[实用新型]一种低温型有机朗肯循环海洋温差能和空气能联合发电装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种新能源联合发电装置，特别是涉及一种低温型有机朗肯循环海洋温差能和空气能联合发电装置，属于电力设备领域。

背景技术

海洋是地球上最大的太阳集热器，太阳辐射到地球表面的能量相当于80万亿千瓦，平均每平方米从太阳接受的能量有一千瓦左右，而海洋面积占地球总面积的71％，因此可以说海洋是地球上最大的太阳集热器,6000万平方公里的热带海洋平均每天吸收的太阳能相当于2500亿桶石油所含的热量。太阳注入地球表面的能量大约2/3用于加热海面表层海水，吸收太阳热能的海洋表面温度较高,而一定深度海水温度较低，南北纬度在20度以内的热带海洋表面及深层之间温差超过20℃以上；理论上热水温差在16.6℃即可用于发电，因此，可以利用海洋表面和海洋深处的温度差来发电。据计算南北纬20度之间的海洋洋面，要将其中一半用来发电，水温仅平均下降1℃，能获得600亿kW的电能，相当于目前全世界所产生的全部电能。此外，海洋温差能的优势就在于它可以提供稳定的电力，如果不考虑维修，这种电站可无限期地工作。同时，海洋温差能在发电富余的情况下，还可以制氢并送回陆地。

我国是海洋大国，大陆海岸线长达18000km，500m²以上的岛屿有6961个，有淡水资源的海岛约490个，海岛海岸线14000km。大多数岛屿的能源及淡水供应依靠大陆运送，且电力联网困难。其中，我国南海诸岛海洋温差能利用最具潜力，南海诸岛水深大于800米的海域约140万～150万平方公里，位于北回归线以南，太阳辐射强烈，表层和浅层水温均在25℃以上，500～800米以下的深层水温在5℃以下。据初步计算，南海温差发电可开发利用的装机容量高达13.21-14.76亿千瓦，若能因地制宜的开发可再生能源，对岛屿的经济发展必将产生积极的影响。同时，温差能装置可以提供方便的电力和淡水。

当今海洋温差发电（OTEC）的主要方式有闭式循环装置和开式循环装置，开式循环装置的主要困难是低压汽轮机的效率太低而无法商业化，闭式循环装置最为成熟，但也因为设备成本较高而无法实现商业应用。闭式循环装置的主要组件包括蒸发器、冷凝器、汽轮机、工质泵以及温海水泵与冷海水泵。此装置中所有泵的动力消耗占了相当大的一部分发电功率，当海洋温差发电设备电功率为1MW时，自用电约占50%，当电功率为l00MW时，自用电仍需占20%。

实用新型内容

实用新型目的：为解决上述的问题，本实用新型提拱了一种成本低廉、发电效率高的低温型有机朗肯循环海洋温差能和空气能联合发电装置。

技术方案：本实用新型提供了一种低温型有机朗肯循环海洋温差能和空气能联合发电装置，包括水泵以及依次连接成环的工质泵、蒸发器、热功动力转换机械、冷凝器；所述蒸发器上设有热源管道，所述冷凝器上设有冷源管道；所述水泵设于冷源管道上。

作为另一种改进，还包括空气热蒸发器，所述空气热蒸发器进液管和出液管均设于蒸发器和热功动力转换机械之间。

作为进一步改进，还包括第一阀门、第二阀门、第三阀门，所述第一阀门设于空气热蒸发器的进液管和出液管之间，所述第二阀门设于空气热蒸发器的进液管上，所述第三阀门设于空气热蒸发器的出液管上。

作为进一步改进，还包括集水装置，所述集水装置设于空气热蒸发器下。在空气热蒸发器和空气冷凝器上冷凝下来的淡水可作为生活用水。

作为另一种改进，还包括空气冷凝器，所述空气冷凝器进液管和出液管均设于热功动力转换机械和冷凝器之间。

作为进一步改进，还包括第四阀门、第五阀门、第六阀门，所述第四阀门设于空气冷凝器的进液管和出液管之间，所述第五阀门设于空气冷凝器的进液管上，所述第六阀门设于空气冷凝器的出液管上。

作为另一种改进，所述热功动力转换机械为汽轮机或膨胀机。

作为进一步改进，所述膨胀机为涡旋式膨胀机、螺杆式膨胀机、离心式膨胀机或活塞式膨胀机。

作为另一种改进，所述低温型有机朗肯循环海洋温差能和空气能联合发电装置采用临界温度100℃以下、沸点在-40℃以下的介质作为循环工质。采用这样的工质具有不破坏臭氧层、化学性稳定的优点，同时这样的工质其凝固温度小于设备循环中所有回路中的工质最低凝固温度。

作为进一步改进，所述工质选自丙烷和二氧化碳中的一种或两种。

作为另一种改进，还包括发电机（9），所述发电机（9）与热功动力转换机械（3）连接。