[发明专利]新型海水淡化温差发电联合装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种海水温差发电装置，尤其是一种新型海水淡化温差发电联合装置。

背景技术

海水温差发电技术，是以海洋受太阳能加热的表层温海水（25℃～28℃）作高温热源，而以500米～l000米深处的冷海水（4℃～7℃）作低温热源，用热机组成的热力循环系统进行发电的技术。从高温热源到低温热源，可能获得总温差15℃～20℃左右的有效能量。最终可能获得具有工程意义的11℃温差的能量。根据所用工质及流程的不同，一般可分为开式循环、闭式循环，目前接近实用化的是闭式循环方式。开式循环发电系统主要由真空泵、冷水泵、温水泵、冷凝器、蒸发器、汽轮机、发电机组等组成。真空泵将系统内抽到一定真空，起动温水泵把表层的温海水抽入蒸发器，由于系统内已保持有一定的真空度，所以温海水就在蒸发器内沸腾蒸发，变为蒸汽。蒸汽经管道由喷嘴喷出推动汽轮机运转，带动发电机发电。从汽轮机排出的废汽进入冷凝器，被由冷水泵从深层海水中抽上的冷海水所冷却，重新凝结为水，并排入海中， 其冷凝水基本上是去盐水，可以做为淡水供应需要，但因以海水作工作流体和介质，蒸发器与冷凝器之间的压力非常小，必须使用极大的透平，各种损耗大，目前没有实用价值。闭式循环系统采用一些低沸点的物质（如丙烷、异丁烷、氟利昂、氨等）作为工作流体，在闭合回路中反复进行蒸发、膨胀、冷凝。因为系统使用低沸点工作流体，蒸汽的压力得到提高，系统工作时，温水泵把表层温海水抽上送往蒸发器，通过蒸发器内的盘管把一部分热量传递给低沸点的工作流体，例如氨水，氨水从温海水吸收足够的热量后，开始沸腾并变为氨气，氨气经过汽轮机膨胀作功，推动汽轮机旋转；汽轮机排出的氨气进入冷凝器，被冷水泵抽上的深层冷海水冷却后重新变为液态氨，用氨泵把冷凝器中的液态氨重新压进蒸发器，以供循环使用；闭式循环系统的优点是可采用小型涡轮机，整套装置可以实现小型化，海水不用脱气，免除了这一部分动力需求；其缺点是有效发电温差小，蒸发器和凝汽器采用表面式换热器，有换热温差损失，靠海水流动传热，换热效率不高，传热能力小，并且换热器体积巨大，金属消耗量大，维护困难。

发明内容

为了克服海水温差开式循环发电系统以海水作工作流体和介质，蒸发器与冷凝器之间的压力非常小，必须使用极大的透平，各种损耗大，目前没有实用价值的不足，以及为了克服海水温差闭式循环系统有效发电温差小，蒸发器和凝汽器采用表面式换热器，有换热温差损失，靠海水流动传热，换热效率不高，传热能力小，并且换热器体积巨大，金属消耗量大，维护困难的不足, 本发明提供一种新型海水淡化温差发电联合装置，该新型海水淡化温差发电联合装置由开式热泵装置、海水冷冻淡化装置和直接传热式海水温差发电装置三部分联合组成；开式热泵装置不采用表面式换热器，热冷传递过程中冷媒作开式循环，冷媒与水直接接触并发生气液相变进行热交换，无换热温差损失，低压液态冷媒直接接触海水，通过蒸发吸热同时海水动态制冰淡化，加压气态冷媒直接接触冷水通过冷凝放热；海水冷冻淡化装置采用直接接触动态制冰，冰晶经洗涤再入蓄冰装置；直接传热式海水温差发电装置采用双开式循环发电系统，采用一些难溶于水的低沸点的物质如丁烷等作为冷媒，利用温海水与冰的温差，在开式回路中反复进行蒸发、膨胀、冷凝，液态冷媒在发电蒸发器中与温海水直接混合换热，气态冷媒在发电冷凝器中与冰水直接混合换热；这样达到使该新型海水淡化温差发电联合装置发电可利用温差大，没有换热温差，热利用率高，换热效率很高，传热能力很大，没有中间换热元件，结构简单，成本低投资小，发电稳定性好，易于维护，并且副产淡水，还可以大规模利用风电制冰蓄能的目的。