[发明专利]海洋热能转换系统

说明书

本发明涉及一种改进的海洋热能转换(OTEC)系统。

                    发明背景

常规的海洋热能转换(OTEC)系统通常分为三类：1.图1中所示的用于发电的闭合循环OTEC系统；2.图2中所示的首先用于发电其次用于生产淡水的开式循环OTEC系统200；3.图3中所示的首先用于发电其次用于生产脱盐水的混合循环OTEC系统300。下面详细讨论这三种常规的OTEC系统。

如图1中所示，液泵102将闭合循环中所含的工作流体泵入蒸发器104，在该处将吸入温水的热量从温水转移到工作流体中以产生工作流体蒸汽。流出蒸发器104的温水排入海中。工作流体蒸汽进入汽轮发电机106以便通过常规技术发电。工作流体蒸汽流出汽轮发电机106并冷凝在冷凝器108中，用冷海水作为吸热物质。然后将冷凝的工作流体反馈到进给泵中，以完成闭合循环。

图2中所示的开式OTEC系统200包括一个用于吸入温海水和输出水汽的闪蒸器202。其次，泵204泵抽从闪蒸器202排出的温海水。从闪蒸器202输出的水汽输入汽轮机206，后者连接发电机208以通过常规技术发电。水汽流出汽轮机而进入冷凝器210。常规的开式循环OTEC系统200使用表面冷凝器和直接接触冷凝器。表面冷凝器使两种流体(海水和纯水)分离而直接接触冷凝器并不分离。在常规的开式循环OTEC系统200中流出汽轮机206的水汽大部分进入一个直接接触冷凝器以便发电。常规的开式循环OTEC系统200使用一表面冷凝器，以冷凝由汽轮机206产生的水汽中的小部分成为淡水，用冷海水作为吸热物质。冷海水排出物用泵212从冷凝器210泵出。不凝物排出系统212除去不凝气体和一部分从汽轮机206输出的水汽。在上述开式OTEC系统200中，利用汽轮机206和发电机208发电是主要产品而从冷凝器210输出脱盐淡水是次要产品。

图3中所示的混合循环OTEC系统300包括一个蒸发系统302，温海水输入该系统中，其中小部分蒸发入真空闪蒸器304。蒸汽冷凝在氨蒸发器306上，后者含有从泵308来的氨液。从闪蒸系统302来的蒸汽冷凝在氨蒸发器306上，产生脱盐水。氨蒸汽输入氨汽轮机/发电机310，以便用常规技术发电。然后将氨蒸汽冷凝在氨冷凝器312中。再冷凝的氨再循环到泵308中，以完成混合循环OTEC系统300中的闭合部分。

上述闭合循环和开式循环OTEC系统均使用独立的蒸发器和冷凝器。其次上述混合循环OTEC系统使用常规的蒸发系统302。本申请的改进的OTEC系统与上述三个系统相比，包括一种新颖的组合式蒸发器/冷凝器。该组合式蒸发器/冷凝器还包括多个蒸发器喷口和一个消雾器。本中请的OTEC系统还在每个蒸发喷口上方维持一恒定的低压。本申请的OTEC系统同时产生淡水作为主要产品。本申请的OTEC系统只发出足够的电作为次要产品，来操作OTEC系统本身。

                     发明概要

本发明的一个目的是提供一种改进的海洋热能转换(OTEC)系统。

本发明的另一目的是提供一种混合式海洋热能转换(OTEC)系统，该系统接受温海水，在接受的温海水的自然深度处蒸发工作流体以产生工作蒸汽，从工作蒸汽产生能量，将冷海水向上推到接受的温海水的自然深度，并利用该冷海水冷凝工作蒸汽。

本发明的又一目的是提供一种混合式OTEC系统，该系统接受温海水，用接受的温海水蒸发工作流体以产生工作蒸汽，从工作蒸汽产生能量，使水源分解为氢气和氧气，接受氢气而用于发电，并接受氧气而使煤气化以产生甲烷。

本发明的这些目的是通过提供一种包括能量产生装置和泵抽装置的混合式海洋热能转换(OTEC)系统来完成的，该能量产生装置用于接受温海水，在接受的温海水的自然深度处蒸发工作流体以产生工作蒸汽，并以工作蒸汽产生能量；而该泵抽装置用于将冷海水向上推到接受的温海水的天然深度，并用该冷海水冷凝工作蒸汽。

本发明的这些目的是进一步通过提供一种包括能量产生装置、水的分解装置、氢燃烧装置和煤气化装置的混合式海洋热能转换(OTEC)系统来完成的，该能量产生装置用于接受温海水，利用接受的温海水来蒸发工作流体以产生工作蒸汽并从该工作蒸汽产生能量；该水的分解装置用所述能量产生装置产生的能量驱动，用于分解水源成为氢气和氧气；该氢燃烧装置用于接受氢气并用于发电；而该煤气化装置用于接受氧气并用于使煤气化以产生甲烷。