[發明專利]海洋熱能發電的介質蒸汽等壓加熱和汽液化相變的方法

無效

• 申請號: 201010145353.2
• 申請日: 2010-04-13
• 公開（公告）號: CN101825076A
• 公開（公告）日: 2010-09-08
• 發明（設計）人: 甘玉祥
• 申請（專利權）人: 甘玉祥
• 主分類號: F03G7/05
• 分類號: F03G7/05
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明涉及海水熱能發電領域，特別是涉及到同質冷卻后的混合介質蒸汽的等壓加熱、氣體加壓、冷卻液化、液體加壓、混合介質蒸汽與液體工作介質的汽液化相變、液體冷媒介質的冷卻方法。

背景技術：

與本發明相近的現有技術為閉式循環的海水溫差發電技術，該類技術采用丙烷、氨、氟利昂等低沸點的物質做為工作介質(簡稱工質)，以抽取表層高溫海水加熱蒸發工質；抽取500m以下的低溫海水冷卻液化工質乏汽，由此形成工質的溫差，又由工質的溫差而形成工質的壓力差，以工質的壓力差形成動力推動汽輪機(或稱之為渦輪機、透平機)旋轉帶動發電機發電。由于冷、熱海水的溫度相對比較固定，且溫差較小，致使由所抽取的海水給定工質的增焓和熵降絕大部分被用于工質的蒸發和液化，只有2.5-10％的增焓和熵降被用來形成工質的溫差。這一方面，造成極高的工藝難度和系統能耗；另一方面也加大了海水熱能的不必要損耗。本發明還以本人公布號為CN1012511092A的《海水溫差發電工作介質二次加熱和同質冷卻的方法及裝置》專利文件為基礎，該對比文件公開了液體冷媒介質的深海水冷、工作介質的同質冷卻和工作介質二次加熱的方法，該方法以冷媒介質代替深層冷海水與工作介質進行同質冷卻，以此取消抽取冷、熱海水的工序，可以大幅提高工作介質的溫差和系統的熱效率。但該方法的工作介質的汽、液化相變方法和冷媒介質的水冷方法仍然不盡合理，耗能過大的問題也沒有得到很好的解決。

發明內容：

為了消除背景技術和對比文件存在的諸多弊端，本發明以對比文件中的同質冷卻方法和相關裝置為基礎，采用混合介質蒸汽的等壓加熱、氣體加壓、冷卻液化、液體加壓、混合介質蒸汽與液體工作介質的汽液化相變、液體冷媒介質的冷卻方法，將經過同質冷卻后的混合介質蒸汽吸引至表層高溫海水中做等壓加熱，使其盡可能地接近于表層高溫海水的溫度；將加熱后的混合介質蒸汽絕熱加壓后，予以冷卻液化；將液體混合介質采用液體加壓泵加壓至1.5-3.5Mpa，并按工藝比例將加壓后的液體混合介質重新分割為液體冷媒介質和液體工作介質；當混合介質蒸汽冷卻液化時，將分割出來的液體工作介質同時進行減壓加熱蒸發，兩者共用同一個換熱器，以淡水或冷卻油為換熱媒介，將混合介質蒸汽冷卻液化時排放出來的汽化潛熱，傳遞給處于蒸發汽化過程的液體工作介質，促使液體工作介質完全蒸發汽化；將分割出來的液體冷媒介質引入表層海水中冷卻至20-35℃。

本發明由于采用了上述方法，不僅具有對比文件所例舉的優勢，還具備以下優點：1.混合介質蒸汽冷卻液化與液體工作介質的蒸發汽化共同進行，可使汽化潛熱在兩者之間實現轉換，協同混合介質蒸汽等壓加熱方法，大幅度減少了對表層高溫海水的熱能消耗，有利于表層海水溫度的恢復，為大面積開發海洋熱能發電項目奠定了堅實的技術基礎；2.混合介質蒸汽加熱后再行絕熱壓縮，最終大幅度提升了工作介質的最高工作溫度，與同質冷卻的低溫效果(零下20℃至零下30℃)一起構成較大的工作介質的工作溫差，大幅度提高了系統的熱效率；3.冷媒介質的冷卻方法，以較高的溫度實現，擯棄了深海水冷，縮減了發電船的縱向尺寸，改善了系統的受力結構，使設備的制作、安裝和日常維護更為便利；4.以上優點協同一致，使海洋熱能發電項目真正做到了系統的小型化和裝機容量的大型化，不僅擴大了可供利用的海區面積，也有利于陸基形式的海洋熱能發電甚至可以適用于大型的內陸湖泊。

具體實施方式：

本發明以下述方法及具體步驟實現：

1.同質冷卻方法，其具體方法為：在同一個熱交換箱中，將冷媒介質減壓汽化，吸收汽輪機排出的工作介質乏汽的熱量，然后與工作介質乏汽相混合，形成混合介質蒸汽(詳見CN1012511092A的對比文件)，本發明所指的混合介質蒸汽就是經過同質冷卻而產生的。

2.混合介質蒸汽的等壓加熱方法，實施的目的為，提取用于發電的海洋熱能，并防止因受熱造成混合介質蒸汽壓強升高而給工作介質乏汽的冷卻效果帶來負面影響，混合介質蒸汽的擴容加熱也有利于提取更多的海洋熱能，其具體方法為：將由方法1產生的混合介質蒸汽吸引至表層高溫海水中，在維持其壓強基本不變的條件下，確保其擴容加熱至接近于表層高溫海水的溫度。