把“心脏”装进冰肚
极昼营地的空港能停飞机,仓储能存粮,可要让三万人活过十五年,得先给冰盖安一颗“不会停跳”的心脏。
顾澄把能源层设在地下第六层,紧贴屏蔽层上方,像给基地垫了块“暖宝宝”,也等于在冰肚里装了一颗“主动脉球”。
整个能源心脏分四大“心房”:
1. 热液主涡轮——“左心室”
2. 燃料电池群——“右心室”
3. 超导主变——“左心房”
4. 蓄冰+储氢——“右心房”
左右互通、互为备份,任何一套宕机,其余三套能在0.2秒内补齐缺口,保证整个深穹“不断电、不断暖、不断氧”。
左心室:把地球“血液”变成电
热液井直通万米空洞,返浆温度150℃,含硫量高、矿化度更高,像一锅“高压热酸”。
主涡轮不是普通机组,而是“钛合金+碳化硅”双相流机——叶片表面激光熔覆一层陶瓷,抗酸蚀、抗颗粒冲刷,设计寿命十万小时。
机壳是“双层夹套”,内层走热液,外层走液氮,温差控制在180℃以内,防止金属热疲劳。
涡轮转速每分钟三千转,发电功率三千千瓦,相当于同时点亮三十万支LED。
热液做完功,温度降到90℃,被送进“二级换热器”,再给燃料电池提供“热水澡”,能量吃干榨净,最后只剩30℃的“凉水”,回注万米井,形成闭环。
整条管路外包“气凝胶+真空”双层保温,外壳摸上去仍是冰凉,像给滚烫血管穿了件羽绒服。
右心室:让“臭鸡蛋味”变成“救命电”
空洞热液富含硫化氢,闻起来像臭鸡蛋,却能被“固体氧化物燃料电池(SOFC)”直接吃掉。
原理像“反向烧煤”:硫化氢+一氧化碳在高温下与氧离子结合,释放电子,电效率58%,比火电高出一截。
电池堆是“扁盒式”,每盒巴掌大,十盒一模块,十模块一机柜,共两百柜,排成四条“电廊”,总装机一千千瓦。
“电廊”温度高达850℃,外壳却不到50℃,靠“微通道液冷”把热量瞬间带走,冷媒是井下返上来的“30℃废水”,又被升到80℃,再去给居住区“地暖”供热。
尾气几乎只剩水蒸气+微量二氧化硫,先过“碱液喷淋塔”,再过“活性炭床”,最后硫含量低于0.1ppm,比北京冬天PM2.5还干净。
工人们说:“让臭气发电,再让废水取暖,能源吃干榨净,比周扒皮还抠。”
左心房:超导“主动脉”
电发出来,得送出去。普通铜缆在零下七十度虽能省点电阻,仍扛不住峰值一万安培。
于是上“高温超导带材”——钇钡铜氧,工作温度零下196℃,与液氮一致,电阻真·归零。
主变室是一座“冰窖中的冰窖”:双层不锈钢壳,中间抽真空,再填珠光砂,热导率比空气还低。
壳内灌液氮,一百吨液氮泡着一圈超导线圈,线圈直径一米二,通流能力却相当于水缸粗的铜缆。
超导最怕“失超”——一旦温度高于零下180℃,材料瞬间恢复电阻,巨大电流化作热量,能把整台机器炸成“铝烟花”。
于是装了“秒断器”:温度探头每秒采样一千次,超标立即触发“爆炸螺栓”,把超导线圈切成八段,电流导入相邻铜备份,0.05秒完成切换,人眼还没眨,事故已经处理完。
值班员调侃:“超导好是好,就是脾气大,得天天哄着,一不高兴就‘超’给你看。”
右心房:把电存进“冰”和“氢”
极昼24小时有光,可极夜24小时黑,得提前囤电。
方案一:蓄冰——对,你没听错,把电存进冰里。
深夜电价低,机组满发,多余电驱动“螺杆式制冰机”,把四层农业回水(零上十度)冻成零下五度的“冰浆”,存进三座“冰库”,每库五千立方米。
白天电价高,冰浆泵入“融冰换热器”,把回水降到零度,再送去LED植物工厂,既省压缩机耗电,又平抑电网峰谷,一举两得一箭双雕。
方案二:储氢——利用富余电把30℃废水电解,产出氢气,压进“金属氢化物罐”,常温常压,安全得像囤大米。
需电时,氢气释放,进“燃料电池堆2号”,又把电吐出来,循环效率46%,比蓄电池低,却胜在容量大、寿命长、不怕冻。
金属氢化物罐外形像氧气瓶,却重一倍,搬动得用电动叉车,工人笑称:“一瓶五十公斤,扛肩上能练举重,还能防狼——砸谁谁骨折。”
0.2秒“换心手术”
能源心脏最怕“骤停”。
主控室天花板装有一盏“生死灯”——绿灯常亮表示四系统正常;黄灯亮,表示任一系统掉线;红灯亮,表示全网断电,三万人将在两小时内因缺氧失温。
灯下方是“黑匣子手柄”,一旦红灯亮,值班长必须拉下手柄,启动“冰盖级”应急:
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