[发明专利]一种高效混合式海洋温差发电系统

说明书

技术领域：

本发明涉及一种利用海洋能发电的装置，特别涉及一种利用海洋温差进行 高效发电的混合式发电系统。

背景技术：

能源是人类社会存在与发展的物质基础，海洋能则是新能源的重要组成部 分，是一种蕴藏量极大的可再生能源。海水温差能是一种重要的海洋能，可再 生，清洁无污染，储量丰富。它是指海洋表层海水和深层海水之间水温之差的 能量。利用这一温差可以实现热力循环并发电。混合式海水温差能发电系统结 合了闭式循环与开式循环的共同优点，既可发电，又可产生淡水，还可以开展 各种综合利用，发展前景十分广阔。

目前，海洋温差发电可分为三种不同的系统即封闭式循环、开放式循环及 混合式循环。

封闭式循环系统利用低沸点的工作流体作为媒体。其工作原理是：当温海 水泵将温海水抽起，并将其热源传导给蒸发器内的工作流体，而使其蒸发。蒸 发后的工作流体在涡轮机内绝热膨胀，以此推动涡轮机的叶片而达到发电的目 的。封闭式循环系统的能源转换效率约在3.3～3.5％间。若扣除泵的能源消耗， 则净效率约在2.1～2.3％间。

开放式循环系统直接使用温海水。先将温海水导入真空状态的蒸发器，使 其部分蒸发。水蒸气在低压涡轮机内进行绝热膨胀，做完功之后，即引入冷凝 器，由冷海水冷却成液体。开放式系统的能源转换效率为高，但发电的装置容 量较小，不太适合于大量发电。

混合式系统的温海水先经闪蒸器蒸发，使其中一部分转变为水蒸气，随即 将蒸气导入第二个蒸发器(一种蒸发器与冷凝器的组合设备)。水蒸气在此被 冷却，并释放潜能，此潜能再将低沸点的工作流体蒸发。该系统可以避免温海 水对热交换器所产生的生物附着。

总的来说，当前海洋温差能发电系统效率偏低，投资成本高，因此世界各 国都在积极研制热效率更高、容量更大、体积更小、投资更低的新型海洋温差 能发电系统。

发明内容：

本发明针对上述各种利用海洋温差进行发电的系统所存在的效率低、成本 高的问题，而提供一种环保、高效率的复合式海洋温差发电系统。

为了得到上述目的，本发明采用的技术方案：

一种高效混合式海洋温差发电系统，该系统包括太阳池、脱气器、闪蒸气、 蒸发器、太阳能集热器、涡轮发电机以及冷凝器；所述太阳池通过太阳辐射对 温海水加热，升温后的海水送入脱气器中脱气，脱气后的海水进入闪蒸器进行 低压闪蒸分成浓海水和闪蒸气，该浓海水流出；同时闪蒸气进入蒸发器与液体 工质进行冷凝交换，闪蒸气液化成淡水回收利用，加热后的液体工质再经太阳 能集热器加热汽化，并进入涡轮发电机做功发电，做功后的工质通过冷凝器冷 凝，再送入蒸发器循环利用。

所述太阳池为一蓄盐水池，其包括保温层和贮热层；所述保温层为蓄盐水 池表面的清水；所述贮热层为蓄盐水池底层较浓或饱和的盐水溶液，同时池底 设置成吸热性能好的黑色；所述温海水由温水泵引入池中由底部的贮热层加热 后送入脱气器中。

所述所述脱气器有三个通路，海水进口连接太阳池，吸入经太阳池加热后 的海水，气体由脱气器顶端的气体出口放出，温海水由脱气器底端的海水出口 进入闪蒸器。

所述闪蒸器包括温海水进口、闪蒸汽出口和浓海水出口；所述温海水进口 与脱气器海水出口通过管道连接，闪蒸汽出口位于闪蒸器顶部，通过管道与蒸 发器进口连接，浓海水出口位于闪蒸器底端通入海里。

所述蒸发器、太阳能集热器、涡轮发电机以及冷凝器依次连接组成一循环 系统，并通过液体工质实现能量的相互转换。

所述太阳能集热器上还可设置一蓄热器，该蓄热器采用热管强化传热，并 用高效蓄热材料储热。

所述冷凝器通过冷水泵抽取冷海水对经过其的工质进行冷凝，并将冷凝后 的工质通过工作流体泵送入蒸发器。

根据上述技术方案得到的本发明通过采用太阳池与聚焦型太阳能集热器 使得温海水的温度先得到提高，提高循环工质冷热源温差，从而提高系统循环 效率，实际效率可达到12％左右，促进其实用化；同时系统还将在太阳能集热 器的基础上增加蓄热器，白天通过利用太阳能集热器对热机工质进行加热并通 过相变材料进行蓄热，当晚间太阳能热量不够时，调用蓄热材料贮存的热量来 补充传热，以有效提高效率。