海洋温差发电技术

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1、上海电力2009年第1期海洋温差发电技术杨鹏程，章学来，王文国，施敏敏(上海海事大学蓄冷技术研究所，上海200135)摘要：海洋是世界上最大的太阳能采集器，海洋温差能转换被国际社会公认为最具开发利用价值和潜力的海洋能源。文章介绍了一种新型的混合式海洋温差发电系统，可充分利用我国的海洋资源，具有效率高、寿命长、无污染、清洁高效等特点，应用前景广阔。关键词：海洋能；混合式；海洋温差发电系统中图分类号：P743文献标识码：B12JI言的潜力和广阔的应用前景。2海洋温差发电技术海洋是世界上最大的太阳能采集器，它

2、吸收的太阳能达到37万亿kW，大约是目前人类电力海洋温差发电系利用海水的浅层与深层的温消耗总功率的4000倍_1]，仅可开发利用部分也差及其温、冷不同热源，经过热交换器及涡轮机来已远远超出全球总能耗。潮汐能、波浪能和海洋发电。现有海洋温差发电系统中，热能的来源即温差发电是目前海洋能开发利用的主要形式，其是海洋表面的温海水，发电的方法基本上有两种：中温差能储量最大。如何抽取及转换其中的部分一种是利用温海水，将封闭的循环系统中的低沸能源成为电力，海洋温差发电是人类梦寐以求的点工作流体蒸发；另一种则是温海水本

3、身在真空选择，全世界海洋温差能的理论估计储量为100室内沸腾。两种方法均产生蒸气，由蒸气再去推亿kW。据计算，从南纬2O℃到北纬2O℃之间动涡轮机，即可发电。发电后的蒸气，可用温度很的海洋洋面，只要将其中一半用来发电，海水水温低的冷海水冷却，将之变回流体，构成一个循环。平均下降1℃，就能获得600亿kW的电能，相当冷海水一般要从海平面以下600～10001TI的深于目前全世界所产生的全部电能L2]。因此，海洋部抽取。一般温海水与冷海水的温差在20℃以温差能转换被国际社会公认为最具开发利用价值上，即可产生

4、净电力[3]。和潜力的海洋能源。从深海抽取的冷海水，不但温度低(一般为利用海洋温差发电的概念于1881年提出，直4、5oC)，无菌且富有养分，有多种用途，如产制淡到1979年在美国夏威夷建成世界上第一座海洋水、冷冻、空调、养殖、制药等，可提高海洋温差发温差发电站后，各国才开始重视这一新方法。我电以外的经济价值，这方面的应用称为深海水利国拥有辽阔的海域，温差能按海水垂直温差大于用(DOWA)。18℃的区域估计，可开发的面积约3000km。，可3海洋温差发电系统分]利用的热能资源量达1．5亿kW，主要分布在

5、南海中部海域。我国的海洋温差发电事业具有巨大3．1封闭式系统进设计理念、优化细节设计、扩大规模经济，总结摘译《PowerbAnewwave：oceanpower．Vo1．152．No．5．过去在建设安装运行以及维护方面的经验和教训May2008．等等。徐慧超译，杜建军校收稿日期：2009—02—06此外，海洋再生能源的开发也受到其他诸多译者简介：徐慧超(1987一)，女，上海人，上海外国语大学在因素的影响，其中包括国家战略安全考虑、对海洋读。能技术的投资力度、技术风险、环境保护及监管问(责任编辑：杜建军

6、)题等。一38一2009年第1期上海电力封闭式循环系统系利用低沸点的工作流体作为工质。其主要组件包括蒸发器、冷凝器、涡轮机、工作流体泵以及温海水泵与冷海水泵(见图1)。因为工作流体系在封闭系统中循环，故称为封闭式循环系统。当温海水泵将温海水抽起，并将其热源传导给蒸发器内的工作流体，而使其蒸发。蒸发后的工作流体在涡轮机内绝热膨胀，并推动涡轮机的叶片而达到发电的目的。发电后的图2开放式海洋温差发电系统工作流体被导入冷凝器，并将其热量传给抽自深蒸发的设备)，使其中一部分温海水转变为水蒸层的冷海水，因而冷却并且

7、再恢复成液体，然后经气；随即将蒸气导入第二个蒸发器(一种蒸发器与循环泵打至蒸发器，形成一个循环。工作流体可冷凝器的组合设备)(见图3)。水蒸气在此被冷以反覆循环使用，其种类有氨、丁烷、氟氯烷等密却，并释放潜能；此潜能再将低沸点的工作流体蒸度大、蒸气压力高的气体冷冻剂。目前以氨及氟发。工作流体于此循环而构成一个封闭式系统。氯烷22为最有可能的工作流体。封闭式循环系设计混合式发电系统的目的，在于避免温海水对统之能源转换效率在3．3～3．5。若扣除泵热交换器所产生的生物附着。该系统在第二个蒸的能源消耗，则净效

8、率在2．1～2．3。发器中还可以有淡水副产品的产出。同时，开放式发电系统的低容量缺点亦可获得改善。图1封闭式海洋温差发电系统3．2开放式系统图3混合式海洋温差发电系统开放式循环系统并不利用工作流体作为工目前，世界上发展海洋温差技术的国家不多，质，而直接使用温海水(见图2)。首先将温海水日本、法国、比利时等国已经建成了一些海洋温差导人真空状态的蒸发器，使其部分蒸发，其蒸气压能发电站，功率从100kw至5Mw不等。日本力约为3kPa(25℃)，