магнитогидродинамический генератор

магнитогидродинами́ческий генератор

(МГД-генератор), энергетическая установка для непосредственного преобразования энергии рабочего тела (жидкой или газообразной электропроводящей среды), движущегося в магнитном поле, в электрическую энергию. Собственно МГД-генератор состоит из канала, электромагнитной системы и электродов для вывода электроэнергии на нагрузку. В качестве рабочего тела могут использоваться электропроводный газ (продукты сгорания ископаемого топлива, инертные газы с присадками щелочных металлов, пары щелочных металлов и их смеси и др.), жидкие металлы и электролиты. Обычно в МГД-генераторах используют газ. Будучи нагретым до 2500–2700 К, он ионизуется и становится электропроводным – превращается в плазму. При движении рабочего тела – плазмы – в канале поперёк магнитного поля, создаваемого электромагнитной системой, в нём возникают два противоположно направленных потока носителей положительных и отрицательных зарядов, которые через соответствующие электроды отводятся во внешнюю электрическую цепь к нагрузке. Мощность МГД-генератора может достигать 500—1000 МВт.

МГД-генератор может работать как отдельно, так и вместе с паротурбинной установкой, когда отработавшее в МГД-генераторе рабочее тело используется для образования пара (в парогенераторе) и подогрева воздуха (в теплообменнике), подаваемого в камеру сгорания. В канале генератора газ теряет скорость и охлаждается до температуры 2200 К, при которой его электропроводность резко падает. С такой температурой газ поступает в теплообменник, отдаёт часть своего тепла воздуху и при 1500 °C попадает в парогенератор, снабжающий паром паротурбогенератор, как на обычной паротурбинной электростанции. Тепловые электростанции с МГД-генератором на продуктах сгорания топлива наиболее просты по принципу работы и наиболее перспективны. Кпд такой энергетической установки может достигать 50–60 %.

Схема энергетической установки с МГД-генератором

Основные принципиальные схемы энергетических МГД-генераторов были запатентованы в нач. 20 в., однако лишь в 50—60-е гг. началась разработка их конструкций. Первый экспериментальный МГД-генератор мощностью 11.5 кВт был построен в США в 1959 г.; в сер. 60-х гг. там же был создан МГД-генератор мощностью 32 МВт («Марк-V»). В России первая МГД-установка мощностью 200 кВт была создана в 1964 г.; ввод в эксплуатацию опытно-промышленной энергетической установки с МГД-генератором расчётной мощностью 20–25 МВт состоялся в 1971 г.