[发明专利]冷水获取系统

说明书

背景技术

目前，OTEC（海洋热能转换，Ocean Thermal Energy Conversion）使用冷水管从深海汲取冷水，该管必须放置在一般离地面至少5英里的海床上或必须悬置，OTEC管危险且昂贵，从而除非是非常理想的情况，否则OTEC没有商业可行性。

OTEC使用暖热带水与海面下通常至少1000米处的冷海水之间的温差，冷水被用于热机的冷凝器中。

空调工业也可利用深海中的冷水，且冷水还可用于海水养殖和低温度热法海水淡化。

因此，冷水的输运可以以多种不同的方式被使用，冷水使用的方式和与海岸的接近度将决定最佳引水方法，OTEC、低温海水淡化和氢气制造可在海上或在陆上实现，空调中使用的冷水多数情况下需要将水送回海岸。

发明内容

发明陈述

缆线系统将使用流线型容器从海底汲取冷水，关于新的缆线驱动的冷水获取系统有很多设计上的挑战；

适合于商业OTEC的容器必须很大，因此需要大船支撑容器及顶部结构，并且必须将水泵送通过空气，从而显著地增加了所需的工作量，因此冷水必须在水下输运至其目的地。

在不使用能量节省思想的情况下，缆线系统的能量消耗可能需要过多的电能。

与将容器留在水中相比，将冷水从水中提升出来将要求缆线更加坚实。

排空和填充单个容器可能耗费太长时间，因此持续地并快速地输运水的方法是关键的。

使用高速泵送将浪费能源，因此公开了一种在不使用电力的情况下快速地填充和排空容器的方法。

使用缆线及保持在吊笼中的袋子（bag）可汲取冷水，然后通过缆线拉上来。缆线系统在每个缆线上可具有多个袋子。冷水重量只比海面水的重量稍重，因此缆线不必很坚实就能将很大量的水提升至海面。

顶部结构是浮式结构，具有水下联接结构且具有位于船上的昂贵构件。出于经济利益和防止暴风雨损害，顶部结构可以是永久和半永久结构的混合结构。用来提供商业水量所需的容器很大，因此处理这些容器需要过大的船或浮式平台；与船相比，“空气提升袋”或泡沫填充的模块耐用且廉价，且可支持大的重量，还可长期、包括在暴风雨期间留置于海洋中，且它们的损失与平台的损失相比可忽略，且它们的初始基本建设投资非常低。与浮力船不同，所述空气提升袋或所述泡沫填充的模块还可下沉或甚至永久保持在输水管线下方，从而它们在缆线保持在海底处时永久施加升力，从而形成不会上下摆动的缆线系统。

门敞开时在水中拖行的容器由于容器在水中拉动时被填充水，因而不需要使用泵，容器不是必须是空的或充满的，更多情况是容器在水中拖行的同时更换水。本申请描述了各种创造性，旨在减少泵送费用、降低附加消耗，使OTEC系统生产力更高，且通过使用模块而不使用船或油井设备来保持缆线，以减少顶部结构，从而将冷水系统的损害或损失风险减到最小。

说明/优选结构特征—构件和思想的关键词

潜水容器

潜水容器被固定于缆线并用于收集冷水，其优选结构特征包括：

所述潜水容器是刚性容器且至少一侧可接触，或刚性容器且内部具有隔膜，从而所述刚性容器在排水过程中可被填充表层海水、盐水或废冷水中的至少一个；

所述潜水容器是固定于缆线的袋子或者袋子及吊笼，或保持在一个吊笼中的两个袋子（其中一个用于被填充废水，另一个排出新冷水）。

刚性容器必须配置可移动部分、例如注射器（syringe）或配置通气装置（snorkel），使得它在海面上不形成真空；如果容器配置可移动部分，则该部分可像注射器一样动作，但可包括或不包括活塞，且可构成或不构成所述容器的一侧，即，该可移动部分可被保持和支撑在刚性容器内而不充当容器侧中的一个。

容器可敞开门通过在水中拖行来被填充，或敞开门然后驱动隔膜来被填充。如果容器是袋子，可简单地敞开门并通过在水中拉动所述袋子来将其填充。袋子在水中经过时将敞开并充水。

隔热部可以是聚苯乙烯凝胶或玻璃纤维或陶瓷材料。在至少一端部上的滑动门和齿条齿轮机构通过简单地敞开容器的门来使门敞开，潜水模块尤其在容器处于移动中时将被填充冷水。通过在各端部处的门和通过容器移动，容器将冲掉其内容物并被填充新冷水，然后门关闭，容器将返回海面。容器重量通过聚苯乙烯隔热部来平衡。

容器在其至少一端部处可配置阀或滑动门，使用滑动门将使更多水能够快速进入；替代性地，海水泵将来回驱动隔膜或填充袋子，或者隔膜将通过单向阀而非通过门来吸入盐水。