[實用新型]一種閉式海洋溫差能發電裝置

有效

• 申請號: 200920244384.6
• 申請日: 2009-12-18
• 公開（公告）號: CN201623670U
• 公開（公告）日: 2010-11-03
• 發明（設計）人: 欒海峰;高鐵瑜;陳玉祥;王景富
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七〇三研究所
• 主分類號: H02N11/00
• 分類號: H02N11/00
• 代理公司: 哈爾濱市哈科專利事務所有限責任公司 23101
• 代理人: 吳振剛

技術領域

本發明屬于海洋能利用技術領域的閉式海洋溫差能發電裝置。

背景技術

在太陽的照射之下的海洋表面與長期未受到光線照射的深海之間存在溫差。一般在熱帶地區，海洋表面與一千米深的海水溫差可達25℃。海洋熱能轉換(簡稱OTEC)是利用海水溫差而產生動力。根據熱力公式，熱機在7～27℃間運作，則其理論上最大效率為6.7％。和潮汐或風能不同，海洋中所貯存之熱能可連續地利用。

常規海洋溫差發電系統如圖1所示。系統是由蒸發器、渦輪機、發電機、冷凝器、工質泵、溫海水泵、冷海水泵等幾部分組成。各部分間由巨大管子連接。蒸發器一般是由內部裝有許多小圓管或薄板之大圓筒構成，使某種約在13～15℃間即蒸發的液體物質(這種液體物質稱為工質)流入其間，并導入15～28℃的表層海水(表層海水亦稱為溫海水)時，工質因受溫海水加熱沸騰形成蒸汽，蒸汽經由連接管路送到渦輪機使其轉動，從而輸出電力。

另一方面，自渦輪機逸出之蒸汽則匯入冷凝器。當由渦輪機逸出的蒸汽流入其間并導入1～7℃的深層海水(亦稱冷海水)時，這些蒸汽因受冷海水冷卻而在圓管或薄皮的表面凝結成液態的工作流體隨由泵重新送回蒸發器。這樣的操作周而復始不斷地進行，只要表層海水管(溫海水)與深層海水管(冷海水)間存有溫差，即能經由上述循環從海水中不斷獲得電力。

圖1所示的常規海洋溫差能發電裝置所需要的冷海水，是通過冷海水泵從深海(距海平面600m～800m)抽取得到，這需要消耗大量的電能，電能消耗占渦輪機發出功率的40％～50％。此外，抽取冷海水的管道口徑很大，不易固定。

而將凝汽器置于深海的閉式海洋溫差能發電裝置，可以省去冷海水泵和相應大口徑管道，冷海水泵耗功為零。將凝汽器置于深海的閉式海洋溫差能發電裝置會帶來工質泵功的增加。對比冷海水泵和工質泵耗功情況，雖然工質泵比冷海水泵壓力高，但是，冷海水流量比工質流量大幾十～幾百倍，因此工質泵將只是冷海水泵總耗功的一半左右。可見該裝置有廣泛利用的基礎。但目前并未有這方面的相關報道。

發明內容

本發明的目的是提供一種輸出凈功大，整體效率高，凝汽器結構簡單、制造成本低等優點閉式海洋溫差能發電裝置。

為達到以上目的，本發明是采取如下技術方案予以實現的：

它包括溫海水泵1、蒸發器2、工質泵3、工質儲液罐4、渦輪機5、發電機6、凝汽器管道7、凝汽器8、凝汽器支架9、工質儲存罐管道10，海水泵1連接蒸發器2，蒸發器2連接渦輪機5，渦輪機5同時連接發電機6和凝汽器管道7，凝汽器管道7連接凝汽器8，凝汽器8下為凝汽器支架9，凝汽器8連接工質儲存罐管道10，工質儲存罐管道10連接工質儲液罐4，工質儲液罐4連接工質泵3，工質泵3再接回蒸發器2。

本發電裝置與常規海洋溫差能發電裝置相比，不設置冷海水泵及相應管道，包括由外壁設置有管道保溫層(保溫層從渦輪機排汽到A點)的渦輪機排向凝汽器管道、凝汽器排向工質儲存罐管道(保溫層從工質儲液罐到B點)、無外殼并設置有工質進出腔室的凝汽器均置于深海。

上述方案中，所述凝汽器可以為立式，也可以為臥式。

一種利用以上裝置的溫差能發電方法，包括下述步驟：

溫海水泵抽取表層海水送入蒸發器，工質在工質泵的推動下也送入蒸發器，工質因受溫海水加熱沸騰形成工質蒸汽，蒸汽經由連接管路送到渦輪機使其轉動帶動發電機，從而輸出電力。工質經渦輪機膨脹做功后溫度壓力降低形成渦輪機排汽，渦輪機排汽經渦輪機排向凝汽器管道進入帶有凝汽器支架的凝汽器，在凝汽器內表面凝結成液態工質，凝結成液態的工質經過凝汽器排向工質儲存罐管道、工質儲液罐由工質泵加壓重新送回蒸發器，從而完成循環。

本發明閉式海洋溫差能發電裝置，具有以下優點：輸出凈功大，整體效率高，凝汽器結構簡單、制造成本低，在新型閉式海洋溫差能發電領域可以得到廣泛應用。

附圖說明

圖1常規閉式海洋溫差系統圖

圖2是本發明裝置的系統結構示意圖。

圖3和圖4是本發明裝置采用立式和臥式凝汽器的結構圖。

具體實施方式

以下結合附圖及實施例對本發明作進一步的詳細描述：

如圖3、圖4所示，一種閉式海洋溫差能發電裝置，與常規海洋溫差能發電裝置相比，不設置冷海水泵及相應管道，包括由外壁設置有管道保溫層1(保溫層從渦輪機排汽到A點)的渦輪機排向凝汽器管道2、凝汽器排向工質儲存罐管道5(保溫層從工質儲液罐到B點)、無外殼并設置有工質進出腔室3的凝汽器4均置于深海。