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既能输电又能送气!这种“电线”神了!

来源于互联网 2021年10月11日 阅读()

最近,一种神奇的“电线”试验成功了!

它既能输电,又能送气,叫高温超导电缆。

您可能要问了,电和气完全是不同形态的,怎么一起输送?这就要用到世界上最先进的电力和液化天然气(LNG)混输技术了。

电力与LNG混输输送液化天然气时,需先对天然气进行超低温液化处理,输送管道环境具有低温且恒定的条件。电力专家设想,利用这一条件,如果在管道内同时输送电力,岂不是一举两得?

中国电力专家把这一设想变成了现实!

“运行电压±100千伏,运行电流1000安培,液化天然气输送流量每分钟100升。”近日,在位于河北省霸州市的国家电网企业特高压杆塔试验基地,由中国电科院牵头的世界首个电力与液化天然气(LNG)混输超导直流能源管道样机完成24小时满负荷运行试验。

此前,电力和LNG混输技术尚处于概念设计阶段。

此次完成的试验具有开创性意义。

“电力和LNG混输的工程化应用,技术上已经没有不可克服的障碍了。”8月6日,中国电力科学研究院储能与电工所超导室主任张宏杰表示。

在本项目之前,国际上高温超导直流电缆的最高电压等级为韩国的80千伏。

而本项目的系统运行电压为±100千伏,为国际最高。

超导电缆长啥样?

超导电缆系统主要由外护套、杜瓦管、液氮、超导电缆芯和低温制冷机构成。

超导电缆系统的外护套跟常规电缆外护套一样。

外护套内是双层不锈钢材质的高真空绝热杜瓦管。

液氮在杜瓦管道内流动。

超导电缆芯浸泡在液氮中。

低温制冷机作为系统辅机推动液氮循环并为整个系统制冷。

超导电缆输电有啥好处?

高温超导电缆具有载流大、损耗小等特点。

在相同电压等级下,超导电缆输电、通流能力和传输容量可以达到常规输电线路的5~10倍,考虑低温制冷系统功耗后,系统总损耗仅为常规线路线损的1/3左右。

难在哪里?

高温超导输电难在温度控制和保障运行安全上。

超导电缆需要在零下196摄氏度以下的低温环境中(通常以液氮为制冷剂),才能正常工作。

按照目前低温制冷机的性能,几公里就要有一座制冷站。

张宏杰先容,采用液氮冷却的高温超导电缆发展至今已有20多年,但由于目前超导材料价格仍然较高,制冷等辅机费用占比较大,一定程度上制约了这一技术实用化的进程。

对能源管道而言,当出现电网侧短路、电缆绝缘击穿或LNG泄漏等极端情况时,如何确保能源管道安全可靠运行,是必须解决的问题,也是未来工程应用中大家关注的重点。

中国电科院储能所副总工程师、该项目负责人丘明说,研究人员开展了LNG混合工质的绝缘和安全特性研究,提出了安全应对和防御策略,确保超导能源管道的安全运行。

应用前景广阔天然气作为清洁能源近几年得到快速发展。

作为一种全新的能源配置与输送方式,超导能源管道实现电力—液态燃料的一体化输送,综合能源输送效率高。

“高温超导输电项目在新型电力系统,如海上风电送出、港口岸电等场景将有广阔的应用前景。”张宏杰说。


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