[發明專利]一種可調閉式海洋溫差能發電系統

有效

• 申請號: 202110115630.3
• 申請日: 2021-01-28
• 公開（公告）號: CN112664419B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 李斌;徐明海;張理;黃世苗
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）;南方海洋科學與工程廣東省實驗室（湛江）
• 主分類號: F03G7/05
• 分類號: F03G7/05;F01D15/10
• 代理公司: 北京圣州專利代理事務所(普通合伙) 11818
• 代理人: 王振佳

本發明公開了一種可調閉式海洋溫差能發電系統，包括冷海水輸送機構、蒸發器、冷凝器、汽輪機、進液管道、換熱盤管、出氣管道、溫控機構以及升降機構，升降機構與換熱盤管相連接，溫控機構固定于固定浮標上，溫控機構設置于升降機上；換熱盤管的兩端分別與進液管道和出氣管道相連接，出氣管道與汽輪機相連接，汽輪機與冷凝器相連接，冷凝器與進液管道相連接，進液管道上設置有供液泵，冷凝器與冷海水輸送機構相連接。采用上述結構的一種可調閉式海洋溫差能發電系統，將現有的蒸發過程通過換熱盤管直接與空氣或溫海水進行熱交換，降低系統循環所需消耗的泵功，提高發電效率。

技術領域

本發明涉及海洋溫差發電技術領域，尤其是涉及一種可調閉式海洋溫差能發電系統。

背景技術

自上世紀20年代人們就開始了對海洋溫差能開發利用的探索，并根據朗肯循環的原理對不同規模的海洋溫差能發電系統進行了實驗測試和實際投產。根據所用工質及流程的不同，海洋溫差能發電系統的主要形式有三種，分別為開式循環系統、封閉式循環系統及混合式循環系統，目前最常用的系統為封閉式循環系統。

在封閉式循環系統中，工質的循環依舊以朗肯循環作為基礎，但工質由水換成了低沸點工質如R134a，高溫熱源和低溫熱源分別換成了海洋表面的溫海水和在海下一定深度處的冷海水。海洋表面的溫海水由溫海水泵升壓通過溫海水管道進入蒸發器，在蒸發器中與工質R134a進行換熱，R134a在蒸發器S中定壓吸熱，由過冷液態分別經過飽和液狀態、飽和蒸汽狀態最終變為過熱蒸汽。過熱蒸汽在汽輪機T內絕熱膨脹做功，從汽輪機排出的做過功的乏汽在冷凝器內定壓向冷海水放熱，冷凝為飽和液態，這一過程是定壓過程同時也是定溫過程。冷海水在海下1000m左右的深度處獲得，經過布置了保溫層的冷海水管道，由冷海水泵送至冷凝器中，與乏汽進行定壓換熱。凝結后的工質在給工質泵內的絕熱壓縮過程，壓力升高后的未飽和液體再次進入蒸發器完成循環。

因為溫海水和冷海水的溫差較小，所以循環的熱效率較低。取溫海水的過程需要消耗泵功大，且實際溫海水溫度浮動較大，當日照充足時，海面溫度高于海水溫度，而夜晚海水溫度高于海面之上的溫度，取淺水區海水進行與冷海水進行熱交換，大大影響熱交換的溫度，這一過程大大降低了海洋溫差能發電系統的發電效率。

發明內容

本發明的目的是提供一種可調閉式海洋溫差能發電系統，將現有的蒸發過程通過換熱盤管直接與空氣或溫海水進行熱交換，降低系統循環所需消耗的泵功，提高發電效率。

為實現上述目的，本發明提供了一種可調閉式海洋溫差能發電系統，包括冷海水輸送機構、冷凝器、汽輪機、進液管道、換熱盤管、出氣管道、溫控機構以及升降機構，所述升降機構設置有至少兩個，所述升降機構包括固定浮標、連接板以及升降機，所述升降機固定于所述固定浮標上，所述升降機通過連接板與所述換熱盤管相連接，所述溫控機構固定于所述固定浮標上，所述溫控機構包括控制器、空氣溫度傳感器以及海水溫度傳感器，所述海水溫度傳感器和所述空氣溫度傳感器均與所述控制器相連接，所述控制器與升降機連接；

所述換熱盤管的兩端分別與進液管道和出氣管道相連接，所述出氣管道與所述汽輪機相連接，所述汽輪機與所述冷凝器相連接，所述冷凝器與所述進液管道相連接，所述進液管道上設置有供液泵，所述冷凝器與冷海水輸送機構相連接。

優選的，所述冷海水輸送機構包括取水管道、排水管道以及冷海水泵，所述冷海水泵設置于所述取水管道上，所述取水管道和所述排水管道均與冷凝器相連接。

優選的，所述取水管道、所述進液管道和所述出氣管道均設置有保溫層，所述進液管道、所述換熱盤管以及出氣管道內的工質為有機工質R134a。

優選的，所述升降機為絲杠升降機，所述絲杠升降機的絲杠與連接板螺紋連接。

優選的，所述空氣溫度傳感器固定于所述固定浮標的上方，所述海水溫度傳感器固定于所述固定浮標的側面，所述空氣溫度傳感器采集到的空氣溫度和所述海水溫度傳感器采集到的海水溫度輸送至控制器進行判斷。