直接傳熱式海水溫差發(fā)電裝置
- 作者:
- 安徽新天源建設(shè)咨詢有限公司
- 最后修訂:
- 2020-07-28 09:47:14
摘要:
海水溫差發(fā)電技術(shù),是以海洋受太陽能加熱的表層海水(25℃~28℃)作高溫?zé)嵩?,而?00米~l000米深處的海水(4℃~7℃)作低溫?zé)嵩?,用熱機組成的熱力循環(huán)系統(tǒng)進行發(fā)電的技術(shù)。從高溫?zé)嵩吹降蜏責(zé)嵩?,可能獲得總溫差15℃~20℃左右的有效能量。最終可能獲得具有工程意義的11℃溫差的能量。根據(jù)所用工質(zhì)及流程的不同,一般可分為開式循環(huán)、閉式循環(huán),目前接近實用化的是閉式循環(huán)方式。開式循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)主要由真空泵、冷水泵、溫水泵、冷凝器、蒸發(fā)器、汽輪機、發(fā)電機組等組成。真空泵將系統(tǒng)內(nèi)抽到一定真空,起動溫水泵把表層的溫海水抽入蒸發(fā)器,由于系統(tǒng)內(nèi)已保持有一定的真空度,所以溫海水就在蒸發(fā)器內(nèi)沸騰蒸發(fā),變?yōu)檎羝?。蒸汽?jīng)管道由噴嘴噴出推動汽輪機運轉(zhuǎn),帶動發(fā)電機發(fā)電。從汽輪機排出的廢汽進入冷凝器,被由冷水泵從深層海水中抽上的冷海水所冷卻,重新凝結(jié)為水,并排入海中,其冷凝水基本上是去鹽水,可以做為淡水供應(yīng)需要,但因以海水作工作流體和介質(zhì),蒸發(fā)器與冷凝器之間的壓力非常小,必須使用極大的透平,各種損耗大,目前沒有實用價值。閉式循環(huán)系統(tǒng)采用一些低沸點的物質(zhì)(如丙烷、異丁烷、氟利昂、氨等)作為工作流體,在閉合回路中反復(fù)進行蒸發(fā)、膨脹、冷凝。因為系統(tǒng)使用低沸點工作流體,蒸汽的壓力得到提高,系統(tǒng)工作時,溫水泵把表層溫海水抽上送往蒸發(fā)器,通過蒸發(fā)器內(nèi)的盤管把一部分熱量傳遞給低沸點的工作流體,例如氨水,氨水從溫海水吸收足夠的熱量后,開始沸騰并變?yōu)榘睔?,氨氣?jīng)過汽輪機膨脹作功,推動汽輪機旋轉(zhuǎn);汽輪機排出的氨氣進入冷凝器,被冷水泵抽上的深層冷海水冷卻后重新變?yōu)橐簯B(tài)氨,用氨泵把冷凝器中的液態(tài)氨重新壓進蒸發(fā)器,以供循環(huán)使用;閉式循環(huán)系統(tǒng)的優(yōu)點是可采用小型渦輪機,整套裝置可以實現(xiàn)小型化,海水不用脫氣,免除了這一部分動力需求;其缺點是蒸發(fā)器和凝汽器采用表面式換熱器,有換熱溫差損失,靠海水流動傳熱,換熱效率不高,傳熱能力小,并且換熱器體積巨大,金屬消耗量大,維護困難。
一種直接傳熱式海水溫差發(fā)電裝置主要包括蒸發(fā)器、膨脹機、冷凝器、工質(zhì)泵等;蒸發(fā)器液態(tài)工作流體進入管道是開放式的,液態(tài)工作流體直接與溫海水混合,蒸發(fā)器有溫海水進出水管;冷凝器氣態(tài)工作流體進入管道是開放式的,氣態(tài)工作流體直接與冷海水混合,冷凝器有冷海水進出水管;它還包括系統(tǒng)內(nèi)相連接的管道、附件及檢測控制裝置;直接傳熱式海水溫差發(fā)電裝置有保壓裝置;蒸發(fā)器中的高壓氣態(tài)工作流體通過管道進入膨脹機膨脹做功發(fā)電降溫降壓,低溫低壓氣態(tài)工作流體進入冷凝器,在冷凝器中與冷海水混合直接放熱給冷海水,同時工作流體液化,液態(tài)工作流體通過工質(zhì)泵壓入蒸發(fā)器與溫海水混合吸熱蒸發(fā)為高壓氣態(tài),這樣形成發(fā)電循環(huán)。工作流體采用難溶于水的低沸點物質(zhì)如丙烷等。該直接傳熱式海水溫差發(fā)電裝置沒有換熱溫差,熱利用率高,換熱效率很高,傳熱能力很大,沒有換熱元件,結(jié)構(gòu)簡單,成本低投資小,穩(wěn)定性好,易于維護。
采用接傳熱式海水溫差發(fā)電裝置,海水溫差從高溫?zé)嵩吹降蜏責(zé)嵩矗赡塬@得總溫差20℃~22℃左右的有效能量,最終可能獲得具有工程意義的約16℃溫差的能量,而且系統(tǒng)非常簡單。直接傳熱式海水溫差發(fā)電裝置突破海水溫差發(fā)電簡單化實用化關(guān)鍵技術(shù)瓶頸。
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