直接傳熱式海水溫差發電裝置

海水溫差發電技術，是以海洋受太陽能加熱的表層海水(25℃～28℃)作高溫熱源，而以500米～l000米深處的海水(4℃～7℃)作低溫熱源，用熱機組成的熱力循環系統進行發電的技術。從高溫熱源到低溫熱源，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。根據所用工質及流程的不同，一般可分為開式循環、閉式循環，目前接近實用化的是閉式循環方式。開式循環發電系統主要由真空泵、冷水泵、溫水泵、冷凝器、蒸發器、汽輪機、發電機組等組成。真空泵將系統內抽到一定真空，起動溫水泵把表層的溫海水抽入蒸發器，由于系統內已保持有一定的真空度，所以溫海水就在蒸發器內沸騰蒸發，變為蒸汽。蒸汽經管道由噴嘴噴出推動汽輪機運轉，帶動發電機發電。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，可以做為淡水供應需要，但因以海水作工作流體和介質，蒸發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。閉式循環系統采用一些低沸點的物質(如丙烷、異丁烷、氟利昂、氨等)作為工作流體，在閉合回路中反復進行蒸發、膨脹、冷凝。因為系統使用低沸點工作流體，蒸汽的壓力得到提高，系統工作時，溫水泵把表層溫海水抽上送往蒸發器，通過蒸發器內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，開始沸騰并變為氨氣，氨氣經過汽輪機膨脹作功，推動汽輪機旋轉;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為液態氨，用氨泵把冷凝器中的液態氨重新壓進蒸發器，以供循環使用;閉式循環系統的優點是可采用小型渦輪機，整套裝置可以實現小型化，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電裝置主要包括蒸發器、膨脹機、冷凝器、工質泵等;蒸發器液態工作流體進入管道是開放式的，液態工作流體直接與溫海水混合，蒸發器有溫海水進出水管;冷凝器氣態工作流體進入管道是開放式的，氣態工作流體直接與冷海水混合，冷凝器有冷海水進出水管;它還包括系統內相連接的管道、附件及檢測控制裝置;直接傳熱式海水溫差發電裝置有保壓裝置;蒸發器中的高壓氣態工作流體通過管道進入膨脹機膨脹做功發電降溫降壓，低溫低壓氣態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，液態工作流體通過工質泵壓入蒸發器與溫海水混合吸熱蒸發為高壓氣態，這樣形成發電循環。工作流體采用難溶于水的低沸點物質如丙烷等。該直接傳熱式海水溫差發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，結構簡單，成本低投資小，穩定性好，易于維護。

采用接傳熱式海水溫差發電裝置，海水溫差從高溫熱源到低溫熱源，可能獲得總溫差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，而且系統非常簡單。直接傳熱式海水溫差發電裝置突破海水溫差發電簡單化實用化關鍵技術瓶頸。

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