[實用新型]海洋溫差能發電模擬測試系統

有效

• 申請號: 201821817634.6
• 申請日: 2018-11-06
• 公開（公告）號: CN209182406U
• 公開（公告）日: 2019-07-30
• 發明（設計）人: 吳浩宇;劉偉民;陳鳳云;彭景平;葛云征;劉蕾;馬小兵
• 申請（專利權）人: 國家海洋局第一海洋研究所
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;F03G7/05
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 鞏同海

本實用新型涉及海洋溫差能發電模擬測試系統，屬于發電循環系統測試技術領域。本實用新型包括冷熱源系統、溫差發電系統、數據采集存儲單元和控制顯示單元，本實用新型利用熱泵機組產生循環的冷水、熱水，模擬海洋溫差能發電中的冷源和熱源，一臺熱泵機組即可滿足冷熱源子系統的模擬試驗需要；溫差發電系統中可以靈活地實現單透平和雙透平發電系統切換測試；可以進行低至18℃溫差、50kW以下小型低溫熱源小溫差發電系統的模擬測試。本實用新型不僅可以實現發電系統的整體性能測試，還可以對系統中的關鍵設備如第一級透平等的特性進行試驗，獲取系統運行參數的變化規律，為系統的優化及設備設計提供指導。

技術領域

本實用新型涉及海洋溫差能發電模擬測試系統，屬于發電循環系統測試技術領域。

背景技術

隨著能源消耗加劇及對環境的危害，傳統化石燃料的不可再生性導致國際社會對于能源安全、環境保護及氣候變化問題日益重視，世界各國都在積極尋找傳統能源的替代能源，包括太陽能、海洋能、風能、生物質能等。海洋溫差能發電是利用表層溫海水與深層冷海水之間的溫差蘊藏的巨大能量來進行發電，其來源主要是太陽輻射能，具有儲量巨大、可持續性、對環境友好且隨時間變化相對穩定的特點。

我國南海島嶼眾多，能源與淡水供給困難，若能因地制宜開發適應島嶼的可再生能源，對我國的島礁開發利用及維護國防安全具有重要價值。我國南海海洋溫差能極為豐富，位于海上絲綢之路關鍵海域，具有豐富的海洋溫差能資源，具有廣泛的開發利用前景。我國南海海域水深較深，表層溫度高，蘊藏著巨大的溫差能量。據統計南海表層與深層海水溫差大于等于18℃水體蘊藏的溫差能為1.16×10¹⁹kJ。

海洋溫差能發電由于可利用的海洋溫差較小，因此熱力循環方式以及系統內關鍵設備透平及換熱器的設計優化都對系統的效率具有重要的影響。目前的海洋溫差能發電循環方式主要是閉式循環(即傳統有機工質朗肯循環和混合工質新循環)。理論研究已經發展較為充分，但實驗研究及工程驗證則相對匱乏，沒有現成的實現相關功能的試驗模擬測試系統。

實用新型內容

本實用新型提出了一種海洋溫差能發電模擬測試系統，用于不同海洋溫差能發電熱力循環系統的性能測試，以及系統中關鍵設備如透平和換熱器的特性試驗，揭示系統的發電特性和運行規律。

本實用新型是采用以下的技術方案實現的：一種海洋溫差能發電模擬測試系統，包括冷熱源系統、溫差發電系統、數據采集存儲單元和控制顯示單元，冷熱源系統與溫差發電系統連接，數據采集存儲單元分別與冷熱源系統、溫差發電系統和控制顯示單元連接，控制顯示單元分別與冷熱源系統和溫差發電系統連接；

冷熱源系統包括熱泵機組、熱源水路循環子系統和冷源水路循環子系統，熱泵機組分別與熱源水路循環子系統和冷源水路循環子系統連接，熱源水路循環子系統和冷源水路循環子系統均與溫差發電系統、數據采集存儲單元和控制顯示單元連接；

溫差發電系統包括蒸發器、分離器、第一級透平、第二級透平、第一發電機、第二發電機、整流逆變負載、吸收器、工質泵、第一回熱器、第二回熱器、第三回熱器；分離器、第一級透平、第一發電機和整流逆變負載依次連接；蒸發器與分離器連接，分離器、第二級透平、第二發電機和整流逆變負載依次連接；第二級透平還與第一級透平連接；吸收器分別與第一級透平、第二級透平、冷源水路循環子系統、第一回熱器和第二回熱器連接，吸收器還分別通過第一回熱器和第二回熱器與第三回熱器連接，第三回熱器分別與蒸發器、分離器和熱源水路循環子系統連接；工質泵分別與第一冷凝器、第二冷凝器、第一回熱器、第三回熱器和蒸發器連接，工質泵還分別通過第一回熱器和第三回熱器與第二回熱器連接；

數據采集存儲單元用于采集并存儲數據，包括傳感器組，傳感器組包括壓力傳感器、溫度傳感器和流量計；