch - Thật vậy, qua điều kiện, giả thiết kết tính toán so sánh “Hệ thống tuabin kết hợp với lượng nhiệt hạch” “Hệ thống tuabin khí – hơi” chương chứng minh ưu điểm nêu trên, cụ thể:  Hiệu suất “Hệ thống tuabin khí – hơi” đạt 56,9% hiệu suất “Hệ thống tuabin kết hợp với lượng nhiệt hạch” đạt 58,57% (khi nhiệt nhận từ nhiệt hạch 200 K) lên 60,2% (khi nhiệt nhận từ nhiệt hạch 400 K)  Với “Hệ thống tuabin khí – hơi”, lượng nhiên liệu tiêu hao 67,44 tương ứng với 185,46 CO2 thải môi trường Trong đó, sử dụng “Hệ thống tuabin kết hợp với lượng nhiệt hạch” lượng nhiên liệu tiết kiệm lượng CO2 thải môi trường giảm tương ứng bảng 6.1 Bảng 6.1: Lượng nhiên liệu tiết kiệm lượng CO2 giảm tương ứng với nhiệt độ từ lò nhiệt hạch Nhiệt độ từ lò nhiệt Lượng nhiên liệu tiết kiệm Lượng khí thải CO2 giảm hạch (K) (tấn) (tấn) 1000 30,5 101,6 1100 38,7 79 1200 46,9 56,5 1300 55,1 33,9 6.2 Kết luận hƣớng phát triển - Năng lượng nhiệt hạch nguồn lượng vô quan trọng, không thải CO2 sản xuất điện không dựa vào nhiên liệu hóa thạch, không gây ảnh hưởng tới môi trường Đồng thời, qua kết tính toán so sánh ta thấy hệ thống tuabin khí – – nhiệt hạch cải thiện phần lớn nhược điểm hệ thống tuabin khí – hệ thống nhiệt điện truyền thống (hiệu suất cao hơn, giảm đáng kể lượng khí thải CO2, tiết HVTH: Lê Kim Long 82 GVHD: TS Lê Chí Kiên Luận văn Thạc sĩ: Mô hệ thống phát điện tuabin kết hợp với lượng nhiệt hạch kiệm nhiên liệu chi phí, …) Tuy thấy ưu to lớn, tuyệt vời lượng nhiệt hạch loại lượng chưa ứng dụng rộng rãi (do người ta chưa thật kiểm soát tốt nguồn lượng nhiệt hạch), tương lai cần nghiên cứu, tìm hiểu, đưa vào sử dụng lượng nhiệt hạch nhiều nhằm khai thác triệt để lợi đặc biệt sản xuất điện - Những kết thu tảng sở quan trọng đồng thời hướng cho nghiên cứu “Hệ thống phát điện tuabin kết hợp với lượng nhiệt hạch” – dạng phát điện với hiệu suất cao kỳ vọng tương lai thay dần phát điện kiểu tuabin truyền thống (hoàn toàn không sử dụng nhiên liệu hóa thạch gần ảnh hưởng đến môi trường) HVTH: Lê Kim Long 83 GVHD: TS Lê Chí Kiên Luận văn Thạc sĩ: Mô hệ thống phát điện tuabin kết hợp với lượng nhiệt hạch TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT Trần Thanh Kỳ, Nhà máy nhiệt điện, Đại học bách khoa TP.HCM 1998, 248 trang Phạm Lê Dần, Bùi Hải, Nhiệt động kỹ thuật, Nhà xuất khoa học kỹ thuật 2000, 352 trang TIẾNG NƢỚC NGOÀI J.P Quintenz, D.D Bloomquist, R.J Leeper, T.A Mehlhorn, C.L Olson, R.E Olson, R.R Peterson, M.K Matzen, D.L Cook, Light ion driven inertial confinement fusion, Progress in Nuclear Energy, Vol.30, Iss.2, 183-242 (1996) Y.H Jeong, P Saha, M.S Kazimi, Attributes of a nuclear-assisted gas turbine power cycle, Nuclear energy and sustainability (NES) program, MIT-NES-TR-003, February 2005 Lê Chí Kiên, T.Kikuchi, Nob.Harada, High Efficiency Closed Cycle MHD Power Generation System for D-T ICF Reactor, 33rd Plasmadynamics and Lasers Conference, Maui, Hawaii, Chapter DOI: 10.2514/6.2002-2259, May 2002 Michael J.Moran, Howard N.Shapiro, Fundamentals of Engineering Thermodynamics, The Ohio State University, Iowa State University of Science and Technology 2006, 847 trang HVTH: Lê Kim Long 84 GVHD: TS Lê Chí Kiên S K C 0