闭环磁流体发电技术（磁流体发电技术）
闭环磁流体发电技术（磁流体发电技术）首先，综合效率高。磁流体的热效率可以从火力发电的 30%~40%提高到 50%k~60%k，预计将来还会再提高。其次，启动快。在几秒钟的时间内，磁流体发电就能达到满功率运行，这是其他任何发电装置无法相比的，因此，磁流体发电不仅可作为大功率民用电源，而且还可以作为高峰负荷电源和特殊电源使用，如作为风洞试验电源、激光武器的脉冲电源等。磁流体发电虽然也可以使用煤炭、石油等燃料，但由于它使用的是细煤粉，而且高温气体还掺杂着少量的钾、钠和铯的化合物等，容易和硫发生化学反应，生成硫化物，在发电后回收这些金属的同时也将硫回收了。磁流体发电作为一项发电新技术，它比一般的火力发电具有的优越性主要表现在以下几个方面∶普通气体在7000 ℃左右的高温下才能被电离成磁流体发电所需要的等离子体。如果在气体中加入少量容易电离的低电位碱金属（一般为钾、钠、铯的化合物，如碳化钾）蒸气.在3 000 ℃时气体的电离程度就可
磁流体发电技术
磁流体是"电磁流体动力学（Magneto-hydrodynamic Power Generation）"的简称。这一技术研究导电流体（并非"磁性流体"），如等离子体、海水等在磁场中运动的规律。尽管法拉第发现申磁感应定律时，切制割磁力线的对象是固体导线.但他很快在1832年又提出有关流体切割磁力线的电磁学问题。他根据海水切割地球磁场产生电动势的想法，测量秦晤十河两岸间的电位差，希望间接地测出流速，但因河水电阻大、地球磁场弱和当时的测量技术水平低.没有达到目的。
1937年哈特曼根据法拉第的想法，对水银在磁场中的流动进行了实验，并成功地提出黏性不可压缩磁流体力学的理论计算方法。由于在一定的磁场强度下，流体的流速越大感生的电流也越大，而液体的流速很难提高.所以.20世纪50年代末期，人们提出用高温、高速流动的电离气体（等离子体）通过强磁场来更高效地产生电流，从而发展成为现在的磁流体发电技术。
高温、高速流动的气体通过磁场时，这些气体在高温下发生电离，出现了一些自由电子，就使它变成了能够导电的高温等离子气体。所谓"电离"，就是气体原子外层的电子不再受核力的约束，成为可以自由移动的自由电子。根据电磁感应定律，当高温等离子气体以高速流过一个强磁场时，就切割了磁感线，于是就产生了感应电流。
普通气体在7000 ℃左右的高温下才能被电离成磁流体发电所需要的等离子体。如果在气体中加入少量容易电离的低电位碱金属（一般为钾、钠、铯的化合物，如碳化钾）蒸气.在3 000 ℃时气体的电离程度就可达到磁流体发电的要求。在这种情况下，就可采用抽气的方法，使电离的气体高速通过强磁场，即可产生直流电。加热气体使之电离所用的热源，可以是煤炭、石油或天然气燃烧所产生的热能，也可以是核反应堆提供的热能。
当前，世界各国的电力主要来源仍旧是火力发电，但是，这种发电方式的热效率很低，最高只有40%，浪费了大量的燃料，而且产生的废气、废渣污染环境。因此，人们要寻求和研制各种新型的发电方法，而磁流体发电经实践证明是一种可靠的新发电技术，因为将燃煤直接按性也可以1产生热平衡等离子体.通过磁流体发电可以将燃料热能直接变成电能。
磁流体发电为高效率利用煤炭资源提供了一条新途径，所以世界各国都在积极研究燃煤磁流体发电。目前，世界上有17个国家在研究磁流体发电，而其中有 13个国家研究的是燃煤磁流体发电，包括中国、印度、美国、波兰、法国、澳大利亚、前苏联等。
磁流体发电作为一项发电新技术，它比一般的火力发电具有的优越性主要表现在以下几个方面∶
首先，综合效率高。磁流体的热效率可以从火力发电的 30%~40%提高到 50%k~60%k，预计将来还会再提高。其次，启动快。在几秒钟的时间内，磁流体发电就能达到满功率运行，这是其他任何发电装置无法相比的，因此，磁流体发电不仅可作为大功率民用电源，而且还可以作为高峰负荷电源和特殊电源使用，如作为风洞试验电源、激光武器的脉冲电源等。磁流体发电虽然也可以使用煤炭、石油等燃料，但由于它使用的是细煤粉，而且高温气体还掺杂着少量的钾、钠和铯的化合物等，容易和硫发生化学反应，生成硫化物，在发电后回收这些金属的同时也将硫回收了。
从这一点来说.磁流体发电可以充分利用含硫较多的劣质煤。另外.由于磁流体发电的热效率高，因而排放的废热也少，产生的污染物自然就少多了。磁流体发电没有高速旋转的部件，噪音小，设备结构简单，体积和重量也大大减小。由于磁流体发电时的温度高，所以可将磁流体发电与其他发电方式联合组成效率高的大型发电站，作为经常满载运行的基本负荷电站。
例如，将与一般火力发电组成磁流体-蒸汽联合循环发电.即让从磁流体发电机排出的高温气体再进入余热锅炉生产蒸汽，去推动汽轮发电机发电，其热效率可达 50%~60%。前苏联在1971年建造了一座磁流体-蒸汽联合循环试验电站，装机容量为7.5万千瓦，其中磁流体发电机容量为2.5万千瓦。美国是世界上研究磁流体发电最早的国家，1959年，美国就研制成功了11.5kW 磁流体发电的试验装置。
20世纪 60年代中期以后，美国将它应用在军事上，建成了作为激光武器脉冲电源和风洞试验申电源用的磁流体发电装置。日本和前苏联都护磁流体发由列入 国家重点能源攻关项目。并取得了引人注目的成果。1986年，前苏联开始兴建世界上第一座 50万千瓦的磁流体-蒸汽联合电站，这座电站使用的燃料是天然气，它既可供电，又能供热，与一般的火力发电站相比，它可节省燃料 20%。
磁流体发电是将高温导电燃气或液体与磁场相互作用而将热能直接转化成电能的新型发电方式。由于其初温可高达2727 ℃，与已有的燃气及蒸汽发电组成联合循环，可望将燃煤电站的热电转换效率提高到 50%以上，具有高效率、低污染、少用水的重大优越性。磁流体发电自 20世纪60年代初原理性实验成功以来，经过40多年的持续努力，已达到了最高发电功率几万千瓦，持续数百小时的水平。再经过试验电站、示范电站与商用电站几个阶段的发展，有望在21世纪二三十年代实现商业化。
磁流体发电的发展过程表明，所遇到的困难比最初设想的要大得多，特别是采用燃煤的长时间可靠发电，需要大力发展电工、热工、材料、化工等多方面的新技术，在电工方面要解决电站系统、发电通道、超导磁体、功率调节与逆变等一系列关键技术问题，在现有基础上还要做出巨大努力。由于我国属于燃煤为主和电力迅速发展的国家，燃煤磁流体发电的商业化具有特别重大的意义。
我国于20世纪60年代初期开始研究磁流体发电，先后在北京、上海、南京等地建成了试验基地。根据我国煤炭资源丰富的特点，我国将重点研究燃煤磁流体发电，并将它作为"863"计划中能源领域的两个研究主题之一，争取在短时间内赶上世界先进水平。图6-20 所示是中国科学院电工研究所研制的磁流体发电用超导磁体。
磁流体发电从开始研究到现在已有几十年的历史，目前，短时间磁流体发电装置已得到应用.而燃烧天然气的长时间磁流体发电站和燃煤磁流体发电站都已投入运行，从而使磁流体发电的研究进入到大规模工业试验阶段。
随着科学技术的迅速发展，磁流体发电这项新技术必将获得进一步提高，为合理而有效地利用化学燃料创出一条新路。
磁流体推进船
磁流体推进船船底有线圈，通上电流，就会在海水中产生磁场。同时，在船底水下设置电极，利用海水的导电特性，形成通电回路，使海水带电。这样，带电的海水在强大的磁场的作用下，产生了使海水发生运动的电磁力，而船体就在反作用力的推动下向相反方向运动。由于超导电磁船是依靠电磁力作用而前进的，所以它不需要螺旋桨。
磁流体推进船的优点在于利用海水作为导电流体。而处在超导线圈形成的强磁场中的这些海水"导线"，必然会受到电磁力的作用，其方向可以用物理学上的左手定则来判定。所以，在预先设计好的磁场和电流方向的配置下，海水这根"导线"被推向后方。同时，超导电磁船所获得的排力与通过海水的电流大八.超导线圈产生的磁场强度成正比。由此可知只要控制进入超导线圈和电极的电流大小和方向.就可以控制船的速度和方向，并且可以做到瞬间启动、瞬时停止、瞬时改变航向，具有其他船舶无法与之相比的机动性。
但是由于海水的导电率不高，要产生强大的推力，线圈内必须通过强大的电流产生强磁场。如果用普通线圈，不仅体积庞大，而且极为耗能，所以必须采用超导线圈。
超导磁流体船舶推进是一种正在发展的新技术。由于它不用螺旋桨，具有无声、高速的优点.将引起船舶推进技术的重大革命。随着超导强磁场的顺利实现，从 20世纪 60年代开始了认真的研究发展工作。20世纪90年代初，国外载人试验船就已经顺利地进行了海上试验。我国科学院电工研究所也进行了超导磁流体模型船试验。
等离子磁流体航天推进器
目前航天器是依靠燃烧火箭上装载的燃料推进的，这使得火箭的发射质量很大，效率也比较低。为了节约燃料，提高效率，减小火箭发射质量，国外已经开始研究开发不需要燃料的新型电磁推进器。
等离子磁流体推进器（Magnetoplasmadynamic Thruster）就是其中一种，也称为离子发动机。与船舶的磁流体推进器不同，等离子磁流体推进器是利用等离子体作为导电流体。等离子磁流体推进器由同心的芯柱（阴极）与外环（阳极）构成，在两极之间施加高电压可同时产生等离子体和强磁场，在强磁场的作用下，等离子体将高速运动并喷射出去，推动航天器前进。
1998年10月24日美国发射了深空1号探测器。任务是探测小行星 Braille 和遥远的彗星 Borrelly，主发动机就采用了离子发动机。欧洲航天局（ESA）的新型离子推进动力"SMART-1号"月球探测器计划 2005年展开环绕月球轨道探测飞行.据介绍。"SMART一1号"月球探测器上安装的离一子推椎进然，工可L飞行或动效率是传统火箭推进系统的10倍。
