[發明專利]一種基于超臨界郎肯循環的深海動力輸出系統

有效

• 申請號: 201911312046.6
• 申請日: 2019-12-18
• 公開（公告）號: CN111003123B
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 梅寧;張智祥;袁瀚;李艷;高鵬遠;趙健;王濟康;孫永超
• 申請（專利權）人: 中國海洋大學
• 主分類號: B63C11/52
• 分類號: B63C11/52;B63G8/08
• 代理公司: 亳州速誠知識產權代理事務所(普通合伙) 34157
• 代理人: 張輝

本發明公開了一種基于超臨界郎肯循環的深海動力輸出系統，屬于深海動力輸出領域。一種基于超臨界郎肯循環的深海動力輸出系統，包括潛水器機體；透平機，連接在所述的潛水器機體中，其中所述透平機上的輸出軸穿過潛水器機體的殼體并連接有驅動葉輪；電熱式超臨界壓力鍋爐，連接在所述的潛水器機體中；本發明該系統利用電能獲得高溫熱源，并利用深海冷水作為低溫熱源，同時利用透平機直接對外輸出軸功，郎肯循環使用純水或有機工質作為工作流體，運行在超臨界工作條件下，透平機入口壓力與深海水壓達到平衡，以此解決透平機了動力輸出軸的軸密封問題，本發明所提出的新技術避免了傳統深海動力輸出裝置的應用缺陷。

技術領域

本發明涉及深海動力輸出技術領域，尤其涉及一種基于超臨界郎肯循環的深海動力輸出系統。

背景技術

深水探測器是一種智能水中裝備，一般通過水下潛器布放于水中幾百至上千米范圍內，它能感知遠距離運動目標信號的強弱、航速、航向等特征，具有廣泛的商業用途。

目前采用的深海動力輸出裝置主要為深海電機，為防止高壓海水侵入電機內服，深海電機采用油浸式結構，并輔以壓力反饋器，電機內部與壓力反饋器充滿液壓油，電機內部與壓力反饋器連接，壓力反饋器受深海海水壓力產生相應形變，最終達到反饋器內外壓力平衡，深海電機內外壓力得以平衡。

然而，深海電機的運行存在難以克服的缺陷，深海電機由岸基或海洋平臺進行遠程供電，由于輸電線路通常較長，為降低沿程線路能耗，采用高壓輸電的方式；在實際操作中，輸電采用高壓直流和高壓交流兩種方式；輸電過程中，會產生如下缺陷：一方面，采用高壓直流輸電的深海電機需要接入直流轉換器，所需成本很高，且直流轉換器需置于水下，可靠性較差；另一方面，采用高壓交流輸電的深海電機穩定性較差，電機的啟動電流通常可達到正常工作電流的5-7倍，電機在快速變載過程中產生的行波還會導致輸電線路電壓過載；這些缺陷極大的限制了深海電機的應用。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中的問題，而提出的一種基于超臨界郎肯循環的深海動力輸出系統。

為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

一種基于超臨界郎肯循環的深海動力輸出系統，包括

潛水器機體；

透平機，連接在所述的潛水器機體中，

其中

所述透平機上的輸出軸穿過潛水器機體的殼體并連接有驅動葉輪；

電熱式超臨界壓力鍋爐，連接在所述的潛水器機體中，

其中

所述電熱式超臨界壓力鍋爐出口通過管道與所述的透平機入口相連；

通過輸電電線向所述的電熱式超臨界壓力鍋爐輸電的遠程電源；

第一輸送泵，連接在所述的潛水器機體中，

其中

所述第一輸送泵出口通過管道與所述的電熱式超臨界壓力鍋爐入口相連；

冷凝器，連接在所述的潛水器機體中，

其中

所述冷凝器的工作流體出口通過管道與第一輸送泵入口相連，所述冷凝器的工作流體入口通過管道與透平機出口相連。

優選的，還包括海水換熱器，所述海水換熱器連接在所述的潛水器機體上，所述冷凝器的導熱油出/入口通過循環管道與所述的海水換熱器的導熱油入/出口連接。

優選的，還包括第二輸送泵和第三輸送泵，所述第二輸送泵設置在所述的海水換熱器和冷凝器的循環管道上，所述第三輸送泵設置在所述的海水換熱器的海水入口管道上，所述海水換熱器的海水出口管道直接與海水連通。