[发明专利]低温差动力源装置

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种利用低温差提供动力的装置，尤其是其中的高温源也低于摄氏80度的低温温差源类的新能源动力装置；本装置特别适合于深海岛礁、船舶、潜艇(本装置工作时不消耗空气，热源管道可以采用透明的有机材料)、海上平台等物质补充困难的场合提供动力，也适合距离深海比较近的陆地作为环保低碳能源(如东南亚很多国家、日本东海岸、美洲西海岸、非洲西海岸等地)，甚至适合应用于南极圈、北极圈等极端气候地区，是一款实用的环境友好型动力源。

背景技术

目前，公知的温差能源装置一般适合于温度差高于摄氏60～70度的场合，较低温差的热量交换通常难以提供令人满意的有效输出，或者是装置成本高、效率低、运行消耗大等不足。

发明内容

为了克服现有的温差动力装置在低温差源及满意输出方面不足，本发明提供一种低温热源型的动力装置，能实现降耗、环保的目的，即使在南、北极等极端地区或冬季某些地区也可以得到令人欣喜的动力输出。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一个或若干个承压密封腔体，另有热端换热器、压差动力转换器、冷端换热器、合适的温差动力转换工质，以及管道、阀门、液体泵、高压泵、储存罐和可能的控制单元，实现较低温差的两个温度源的热量交换转化为动力的转换。

在有足够温差源的地方，如较深的海洋地区，热源为摄氏15度～45度的表层、浅层海水、或者海面的暖空气、或者温暖洋流；冷源为深度大于150米的水域，因为没有阳光带来的热量补充，同时热体辐射消耗热量，静止水的热传导能力差，以及水的密度最大点不是冰点的物理特性(水温继续降低时密度降低，会在上浮对流后，混合上层稍高温度的水，继续维持密度最大的温度)，水温会常年保持在最大密度的摄氏0～4度附近，即使是赤道的深水海域也是类似；

在海水中特别是在深海海岛上应用时，冷热源的距离比较远，需要减少热量在传递过程的损失，管道可以使用绝热效果较好的泡沫化硅胶，或类似的低热传导系数、可以承受压力、耐腐蚀、足够轻便、成本低廉的材料，添加编织复合纤维之类作为骨架，或附着在钢缆、复合纤维缆绳上，使管道可以承受或者无需承受比较大的拉力；同时管道外覆有螺旋形或其他形状的坚硬材料保护；

可以直接抽取冷、热源海水，但需要解决管道内壁生物附着生长后，增加阻力的问题，可以在管道内壁涂布可以阻止海洋生物附着生长的材料；也可以是密封的管道，密封管道末端使用高热传导率的耐腐蚀金属材料或足够强度的新型导热材料(比如导热陶瓷等)，构成有足够功率的热量传递结构，热量传递结构表面涂布氧化亚铜之类，可以阻止海洋生物附着生长的成分(可能仍需要清除维护)，或者粘附导热率比较高的薄层复合薄膜(比如掺有石墨粉末、金属/合金粉末的有机/无机薄膜)，含有阻止生物附着生长的成分，定期剥除更换，内部使用浓盐水作为热量传递工质，足够浓度的盐水可以抑制一般生物在管内的生长，即使管道泄漏，浓盐水也不会造成生态破坏，添加乙醚之类的可以降低粘稠度、降低密度的溶剂，降低管道内热量传递工质运动的阻力，在设计上注意管道内壁口径形状尽量减少变化降低损耗；需要注意的是浓盐水的密度大于普通海水，密封管道比较长，在足够深度时会因为与海水的密度差，导致较大的压力差，所以管道、管道终端的热传递结构均需要考虑承受压力；冷热源的使用量巨大(100MW的热量转换，按摄氏6度温度差计算，每小时需要1.5万吨海水)，同时考虑到维护问题，固定地点的本装置，冷源或热源的部分管道及末端热量交换结构，由一条专门用途的抗风浪工作船拖曳在小范围移动，工作船的动力可以由本装置提供，甚至整套装置就安装在工作船上，然后向较远的地方传递动力，或者就此收集并储存能源；