|
Abstract:
|
Arktisten alueiden luonnonvarojen käyttöön ottamiseksi on Kanadassa käynnissä ns. "Arctic Pilot Project". Tähän liittyen suunnitellaan nestemäisen maakaasun kuljettamista Kanadan arktisilta seuduilta jättiläiskokoisilla jäätä murtavilla säiliöaluksilla. Kuljetuskustannusten minimoimiseksi ja laivojen poikkeuksellisen suuren tehontarpeen takia tutkitaan useita voimalaitevaihtoehtoja. Magnetohydrodynaamiseen generaattoriin (MHD-generaattoriin) perustuvalla avoimen järjestelmän perusvoimalaitoksella ennustetaan saavutettavan aluksi 50 %:n ja myöhemmin tätäkin parempi hyötysuhde. MHD-voimalaitos on tällä hetkellä vasta kokeiluasteella. Kaupallisessa sähköntuotannossa ei voimaloita vielä ole. Suurin koelaitos U-25 käynnistyi Neuvostoliitossa v. 1971. Työssä tarkastellaan, onko mahdollista käyttää MHD-generaattoria arktisen maakaasun kuljetuslaivan voimalaitteena. Laivan suunniteltu huipputeho on 120 MW. MHD-voimalaitos on edullista rakentaa sähköteholtaan mahdollisimman suureksi (500-1000 MW). Työssä pyritään selvittämään, onko MHD-generaattori hyötysuhteeltaan riittävän hyvä laivan teholuokassa ja onko teknisesti mahdollista sijoittaa se laivaan. MHD-voimalaitokseen kuuluu komponentteja, jotka ovat ainakin osittain uutta tekniikkaa. Esim. MHD-virtauskanavan, polttokammion, sähkömagneetin ja hapenvalmistuslaitteiston kehitys on vielä kesken. Näiden laitoksen kriittisten osien kehitysastetta tarkastellaan tehonkulutuksen, kestoiän ja tilantarpeen kannalta. MHD-generaattorin energiavirtauksia ja laitteistolla saavutettavaa hyötysuhdetta arvioidaan esimerkin avulla. Ns. kryogeenisen magneetin tehonkulutuksesta on yksinkertaiseen teoriaan perustuva laskelma. Hapenvalmistuslaitteistona on kuvattu erään englantilaisen valmistajan ratkaisua, joka on tarkoitettu asennettavaksi maalle. Laivaan suunniteltava laitteisto olisi merkittävästi kalliimpi. MHD-generaattori on hyötysuhteen kannalta edullisinta yhdistää höyrypiiriin, jossa palamiskaasun loppulämpö käytetään höyryn kehittämiseen. Höyrypiiriksi on esimerkkinä valittu kaksi laivaan valmiiksi suunniteltua höyryvoimalaitosta. Höyrykattiloihin on asennettava lisäksi erilliset polttimet, jotta tehoa voidaan tuottaa myös MHD-generaattorin ollessa pois toiminnasta. Toinen vaihtoehto on käyttää MHD-generaattoria tuottamaan huipputehoa erillään laivan muusta voimalaitteesta. Tällöin palamiskaasun lämpöä ei MHD-generaattorin jälkeen käytetä hyväksi. /Kir10 |