專利名稱：一種利用海洋溫差發電的方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及海洋溫差能利用領域，具體是一種風能熱泵伴隨加熱的海洋溫差發電的方法及裝置。
背景技術：
熱帶區域的海洋表層與幾百至上千米深處存在著基本恒定的20 25°C的溫差， 這就為發電提供了一個總量巨大且非常穩定的冷熱源。海洋溫差發電(OTEC)的基本原理就是利用海洋表面的高溫海水加熱低沸點工質并使其汽化，或通過降壓使海水汽化以驅動汽輪機發電。同時利用從海底提取的低溫海水(4 6°C)將做功后的排氣冷凝，使之重新變為液體。目前，全世界海洋溫差能的理論估計儲存量為100億千瓦，所以OTEC被1981年聯合國新能源和可再生能源會議確認為所有海洋能轉換系統中最重要的。我國南沙、西沙群島遠離大陸，電力聯網困難，然而那里太陽日照強烈，溫差能利用最具潛力。據初步計算，南海溫差能資源技術上可開發利用的裝機容量高達13. 21 14. 76億千瓦，若能因地制宜的加以利用，不僅對島嶼的經濟發展產生積極的影響，還能夠為海上工程作業、采油、海防甚至沿海城市提供便利的電能，因此發展海洋溫差能發電技術具有重要意義。目前海洋溫差發電的主要方式有三種即閉式循環系統、開式循環系統以及綜合了兩者優點的混合式循環系統。這三種循環系統技術上以閉式循環方案最接近商業化應用。如圖1所示是現有技術的閉式循環海洋溫差發電的系統流程圖，來自海洋表層的表層高溫海水A先在蒸發器14內將熱量傳給丙烷等低沸點工質，使之蒸發，工質蒸發變成蒸汽推動蒸汽透平6中的汽輪機做功，汽輪機排出的工質再進入冷凝器8，被幾百米深的深層低溫海水B冷卻后重新變為液態，然后再用工質泵2把液態工質輸送進蒸發器14，以實現循環使用。具體流程如下首先，工質泵2抽取貯液筒1內的液態丙烷等低沸點工質進入蒸發器14，蒸發器14內通過高溫海水泵3抽入表層高溫海水A，表層高溫海水A與液態丙烷換熱，使得液態丙烷在蒸發器14內汽化、成為丙烷蒸汽，換熱后的表層高溫海水A排入海洋 C。丙烷蒸汽進入蒸汽透平6，推動汽輪機做功，使之產生機械能，發電機7再將機械能轉換為電能。之后，汽輪機排出的丙烷蒸汽進入冷凝器8，冷凝器8通過低溫海水泵15抽取的深層低溫海水B，將丙烷蒸汽冷凝液化為液態丙烷，液態丙烷保存在貯液筒1中，深層低溫海水B與丙烷蒸汽換熱后排入海洋C。現有的海洋溫差發電裝置運行結果表明，由于表層高溫海水A和深層低溫海水B 的溫差不大，即使采用低沸點的工質，海洋溫差發電系統的效率也極低。例如以丙烷為循環工質的海洋溫差發電系統中，即使表層海水溫度為30°C，深層海水溫度為4°C時，理想朗肯循環效率也只有約1。并且實際循環中還有管道閥門等部件的損失，因此可能使循環發出的電力還不足以維持工質泵和低溫海水泵的正常工作，這使海洋溫差發電系統一直難以得到推廣應用。
發明內容
本發明的目的在于在傳統的閉式海洋溫差發電系統的基礎上，提供一種利用風能發電驅動熱泵伴隨加熱的海洋溫差發電的方法及裝置，以提高發電效率。本發明所采用的技術方案是
一種利用海洋溫差發電的方法，用海洋表層的熱海水加熱低沸點工質，使之蒸發，送入汽輪機推動汽輪發電機組做功發電，汽輪機排出的工質乏氣用海洋深層的冷海水冷凝為液態，再用熱海水加熱，送入汽輪機，使之蒸發，推動汽輪機發電機組做功發電，如此循環，持續發電；還利用洋面風力發電，并用該電力驅動熱泵裝置，由熱泵裝置的媒質將工質的溫度進一步提高，增大工質體積膨脹率；由熱泵裝置的媒質將冷海水的溫度進一步降低，再用該低溫海水去冷凝工質乏氣，增強對工質乏氣的冷凝效果。所述低沸點工質是液氨或丙烷。所述熱泵裝置的媒質是二氟一氯甲烷。所述熱泵裝置的媒質將工質的溫度加熱至5(T65°C。由熱泵裝置的媒質將冷海水的溫度降低至1°C，再用該低溫海水去冷凝工質乏氣。一種海洋溫差發電裝置，包括
汽輪發電機組，由蒸汽透平和發電機組成，用于發電； 工質儲罐，用于儲存透平工質；
工質預熱器，具有工質進、出口和表層海水進、出口，其工質出口連接蒸汽透平的進口， 用于通過表層海水將工質加熱，使之蒸發；
工質泵，布置在工質儲罐和工質預熱器之間，其進口連接工質儲罐，出口連接工質預熱器，用于將工質泵入工質預熱器；
低揚程海水泵，連接工質預熱器，用于將表層海水泵入工質預熱器； 工質冷凝器，具有工質進、出口和深層海水進、出口，其工質進口連接蒸汽透平的排氣口，工質出口連接工質儲罐，用于將蒸汽透平排除的工質乏氣冷凝為液態，返回工質儲罐； 高揚程海水泵，連接冷凝器的海水進口，用于將深層海水泵入冷凝器，冷卻工質乏氣； 還包括熱泵裝置及其驅動裝置，所述驅動裝置是風力發電機，布置在沿海灘涂，利用洋面風力發電，所述熱泵裝置包括 冷媒儲罐，用于儲存冷媒；
壓縮機，由風力發電機驅動，用于壓縮冷媒，使其成為高溫冷媒； 工質再熱器，布置在工質預熱器和蒸汽透平之間，具有工質進、出口和冷媒進、出口，其工質進口連接工質預熱器的出口，其工質出口連接蒸汽透平的進口，其冷媒進口連接壓縮機的出口，由高溫冷媒將工質的溫度進一步提高；
氣動膨脹冷卻器，布置在工質再熱器的冷媒出口管道上，用于將加熱工質后的冷媒急
冷；
冷媒蒸發器，布置在冷媒儲罐與工質冷凝器之間，具有冷媒進、出口和深層海水進、出口，其冷媒進口連接工質再熱器的冷媒出口，其冷媒出口連接冷媒儲罐，其深層海水進口連接高揚程海水泵的出口，其深層海水出口連接工質冷凝器的深層海水進口 ；利用急冷后冷媒蒸發吸熱，使深層海水的溫度進一步降低。所述氣動膨脹冷卻器由若干個多個設置在冷媒管道中的孔板式節流元件構成，孔板式節流元件上設置有若干個節流孔。所述氣動膨脹冷卻器將加熱工質后的冷媒急冷至-20°C。所述熱泵裝置的壓縮機有備用電源。本發明所產生的有益效果是
本發明的利用海洋溫差發電的方法及裝置，在傳統的閉式海洋溫差發電系統(Ocean Thermal Energy Conversion Closed Cycle，CC-OTEC)的基礎上，利用海洋溫差能這一環保能源優勢的同時，利用風能發電驅動熱泵提高海洋溫差發電透平低沸點工質進口溫度同時降低冷源溫度，即利用海洋風能轉化為機械能、直接驅動熱泵系統內部的制冷劑進行蒸發和冷凝的熱循環，并從低溫海水中提出熱量來加熱海洋溫差發電蒸汽輪機進口處的工質。 本發明以海洋表面海水為熱源，海洋深層800米以下海水為冷源，同時利用風能發電帶動熱泵系統進一步加熱海洋溫差發電蒸汽透平進口處循環工質的溫度并降低冷海水的溫度， 增大了熱源和冷源的溫差，與現有技術的海洋溫差發電系統相比，大大提高了閉式循環的效率。在本發明中，低沸點工質由工質泵提高輸送到預熱器中，由海洋表層海水對工質進行預熱，再利用風能驅動壓縮機壓縮的高溫冷媒，對工質進一步加熱，直到其達到過熱狀態，這一過程對熱泵系統來說，也可以看作是在冷卻熱泵中冷媒。過熱的工質氣體進入透平中，推動透平做功帶動發電機發電；而加熱過工質的冷媒經氣動膨脹冷卻器絕熱節流后，溫度迅速降低，再進入蒸發器中吸收從海洋深層抽出來冷海水的熱量變成氣體。這一過程，冷媒溫度升高而冷卻海水溫度降低；變成氣體的冷媒重新進入壓縮機，實現熱泵循環；而被冷卻后的冷海水進入冷凝器，用來冷凝從蒸汽透平中排出的做功后的工質，工質變為液體后由工質泵提高壓力，再次輸送到預熱器中，這樣蒸汽透平也實現了閉式循環。這一循環過程中，可以源源不斷地將海樣溫差能轉換為電能，實現海洋溫差閉式循環發電；利用風力發電機發出的電能驅動的熱泵，則不但提高了該閉式循環的效率，增加了熱源和冷源的溫差，而即使在海洋表層水溫度較低，傳統海洋溫差閉式循環不能運行的時段本發明仍可照常運行。另外，風力發電機發出的電能還可以供海水泵以及循環用工質泵使用，而不需要使用主循環系統發出的電，這樣提高了海洋溫差發電系統的實用性。同時，海洋溫差能及風能均為可再生能源，對環境也不會造成任何污染。本發明在利用了海洋溫差能的同時充分利用了海上風能輔助循環即熱泵循環的效率一般遠大于1，輔助循環中風能利用效率遠大于發電效率，這樣可以大大提升整體的能源利用效率，大大提高朗肯循環效率，實現了海洋溫差能和風能的綜合利用，是一種使海洋溫差發電實用化的方法，具有重要的實用價值，利于國家的節能減排、綠色環保能源的要求，易于大規模使用和推廣。
圖1是現有技術的傳統閉式海洋溫差發電系統流程圖2是本發明風能熱泵伴隨加熱的海洋溫差發電系統流程圖； 圖3是本發明風能熱泵伴隨加熱的海洋溫差發電方法流程圖。圖中標號所示1-貯液筒、2-工質泵、3-高溫海水泵、4-預熱器、5-再熱器、6_蒸汽透平、7-發電機、8-冷凝器、9-冷媒儲罐、10-備用電源、11-風力發電機、12-壓縮機、 13-氣動膨脹冷卻器，14-蒸發器、15-低溫海水泵、A-表層高溫海水、B-深層低溫海水、 C-排入海洋、L-冷媒管道、M-溫海水管道、N-冷海水管道、P-氨工質管道、Q-電纜線。
具體實施例方式風能和海洋溫差能一樣，既是一次能源，又是可再生能源，在海洋表面同樣蘊藏著豐富的風能。在風況上，海上比陸地具有更多的優勢，離岸10公里的海面上風速一般比陸地風速高25%，并且很少有靜風期。本發明的利用海洋溫差發電的方法及裝置，是在傳統的閉式海洋溫差發電系統(Ocean Thermal Energy Conversion Closed Cycle, CC-OTEC)的基礎上，利用風能發電驅動熱泵提高海洋溫差發電透平低沸點工質進口溫度同時降低冷源溫度，以提高發電效率的方法。如圖1、圖2所示，本發明的海洋溫差發電方法，先利用海洋表層的表層高溫海水A 加熱低沸點工質(如液氨或丙烷等)，使之蒸發，送入蒸汽透平6 (即汽輪機組)推動汽輪機做功，產生機械能、發電機7將機械能轉換為電能發電，蒸汽透平6排出的工質乏氣用海洋深層的深層低溫海水B冷凝為液態。然后用表層高溫海水A加熱，送入蒸汽透平6，使之蒸發， 推動汽輪機組發電機7做功發電，如此循環，持續發電。除此之外，還利用洋面風力發電，并用該電力驅動熱泵裝置，由熱泵裝置的媒質二氟一氯甲烷(CHCLF2)將工質的溫度進一步提高，將工質的溫度加熱至5(T65°C，增大工質的體積膨脹率；由熱泵裝置的媒質二氟一氯甲烷將深層低溫海水B的溫度進一步降低，將深層低溫海水B的溫度降低至1°C，再用該深層低溫海水B去冷凝工質乏氣，增強對工質乏氣的冷凝效果。本發明的海洋溫差發電裝置，包括以下幾部分
1)汽輪發電機組，由蒸汽透平6和發電機7組成，用于發電。2)工質儲罐，即貯液罐1，用于儲存透平工質，儲存液氨或丙烷等。3)工質預熱器4，具有工質進、出口和表層高溫海水A進、出口，其工質出口連接蒸汽透平6的進口，用于通過表層高溫海水A將液態工質加熱，使之汽化蒸發，成為工質蒸汽。4)工質泵2，布置在工質儲罐(貯液罐1)和工質預熱器4之間，其進口連接貯液罐 1，出口連接工質預熱器4，用于將工質泵2入工質預熱器4。5)高溫海水泵3，即低揚程海水泵，連接工質預熱器4，用于將表層高溫海水A泵入工質預熱器4。6)工質冷凝器8，具有工質進、出口和深層低溫海水B進、出口，其工質進口連接蒸汽透平6的排氣口，工質出口連接工質儲罐(貯液罐1)，用于將蒸汽透平6排除的工質乏氣冷凝為液態，返回貯液罐1。7)低溫海水泵15，即高揚程海水泵，連接冷凝器8的海水進口，用于將深層低溫海水B泵入冷凝器8，冷卻工質乏氣。8)熱泵裝置及其驅動裝置這是本發明的創新部分，下面一一介紹 a)驅動裝置是風力發電機11，布置在沿海灘涂，利用洋面風力發電。b)熱泵裝置包括
i.冷媒儲罐9，是一個儲氣罐，用于儲存冷媒。
ii.壓縮機12，由風力發電機11驅動，用于壓縮冷媒，使其成為高溫冷媒，該壓縮機12配有備用電源10。iii.工質再熱器5，布置在工質預熱器4和蒸汽透平6之間，具有工質進、出口和冷媒進、出口，其工質進口連接工質預熱器4的出口，其工質出口連接蒸汽透平6的進口，其冷媒進口連接壓縮機12的出口，由高溫冷媒將工質的溫度進一步提高；
iv.氣動膨脹冷卻器13，布置在工質再熱器5的冷媒出口管道上，用于將加熱工質后的氣體冷媒轉變為低壓低溫的液體冷媒。該氣動膨脹冷卻器13具有多種結構形式，本發明采用設置在冷媒管道L內部的絕熱節流器的結構形式。該絕熱節流器結構及原理和普通制冷循環中的節流器相同，這里采用多個順序設置的孔板式節流元件，即節流板，節流板上設置有若干個節流小孔，相鄰的節流板上的節流小孔對應或者不對應設置。從工質再熱器 5出來的氣體冷媒經過節流小孔時，由于局部阻力產生，壓力顯著下降，冷媒氣體迅速膨脹、 溫度急劇下降，形成氣動膨脹冷卻。由于這一冷卻過程進行得很快，流體與外界的熱交換量可忽略，可以看作是絕熱過程，所以，經過冷卻的流體的總能量是不變的，但是節流后，冷媒的氣流壓力降低，比容增大，氣流的速度上升，使得氣流動能增加，從而造成氣流內能(或焓值)減小、溫度急劇降低，最終實現冷媒的液化。多次節流后，冷媒的溫度可以下降至很低， 本發明中，通過氣動膨脹冷卻器13，加熱工質后的冷媒最終可以冷卻至-20°C左右。v.冷媒蒸發器14，布置在冷媒儲罐9與工質冷凝器8之間，具有冷媒進、出口和深層低溫海水B進、出口，其冷媒進口連接工質再熱器5的冷媒出口，其冷媒出口連接冷媒儲罐9，其深層海水進口連接低溫海水泵15的出口，其深層海水出口連接工質冷凝器8的深層海水進口 ；利用急冷后冷媒蒸發吸熱，使深層低溫海水B的溫度進一步降低。9)本發明的海洋溫差發電裝置還包括上述部件之間的冷媒管道L、溫海水管道 M、冷海水管道N、氨工質管道P和電纜線Q。冷媒管道L閉環連接冷媒儲罐9、壓縮機12、再熱器5、氣動膨脹冷卻器13蒸發器14，形成冷媒的閉路循環工作管線。氨工質管道P閉環連接貯液筒1、工質泵2、預熱器4、再熱器5、蒸汽透平6和冷凝器8，形成工質的閉路循環工作管線。電纜線Q將風力發電機11產生的電能和備用電源10儲備的電能，分別輸送至工質泵2、高溫海水泵3和低溫海水泵15。與以往的常規蒸汽透平6不同，海洋溫差發電的進口蒸汽溫度很低，冷源和熱源溫差很小，因此應該取沸點較低、氣相區比熱大、汽化潛熱小的工質，這樣可以減少各個部件尺寸，因此，本具體實施方式
選取氨為主循環的工質，熱泵冷媒則采用二氟一氯甲烷 (CHCLF2)。本具體實施方式
以海洋表面22°C到27°C的表層高溫海水A為預熱源，以海洋深層 800米左右的5°C的深層低溫海水B為冷源，以氨氣為海洋溫差發電透平的循環工質，構建的一個低沸點閉式循環系統。該循環系統為本發明主循環系統。同時，使用風力發電機11 發出電能按照空調原理直接驅動壓縮機12構成一個熱泵系統，將深層低溫海水B中的熱量傳遞給預熱后的氨氣，提高熱源溫度并降低冷源溫度，熱泵中的循環工質使用二氟一氯甲烷(CHCLF2 )，這樣熱泵系統也構成了一個輔助的閉式循環系統。其中，風能驅動的熱泵可以將熱源溫度提高3(T45°C，并且將冷源溫度降低4°C。在本具體實施方式
的主循環中，也就是發電透平循環過程中，液態5°C左右的氨， 由工質泵2提高壓力，首先輸送到預熱器4中，由表層高溫海水A對液態氨水進行預加熱，這時，液態氨的溫度提高到20攝氏度左右。然后，將液態氨輸送到再熱器5中和由風能驅動的壓縮機12壓縮后的高溫高壓二氟一氯甲烷(約70°C)進行換熱，使得液態氨汽化為氨氣，這時，從再熱器5中出來的氨氣溫度可達5(T65°C，狀態轉換為過熱狀態。此時，過熱的氨氣進入蒸汽透平6中膨脹做功，帶動發電機7發電；從蒸汽透平6中排出的氨氣為7攝氏度左右的接近飽和狀態的氨氣氣體，再由深層低溫海水B通過冷凝器8冷卻到液體狀態后， 由工質泵2提高其壓力送入預熱器4，完成氨工質的動力循環，也就是本發明的主循環。在這個循環中，可以源源不斷地將海水的溫差變為電力，實現海洋溫差發電。在本具體實施方式
的熱泵循環中，也就是輔助循環過程中，使用二氟一氯甲烷 (CHCLF2)為循環工質。首先液態-20°C左右的二氟一氯甲烷由工質泵2輸送到蒸發器14 中，該蒸發器14中高溫流體為5攝氏度左右從海洋深層提取出來的深層低溫海水B，二氟一氯甲烷吸收了深層低溫海水B的熱量后變為過熱氣體，同時降低了深層低溫海水B的溫度。 然后，過熱的二氟一氯甲烷進入由風力發電機11驅動的壓縮機12中，被壓縮成為約70°C高溫高壓氣體，再進入主循環系統的再熱器5中，不過在這個再熱器5中，70°C高溫高壓二氟一氯甲烷氣體是被用作高溫流體來加熱20攝氏度左右的液態氨的。二氟一氯甲烷氣體加熱了氨的同時，也降低了自己的溫度，然后經過氣動膨脹冷卻器13絕熱節流變為_20°C左右的二氟一氯甲烷，再由工質泵2送往蒸發器14，完成了熱泵循環。在這個循環過程中，由風力發電機11提供能量，不斷地提高海洋溫差發電透平工質的進口溫度并降低冷卻水(即深層低溫海水B)的溫度，也就是增大了冷熱源溫差，大大提高了海洋溫差發電效率。以下以海洋溫差發電透平中，氨工質循環溫度為50°C、蒸發壓力為20bar、冷凝溫度為7°C、冷凝壓力為5. 5bar的工況來說明本發明的具體流程。在實用裝置中可以根據具體情況調整參數
1.儲存在貯液筒1(即氨液儲存筒)中的5°C的液態氨由工質泵2 (即供氨泵)提高壓力到20bar以上，并輸送到預熱器4中；
2.在預熱器4中，通過高溫海水泵3從海洋表層抽取的25°C的表層高溫海水A將5°C 的液態氨加熱到20°C左右。為了提高換熱效率，預熱器4采用板式換熱器結構，經過預熱器 4預熱后液態氨進入再熱器5，而表層高溫海水A溫度降低，排入海洋C。3.儲存在冷媒儲罐9中的_5°C左右的氣態冷媒二氟一氯甲烷(CHCLF2)，被由風力發電機11發出的電能驅動的壓縮機12壓縮成70°C左右的高溫高壓氣體，輸送進入再熱器5。如果，遇到海上少數無風的情況，則可以使用備用電源10，來驅動壓縮機12實現這一過程。4.從預熱器4中出來的20°C左右的液態氨和從壓縮機12出來的70°C左右的冷媒二氟一氯甲烷在再熱器5中換熱，液態氨被加熱成50。C、20bar左右的過熱氨氣，而二氟一氯甲烷被冷卻到約；
5.從再熱器5中流出的50°C、20bar左右的過熱氨氣進入蒸汽透平6，推動蒸汽透平 6膨脹做功并輸出功率，該功率由發電機7轉化為電能輸出；從蒸汽透平6排出的氨氣為 7°C、5. 3bar 的氣體。6.從再熱器5中出來的55°C的冷媒二氟一氯甲烷經過氣動膨脹冷卻器13絕熱節流后，溫度急劇降低到-20°C，然后進入蒸發器14 ；
7.海洋深層800米以下約5°C的深層低溫海水B經低溫海水泵15抽取后，輸送到蒸發器14，在蒸發器14中加熱經過節流后的-20°C的液態冷媒二氟一氯甲烷，經過熱交換后冷媒二氟一氯甲烷溫度上升到_5°C，變為過熱氣體，而深層低溫海水B溫度升高，排入海洋。 然后，_5°C的二氟一氯甲烷過熱氣體輸送到冷媒儲罐9，供壓縮機12使用，這樣就完成了輔助系統的熱泵循環。蒸發器14中，5°C的深層低溫海水B被降溫到1°C，再輸送到冷凝器8 中。8.在步驟5中經過做功后，5°C、5. 3bar的氨氣進入到冷凝器8中，被1°C的深層低溫海水B冷卻到5°C，成為5°C的氨液送回氨液儲存筒中，工質泵2抽取后再進入預熱器 4中，這樣完成了主循環，實現系統電能的輸出。本具體實施方式
的朗肯循環高溫端溫度高達50°C，低溫端溫度降低到5°C，理想效率達到14%，而現有技術的海洋溫差發電閉式循環系統中高溫端只有2(T25°C，低溫端有 10°C，理想循環效率也只有1. 74%。與之相比較，本發明成倍的提高了循環效率，另外本發明中風力發電機11發出的電能還可以提供給海洋溫差發電閉式循環中的工質泵2、高溫海水泵3和低溫海水泵15等使用，而不像傳統的閉式循環需要消耗主循環發出的電能來驅動工質泵2以及海水泵，考慮到實際循環中各部件的損失和管道損失，在蒸汽透平6及各個部件效率為60%的情況下，本方法的發電效率可以達到8. 4%，完全具有實用價值。
權利要求
1.一種利用海洋溫差發電的方法，用海洋表層的熱海水加熱低沸點工質，使之蒸發，送入汽輪機推動汽輪發電機組做功發電，汽輪機排出的工質乏氣用海洋深層的冷海水冷凝為液態，再用熱海水加熱，送入汽輪機，使之蒸發，推動汽輪機發電機組做功發電，如此循環， 持續發電；其特征在于，還利用洋面風力發電，并用該電力驅動熱泵裝置，由熱泵裝置的媒質將工質的溫度進一步提高，增大工質體積膨脹率；由熱泵裝置的媒質將冷海水的溫度進一步降低，再用該低溫海水去冷凝工質乏氣，增強對工質乏氣的冷凝效果。
2.如權利要求1所述的利用海洋溫差發電的方法，其特征在于，所述低沸點工質是液氨或丙烷。
3.如權利要求1所述的利用海洋溫差發電的方法，其特征在于，所述熱泵裝置的媒質是二氟一氯甲烷。
4.如權利要求1所述的利用海洋溫差發電的方法，其特征在于，所述熱泵裝置的媒質將工質的溫度加熱至5(T65°C。
5.如權利要求1所述的利用海洋溫差發電的方法，其特征在于，由熱泵裝置的媒質將冷海水的溫度降低至rc，再用該低溫海水去冷凝工質乏氣。
6.一種海洋溫差發電裝置，包括汽輪發電機組，由蒸汽透平和發電機組成，用于發電； 工質儲罐，用于儲存透平工質；工質預熱器，具有工質進、出口和表層海水進、出口，其工質出口連接蒸汽透平的進口， 用于通過表層海水將工質加熱，使之蒸發；工質泵，布置在工質儲罐和工質預熱器之間，其進口連接工質儲罐，出口連接工質預熱器，用于將工質泵入工質預熱器；低揚程海水泵，連接工質預熱器，用于將表層海水泵入工質預熱器； 工質冷凝器，具有工質進、出口和深層海水進、出口，其工質進口連接蒸汽透平的排氣口，工質出口連接工質儲罐，用于將蒸汽透平排除的工質乏氣冷凝為液態，返回工質儲罐； 高揚程海水泵，連接冷凝器的海水進口，用于將深層海水泵入冷凝器，冷卻工質乏氣； 其特征在于，還包括熱泵裝置及其驅動裝置，所述驅動裝置是風力發電機，布置在沿海灘涂，利用洋面風力發電，所述熱泵裝置包括 冷媒儲罐，用于儲存冷媒；壓縮機，由風力發電機驅動，用于壓縮冷媒，使其成為高溫冷媒； 工質再熱器，布置在工質預熱器和蒸汽透平之間，具有工質進、出口和冷媒進、出口，其工質進口連接工質預熱器的出口，其工質出口連接蒸汽透平的進口，其冷媒進口連接壓縮機的出口，由高溫冷媒將工質的溫度進一步提高；氣動膨脹冷卻器，布置在工質再熱器的冷媒出口管道上，用于將加熱工質后的冷媒急冷；冷媒蒸發器，布置在冷媒儲罐與工質冷凝器之間，具有冷媒進、出口和深層海水進、出口，其冷媒進口連接工質再熱器的冷媒出口，其冷媒出口連接冷媒儲罐，其深層海水進口連接高揚程海水泵的出口，其深層海水出口連接工質冷凝器的深層海水進口 ；利用急冷后冷媒蒸發吸熱，使深層海水的溫度進一步降低。
7.如權利要求6所述的海洋溫差發電裝置，其特征在于，所述氣動膨脹冷卻器由若干個多個設置在冷媒管道中的孔板式節流元件構成，孔板式節流元件上設置有若干個節流孔。
8.如權利要求6所述的海洋溫差發電裝置，其特征在于，所述氣動膨脹冷卻器將加熱工質后的冷媒急冷至_20°C。
9.如權利要求6所述的海洋溫差發電裝置，其特征在于，所述熱泵裝置的壓縮機有備用電源。
全文摘要
本發明提供了一種利用海洋溫差發電的方法及裝置，用海洋表層的熱海水加熱低沸點工質，使之蒸發，送入汽輪機推動汽輪發電機組做功發電，汽輪機排出的工質乏氣用海洋深層的冷海水冷凝為液態，再用熱海水加熱，送入汽輪機，使之蒸發，推動汽輪機發電機組做功發電，如此循環，持續發電；還利用洋面風力發電，并用該電力驅動熱泵裝置，由熱泵裝置的媒質將工質的溫度進一步提高，增大工質體積膨脹率；由熱泵裝置的媒質將冷海水的溫度進一步降低，再用該低溫海水去冷凝工質乏氣，增強對工質乏氣的冷凝效果。本發明提高了海洋溫差發電閉式循環發電的效率，實現了海洋溫差能和風能的綜合利用，具有重要的實用價值，是綠色環保能源，易于大規模使用和推廣。
文檔編號F03G7/05GK102213199SQ20111014735
公開日2011年10月12日 申請日期2011年6月2日 優先權日2011年6月2日
發明者劉平, 李飛, 王兵, 王建錄, 胡佳林, 莫爾兵, 鄧良 申請人:東方電氣集團東方汽輪機有限公司