[實用新型]一種溫差能聯合循環系統

有效

• 申請號: 201922226300.2
• 申請日: 2019-12-11
• 公開（公告）號: CN211116158U
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 何伯述;應兆平;何頔;任杰;宋博
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: F01K27/00
• 分類號: F01K27/00;F01K13/00;F01K11/02;F01D15/10
• 代理公司: 北京市誠輝律師事務所 11430
• 代理人: 楊帥峰

本申請屬于能源利用技術領域，特別是涉及一種溫差能聯合循環系統。盡管海洋溫差發電的研究歷經多年，但由于海洋溫差小，目前大多海洋溫差能熱力發電系統的熱效率較低。海洋表層海水溫度在相同緯度時變化很小，因而系統溫差主要受制于海洋表層海水溫度，同時，又難以通過提高透平入口壓力改善系統循環熱效率。換句話說，單一熱源很難提高海洋溫差能熱力發電循環系統的熱效率。本申請提供了一種溫差能聯合循環系統，包括依次連接的冷凝器、循環泵、預熱器、蒸發器和汽輪機，所述汽輪機與所述冷凝器相連接。利用太陽能集熱可以大幅提高透平蒸汽入口溫度和入口壓力，進而提高系統性能。

技術領域

本申請屬于能源利用技術領域，特別是涉及一種溫差能聯合循環系統。

背景技術

在占地球面積71％的廣袤海洋中，波浪能、潮汐能和海洋溫差能等可再生清潔能源儲量豐富。海洋溫差能作為清潔能源，不消耗燃料，無排放污染物，分布范圍廣，儲藏豐富，擁有巨大的利用潛力。據美國Scrips海洋研究所的艾薩克博士估計，海洋溫差能的全球總量有4×1010MW。南海的海洋溫差能占了我國總儲量的90％，理論值為14.4×1021～15.9×1021J。海洋溫差能發電(Ocean Thermal Energy Conversion,OTEC)的原理是利用表層溫海水與深層冷海水的溫差進行發電，通常采用有機朗肯循環(Organic Rankine Cycle)。

人們對海洋溫差能發電技術的研究歷經100多年。法國科學家J.D Arsonval最早提出利用海洋溫差能發電的設想，G.Claude最早進行了實驗探索，他在古巴馬坦薩斯灣沿海建成了1座開式循環發電電站。此后，國內外許多專家學者對海洋溫差能進行了深入的研究。1964年，美國安德森父子提出一種新型循環——閉式循環，并在夏威夷建造了“mini-OTEC”，這是全球第1座具有凈輸出功率的閉式循環電站，該裝置為漂浮式海洋溫差能熱力發電站，標稱功率為50kW。1985年，卡琳娜教授設計了卡琳娜循環，該循環以氨水混合物為工質。日本佐賀大學實驗室里的海洋溫差能熱力發電系統成功發出1kW電力。1993年，美國太平洋高技術研究國際中心研究員在夏威夷建成了210kW的岸基式開式循環海洋溫差能熱力發電站。在同一時期，日本佐賀大學上原春南教授設計了上原循環系統，且于實驗室研制出能成功輸出30kW電力的小型循環海洋溫差能熱力發電裝置。2015年，Arcuri設計出LNG(LiquefiedNatural Gas液化天然氣)——海洋溫差能發電系統，該系統利用LNG氣化過程中釋放的大量冷量驅動熱力循環，將循環循環效率提高到了17.5％。

盡管海洋溫差發電的研究歷經多年，但由于海洋溫差小，目前大多海洋溫差能熱力發電系統的熱效率較低。通過熱力學第一定律對有機朗肯循環的分析，發現影響蒸汽動力朗肯循環的重要參數是透平(渦輪機)的蒸汽入口壓力、入口溫度和凝汽器冷凝壓力。海洋表層海水溫度在相同緯度時變化很小，因而系統溫差主要受制于海洋表層海水溫度，同時，又難以通過提高透平入口壓力改善系統循環熱效率。換句話說，單一熱源很難提高海洋溫差能熱力發電循環系統的熱效率。

實用新型內容

1.要解決的技術問題

盡管海洋溫差發電的研究歷經多年，但由于海洋溫差小，目前大多海洋溫差能熱力發電系統的熱效率較低。通過熱力學第一定律對有機朗肯循環的分析，發現影響蒸汽動力朗肯循環的重要參數是透平(渦輪機)的蒸汽入口壓力、入口溫度和凝汽器冷凝壓力。海洋表層海水溫度在相同緯度時變化很小，因而系統溫差主要受制于海洋表層海水溫度，同時，又難以通過提高透平入口壓力改善系統循環熱效率。換句話說，單一熱源很難提高海洋溫差能熱力發電循環系統的熱效率，本申請提供了一種溫差能聯合循環系統。

2.技術方案

為了達到上述的目的，本申請提供了一種溫差能聯合循環系統，包括依次連接的冷凝器、循環泵、預熱器、蒸發器和汽輪機，所述汽輪機與所述冷凝器相連接。

本申請提供的另一種實施方式為：所述冷凝器與冷海水相連接，所述預熱器與溫海水相連接。