[发明专利]海洋能聚能方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种海洋能聚能方法及装置。

技术背景

面对日益严重的能源紧缺以及日趋严重的环境污染，人们对于开发可再生、洁净能源技术越来越关注，而海洋能给我们人类提供巨大的能源来源。为了保证人类所需的能源得到稳定而持久的供应，世界各国均在努力使能源结构从单一的常规能源向多种新能源过渡。广阔的海洋占了地球表面积的70％，集中了97％的水量，蕴藏着大量的能源，其中包括波浪能、潮汐能、温差能、盐差能等。(1)波浪能是指海洋表面波浪所具有的动能和势能.波浪的能量与波高的平方、波浪的运动周期以及迎波面的宽度成正比，实际上波浪功率的大小还与风速、风向、连续吹风的时间、流速等诸多因素有关，故波浪能是海洋能源中能量最不稳定的一种能源。(2)目前潮汐能的应用技术比较成熟，因为其研究已有很多年历史，英国、法国、加拿大和俄罗斯不少电站开发规划和设计论证已长达几十年，最长的已有七八十年。20世纪60年代第一个商业性电站在法国建成，70年代潮汐发电技术开始进入以大规模商业性生产为目的、以降低造价为目标的科研论证阶段，潮汐发电技术在海洋能开发技术中走在最前列。(3)海水温差能是指涵养表层海水和深层海水之间水温差的热能，是海洋能的一种重要形式。低纬度的海面水温较高，与深层冷水存在温度差，而储存着温差热能，其能量与温差的大小和水量成正比。温差能利用的最大困难是温差大小，能量密度低，其效率仅有3％左右，而且换热面积大，建设费用高，目前各国仍在积极探索中。(4)盐差能是指海水和淡水之间或两种含盐浓度不同的海水之间的化学电位差能，是以化学能形态出现的海洋能。主要存在与河海交接处。同时，淡水丰富地区的盐湖和地下盐矿也可以利用盐差能。盐差能是海洋能中能量密度最大的一种可再生能源。但总体上，对盐差能这种新能源的研究还处于实验室实验水平，离示范应用还有较长的距离。目前海洋能利用情况来看，虽然海洋能的能量非常大，但是能被人们所利用的却非常少，人们所设计的海洋能能量转换装置种类非常多，但是能真正有效的装置还没有，原因就在于海洋能的能流密度比较小，且海洋能具有不稳定的特性。典型的对海洋能进行聚能的方法有波浪能或潮汐能利用渐缩通道将海水送到一定高度形成势差的方法。但是利用这种方法来提升海水的高度是有限的，因此仅依靠提升高度的海水势差来聚能方法还远远不够。分析当前的海洋能开发利用现状不难看出，要想使能流密度比较小的海洋能大幅度提高能量密度，设计一种有效的聚能装置对开发利用海洋能至关重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种海洋能聚能方法及装置，利用海洋能形成的高位水与地面间的水位差，通过聚能装置产生高压水，用于反渗透海水淡化或发电等。

本发明是在海边修筑一高位蓄水池，且高位蓄水池高出海平面一定高度。利用海洋潮汐差或波浪能通过收缩通道，将大海的海水引入高位蓄水池。本海洋能聚能装置固定安装在地面，装置包括海水进水和出水系统、待升压海水输送系统、聚能设备、海水排放系统等。通过装置的海水进水系统，将高位蓄水池内的海水引进装置，并驱动聚能设备，聚能设备制造高压海水，高压海水可用于海水淡化或发电。排水系统主要用于排出聚能设备内和其他设备内的海水以保证装置的连续运行。

所述的装置包括海水进口和出口系统、待升压海水输送系统、聚能设备、海水排水系统，通过装置的海水进水系统，将高位蓄水池内的海水引进装置，并驱动聚能设备，聚能设备制造高压海水，高压海水可用于海水淡化或发电。排水系统主要用于排出聚能设备内和其他设备内的海水以保证装置的连续运行。

所述的海水进水和出水系统中高位蓄水池[41]的海水都是通过海水进口[1]进入装置内，装置内的作业海水都是通过海水排出口[33]排到海里。

所述的安装于地面的装置的待升压海水输送系统由海水进水口、阀门、海水过滤器、海水储存罐、活塞缸组成，海水进水口通过管道与阀门、海水过滤器、左侧阀门、海水储存罐、阀门、活塞缸、阀门及高压海水储存罐依次连接；海水进水口通过管道与阀门、海水过滤器、右侧阀门、海水储存罐、阀门、活塞缸、阀门及高压海水储存罐依次连接。

所述的装置开始运行之前，利用高位蓄水池的静压差，将海水引入装置内，并通过进一步过滤，最后送入活塞缸和高压海水储存罐内；在装置开始运行之后，保证一活塞缸和另一活塞缸在升压过程前是充满海水的。