一种海洋温差能联供系统的制作方法

本技术涉及低品位热能多联供，特别涉及一种海洋温差能联供系统。

背景技术：

1、世界能源发展面临资源短缺、环境污染、气候变化等诸多挑战，大力发展可再生能源技术、提高能源利用系统的转化效率是实现碳达峰、碳中和的重要举措。我国是海洋大国，海洋能源资源充足，特别是我国南海地区，海洋温差能储量很大，极具开发和利用价值。因此，开发海洋温差能不仅可以缓解我国能源危机、调整现有能源的结构，而且还可以保护环境，促进我国海洋能源的开发。

2、海洋温差能具有清洁、可持续、受气候条件影响小等优势，其工作原理是利用表层温海水(温度为25℃～28℃)与水深800米～1000米处的深层冷海水(温度为4℃～7℃)之间温差驱动发电循环获得电能。根据循环形式的不同，海洋温差能发电系统可分为开式循环、闭式循环以及混合式循环三类。其中，闭式循环的研究最为广泛和深入，先后分别提出有机朗肯循环、kalina循环、上元循环以及国海循环等热力循环系统。然而，受到系统冷热源温差的限制，其发电效率最高仅为5％，且发电成本较高，难以实现商业化。因此需要提高海洋温差能的转化效率。

技术实现思路

1、本实用新型的主要目的是提出一种海洋温差能联供系统，旨在解决现有技术中存在海洋温差能的转化效率低的问题。

2、为实现上述目的，本实用新型提出的海洋温差能联供系统，包括：

3、供水模块，包括第一泵体和第二泵体，所述第一泵体用于抽吸表层海水，所述第二泵体用于抽吸深层海水；

4、蒸汽发生模块，包括蒸汽发生器和太阳能集热器，所述蒸汽发生器的第一输入口与所述第一泵体的输出口连接，所述蒸汽发生器的第一输出口与所述太阳能集热板的输入口连接；所述蒸汽发生器的第二输出口用于排出表层海水；所述蒸汽发生器的内部装有工质；

5、发电模块，包括膨胀机和发电机；所述膨胀机的输入口与所述太阳能集热板的输出口连接；所述膨胀机与所述发电机的传动连接；

6、制冷模块，包括蒸发器和需要冷量的场所，所述蒸发器的输入口与所述膨胀机的输出口连接；所述蒸发器的冷量输出口与需要冷量的场所相连；

7、工质回热模块，至少包括第一回热器、第二回热器、第三回热器和冷凝器，所述第一回热器的第一输入口与所述蒸汽发生器的第二输出口连接，所述第一回热器的第一输出口与所述第二回热器的第一输入口连接，所述第二回热器的第一输入口还与所述膨胀机的输出口连接，所述第二回热器的第一输出口分别与所述第三回热器的第一输入口和所述蒸发器的输出口连接，所述第三回热器的第一输出口与所述冷凝器的第一输入口连接；所述冷凝器的第二输入口与所述第二泵体的输出口连接，所述冷凝器的第一输出口与所述第三回热器的第二输入口连接；所述冷凝器的第二输出口用于排出深层海水；所述第三回热器的第二输出口与所述第二回热器的第二输入口连接；所述第二回热器的第二输出口与所述第一回热器的第二输入口连接；所述第一回热器的第二输出口与所述蒸汽发生器的第二输入口连接。

8、优选地，所述蒸汽发生模块还包括气液分离器，所述气液分离器的输入口与所述蒸汽发生器的第一输出口连接，所述气液分离器的第一输出口与所述太阳能集热板的输入口连接；所述气液分离器的第二输出口与所述第一回热器的第一输入口连接。

9、优选地，所述制冷模块还包括第一流量调节器和节流阀，所述第一流量调节器的输入口与所述膨胀机的输出口连接，所述第一流量调节器的第一输出口与所述节流阀的输入口连接；所述节流阀的输出口与所述蒸发器的输入口连接；所述第一流量调节器的第二输出口与所述第二回热器的第一输入口连接。

10、优选地，所述工质回热模块还包括第一喷射器和第二喷射器，所述第一喷射器的第一输入口与所述第一回热器的第一输出口连接，所述第一喷射器的第二输入口与所述第一流量调节器的第二输出口连接；所述第一喷射器的输出口与所述第二回热器的第一输入口连接；所述第二回热器的第一输出口与所述第二喷射器的第一输入口连接，所述第二喷射器的第二输入口与所述蒸发器的输出口连接；所述第二喷射器的输出口与所述第三回热器的第一输入口连接。

11、优选地，所述工质回热模块还包括第三泵体，所述第三泵体的输入口与所述冷凝器的第一输出口连接，所述第三泵体的输出口与所述第三回热器的第二输入口连接。

12、优选地，所述海洋温差能联供系统还包括深层海水淡化浓缩模块，所述深层海水淡化浓缩模块包括换热器和反渗透装置，所述换热器的第一输入口与所述蒸汽发生器的第二输出口连接，所述换热器的第二输入口与所述冷凝器的第二输出口连接；所述换热器的第一输出口与所述反渗透装置的输入口连接，所述换热器的第二输出口用于排出表层海水；所述反渗透装置的第一输出口用于输出淡化液，所述反渗透装置的第二输出口用于输出浓缩液。

13、优选地，所述深层海水淡化浓缩模块还包括第二流量调节器，所述第二流量调节器的输入口与所述冷凝器的第二输出口连接，所述第二流量调节器的第一输出口与所述换热器的第二输入口连接，所述第二流量调节器的第二输出口用于排出深层海水。

14、优选地，所述发电机分别与所述第一泵体、所述第二泵体、所述反渗透装置电性连接。

15、优选地，所述需要冷量的场所包括冷库。

16、优选地，所述工质包括非共沸混合工质。

17、本实用新型的技术方案通过采用第一泵体将表层海水抽吸至蒸汽发生器，蒸汽发生器内的工质吸收表层海水的热量后，工质由液体状态变成气液混合状态，其中气态工质通过输入至太阳能集热器，太阳能集热器具有提高气态工质温度的作用，加热后的气态工质进入膨胀机中，气态工质推动膨胀机做功，使膨胀机驱动发电机运转并产生电力；通过设置太阳能集热器，提高膨胀机的输入口的气态工质焓值，实现提高海洋温差能联供系统的发电能力；膨胀机的部分乏汽(气液混合工质)进入蒸发器内，蒸发器通过蒸发吸收热量，以实现制冷，蒸发器的冷量输出口与需要冷量的场所相连，进行冷量输出；而蒸汽发生器内剩余的液态工质进入第一回热器并进行第一次放热，随后第一回热器将液态工质输入至第二回热器中，膨胀机的另一部分乏汽输入至第二回热器中，第二回热器中液态工质与乏汽(气液混合工质)混合，进行第二次放热并重新形成气液混合状态的工质，第二回热器再将气液混合工质输入至第三回热器中，蒸发器的气液混合工质输出至第三回热器中，第三回热器中的工质混合后经过第三次放热后进入冷凝器，冷凝器将气液混合工质冷凝为饱和液态工质；饱和液态工质再依次进入第三回热器、第二回热器和第一回热器进行吸热提温，提温后的饱和液态工质重新进入蒸汽发生器，完成工质循环，实现热量高效率转换利用；供水模块、蒸汽发生模块、发电模块、制冷模块和工质回热模块相互连接并形成发电和制冷的作业循环，实现同时提供电能和冷量的目的，并通过增加工质回热模块，提高了系统中余热的利用率，从而提高了海洋温差能的转换效率。

技术特征：

1.一种海洋温差能联供系统，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的海洋温差能联供系统，其特征在于，所述蒸汽发生模块还包括气液分离器，所述气液分离器的输入口与所述蒸汽发生器的第一输出口连接，所述气液分离器的第一输出口与所述太阳能集热器的输入口连接；所述气液分离器的第二输出口与所述第一回热器的第一输入口连接。

3.如权利要求2所述的海洋温差能联供系统，其特征在于，所述制冷模块还包括第一流量调节器和节流阀，所述第一流量调节器的输入口与所述膨胀机的输出口连接，所述第一流量调节器的第一输出口与所述节流阀的输入口连接；所述节流阀的输出口与所述蒸发器的输入口连接；所述第一流量调节器的第二输出口与所述第二回热器的第一输入口连接。

4.如权利要求3所述的海洋温差能联供系统，其特征在于，所述工质回热模块还包括第一喷射器和第二喷射器，所述第一喷射器的第一输入口与所述第一回热器的第一输出口连接，所述第一喷射器的第二输入口与所述第一流量调节器的第二输出口连接；所述第一喷射器的输出口与所述第二回热器的第一输入口连接；所述第二回热器的第一输出口与所述第二喷射器的第一输入口连接，所述第二喷射器的第二输入口与所述蒸发器的输出口连接；所述第二喷射器的输出口与所述第三回热器的第一输入口连接。

5.如权利要求1所述的海洋温差能联供系统，其特征在于，所述工质回热模块还包括第三泵体，所述第三泵体的输入口与所述冷凝器的第一输出口连接，所述第三泵体的输出口与所述第三回热器的第二输入口连接。

6.如权利要求1至5中任意一项所述的海洋温差能联供系统，其特征在于，所述海洋温差能联供系统还包括深层海水淡化浓缩模块，所述深层海水淡化浓缩模块包括换热器和反渗透装置，所述换热器的第一输入口与所述蒸汽发生器的第二输出口连接，所述换热器的第二输入口与所述冷凝器的第二输出口连接；所述换热器的第一输出口与所述反渗透装置的输入口连接，所述换热器的第二输出口用于排出表层海水；所述反渗透装置的第一输出口用于输出淡化液，所述反渗透装置的第二输出口用于输出浓缩液。

7.如权利要求6所述的海洋温差能联供系统，其特征在于，所述深层海水海水淡化浓缩模块还包括第二流量调节器，所述第二流量调节器的输入口与所述冷凝器的第二输出口连接，所述第二流量调节器的第一输出口与所述换热器的第二输入口连接，所述第二流量调节器的第二输出口用于排出深层海水。

8.如权利要求6所述的海洋温差能联供系统，其特征在于，所述发电机分别与所述第一泵体、所述第二泵体、所述反渗透装置电性连接。

9.如权利要求1至5中任意一项所述的海洋温差能联供系统，其特征在于，所述需要冷量的场所包括冷库。

10.如权利要求1至5中任意一项所述的海洋温差能联供系统，其特征在于，所述工质包括非共沸混合工质。

技术总结本技术公开一种海洋温差能联供系统，通过供水模块分别抽吸表层海水和深层海水，利用表层海水作为热源对蒸汽发生器内工质加热后，工质汽化，经太阳能集热器加热的气态工质进入膨胀机做工，使膨胀机驱动发电机发电；膨胀机的部分乏汽输至蒸发器，蒸发器通过蒸发吸收热量实现制冷并输出；蒸汽发生器内剩余的液态工质经过第一回热器放热后，与膨胀机的乏汽经过第二回热器混合后并放热，再与蒸发器的工质经过第三回热器混合后放热，再进入冷凝器使工质冷凝为饱和液态工质；饱和液态工质再依次进入第三回热器、第二回热器和第一回热器进行吸热提温后，重新进入蒸汽发生器。本技术的技术方案可在提高海洋温差能转化效率的同时输出电能和冷量。技术研发人员：刘新宇,吴鹏飞,高涵,张理,朱健华,黄世苗受保护的技术使用者：南方海洋科学与工程广东省实验室（湛江）技术研发日：20220826技术公布日：2024/1/13