[發明專利]一種余熱回收式分布式能源與海洋溫差能耦合發電系統

有效

• 申請號: 201310731051.7
• 申請日: 2013-12-26
• 公開（公告）號: CN103742291A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 蔡偉;谷偉;王賽賽;吳宏偉;董士林;黃明星
• 申請（專利權）人: 寧波工程學院
• 主分類號: F02G5/02
• 分類號: F02G5/02;F02B63/04;F01K25/10;F01D15/10;F03G7/05;F25B30/04
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;王幸祥

技術領域

本發明涉及一種余熱回收式分布式能源與海洋溫差能耦合發電系統。

背景技術

伴隨著電力需求的增加和能源危機的加劇，調整能源結構，提高能源利用率，解決環境污染已經成為我國能源發展戰略重點。隨著環保標準不斷提高，火力發電不僅面臨脫硫脫硝的壓力，而且長三角、珠三角、京津冀等重點區域的火電機組建設也逐漸受到限制。東部沿海地區積極發展新的發電技術已是迫在眉睫。

海洋能是一種清潔無污染、蘊藏量豐富的可再生能源。海洋是世界上最大的太陽能采集器，每年吸收的太陽能相當于37萬億kWh，約為人類目前用電量的4000倍，每平方千米大洋表面水層含有的能量相當于3800桶石油燃燒發出的熱量。加強海水資源的開發與利用，是解決沿海及島嶼地區資源短缺、環境污染問題的有效途徑，是實現可持續發展的重要保證。

海洋溫差能發電（Ocean?Thermal?Energy?Conversion）是利用海洋中受太陽能加熱的暖和表層水與較冷的深層水之間的溫差驅動熱機做功而發電，具有清潔，可再生，儲量大，不存在間歇，受晝夜和季節影響較小，不占用土地資源等優點。海洋溫差能發電裝置根據所用工質及流程的不同，可分為開式循環、閉式循環和混合式循環三種方式，其中最接近實用化和商業化的是閉式循環方式。閉式循環系統以溫海水為熱源，使液體工質氣化推動發電機發電，以低溫海水為冷源使氣態工質液化，實現循環，不斷發電。

海水溫差的大小是決定海洋能轉化率的根本因素。通常冷熱水溫差20℃以上才可實現溫差發電，只能在太陽輻射充足的低緯度地區得到開發利用，如我國南海和臺灣以東海域。南沙群島位于北回歸線以南，太陽輻射強烈，表層水溫在25℃以上，500～800m的深層水溫在5℃以下，表層、深層水溫差約20℃～24℃，具備溫差發電的潛力。我國東部沿海地區表層海水與深層海水的溫差不大，閉式循環發電系統效率較低，限制了其推廣使用。

發明內容

為了克服現有的燃氣三聯供系統一次能源利用率不高和沿海地區表層海水與深層海水因溫差不大而導致閉式循環發電系統效率較低的缺點，本發明提供一種余熱回收式分布式能源與海洋溫差能耦合發電系統。

本發明采用的技術方案是：

一種余熱回收式分布式能源與海洋溫差能耦合發電系統，包括余熱回收式分布式能源子系統、吸收式熱泵子系統和海洋溫差發電子系統；

余熱回收式分布式能源子系統包括燃氣機、發電機、余熱鍋爐、冷凝換熱器、發生器、氣-水換熱器，燃氣機通過輸氣管道與發電機連接，驅動發電機運行發電；所述燃氣機、余熱鍋爐和冷凝換熱器通過煙氣管道依次連接，所述冷凝換熱器的煙氣輸出端與排氣管道相連，換熱管串通冷凝換熱器和發生器構成煙氣冷凝熱與發生器內媒介換熱的環路，余熱鍋爐的高溫蒸汽出口與蒸氣管道連接，所述蒸氣管道依次經過發生器、氣-水換熱器后與熱水管道連通構成高溫蒸汽加熱發生器內媒介的單向通道；

吸收式熱泵子系統包括發生器、冷凝器、節流閥、蒸發器、吸收器、溶液熱交換器，所述吸收器、所述溶液泵、所述溶液熱交換器和所述發生器通過媒介管道依次首尾連接組成媒介流通環路；所述發生器、所述冷凝器、所述節流閥、所述蒸發器和所述吸收器通過制冷劑管道依次連接構成制冷劑循環通道；

海洋溫差發電子系統包括溫海水泵、冷海水泵、吸收器、蒸發器、冷凝器、氣-水換熱器、蒸汽發生器、汽輪機、凝氣器和工質泵，所述溫海水泵、所述吸收器、所述冷凝器、所述氣-水換熱器和所述蒸汽發生器通過溫海水管道依次連接，構成溫海水的加熱通道，所述蒸汽發生器的溫海水出口與溫海水排出管連接；所述冷海水泵、所述蒸發器和所述凝汽器通過冷海水管道依次連接，構成冷海水的降溫通道，所述凝汽器的冷海水出口與冷海水排水管連接，所述凝汽器、所述工質泵、所述蒸汽發生器和所述汽輪機通過工質管道首尾連接構成工質蒸汽驅動汽輪機做功通道，所述汽輪機與發電機相連，以驅動發電機工作。

優選的，所述蒸發器和吸收器采用噴淋式換熱器。

優選的，所述溶液泵采用具有較高的允許吸入真空高度的屏蔽型密閉泵。

優選的，管路上設置的閥門采用真空隔膜閥或雙極密封角閥。

優選的，所述熱泵子系統的媒介是氨水溶液、溴化鋰水溶液或氟利昂溶液。

優選的，所述海洋溫差發電系統中工質是液氨、丙烷或正丁烷。

優選的，所述換熱管中的換熱介質為水。