一种利用汽化热提升工质温度的装置的制作方法

本发明涉及能源技术领域，具体涉及一种利用汽化热提升工质温度的装置。

背景技术

目前，世界能源紧缺。

海水温差发电是表层海水在蒸发器将低温低压液态工质加热变成高温高压气态工质，高温高压气态工质输入汽轮机内，汽轮机旋转带动发电机发电；高温高压气态工质对汽轮机做功后变成低温低压气态工质，低温低压气态工质进入冷凝器被从海底深部抽上来的冷水冷凝变成低温低压液态工质，低温低压液态工质被液压泵抽至蒸发器加热。

根据卡诺定理，热机理论最大效率=1-热力学冷源温度/热力学热源温度，由于表层海水温度一般在30—35之间，温度低造成海水温差发电效率极低致使发电装置投资和运营成本偏高而不能普及。

同时由于海水温差发电装置中获得冷水需投资耐压并绝热的巨型特长管道伸到深水500米以下，并用泵将冷水抽上，投资巨大。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，针对海水温差发电效率极低致使发电装置投资和运营成本偏高而不能普及，造成能量严重浪费这一缺憾，提供一种利用汽化热提升工质温度的装置。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是一种利用汽化热提升工质温度的装置，所述装置包括工质升压装置、导热管、蒸发器和第一开关；所述工质升压装置包括壳体和弹性气囊；壳体设置有第一工质入气口、第一工质出气口和第二工质出入口；弹性气囊设置在壳体里面，弹性气囊设置有弹性气囊工质出入口；弹性气囊工质出入口与第二工质出入口一端相连，第二工质出入口另一端与导热管一端相连，导热管另一端通过第一开关与蒸发器工质出入口相连。

优选的，一种利用汽化热提升工质温度的装置，所述工质升压装置位于导热管顶部，导热管位于蒸发器顶部。

优选的，一种利用汽化热提升工质温度的装置，所述装置还包括第二开关，所述工质升压装置第二工质出入口通过第二开关与导热管相连。

优选的，所述工质升压装置壳体设置有人孔和人孔盖。

优选的，一种利用汽化热提升工质温度的装置，所述工质升压装置或者包括筒体和活塞；筒体顶部设置有第一工质入气口和第一工质出气口，底部设置有第二工质出入口；活塞位于筒体里面。

本发明的有益效果在于，利用本发明可以制得热量，同时可以制得冷量。用制得的热量加热海水温差发电装置的工质，提升工质的温度，用制得冷量作为冷源，从而提高了发电效率，减少了投资和运营成本。

附图说明：

图1是工质升压装置的结构示意图；

图2是本发明的结构示意图;

图3是工质升压装置的另一种结构示意图;

图4是实施例的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

如图1是工质升压装置的结构示意图。

所述工质升压装置1包括壳体11和弹性气囊12；壳体11设置有第一工质入气口11、第一工质出气口112和第二工质出入口113；弹性气囊12设置在壳体11里面，弹性气囊12设置有弹性气囊工质出入口121；弹性气囊工质出入口121与第二工质出入口113一端相连。

工质升压装置的壳体设置为空心球型，还设置人孔和人孔盖，人孔和人孔盖通过螺栓或扣勾相连。设置为空心球型目的增强壳体耐压强度，设置人孔和人孔盖方便弹性气囊的安装。

工质升压装置的壳体可分三层制造，内外层采用导热系数低并耐高压的材料，中间层采用导热系数低的金属、合金或碳纤维制造，亦可用其它刚性强度高的其它材料制造；中间层采用金属、合金或碳纤维制造可以增强壳体耐压强度。或者内层采用导热系数低的金属、合金或碳纤维制造，外层采用导热系数低的非金属材料制造；中间层呈真空状态。采用导热系数低材料制造以及中间层呈真空状态都为了尽量减少热量传递。同时内外表层可涂上防辐射物质。

工质升压装置的弹性气囊采用耐压导热系数低的弹性材料（如聚三氟氯乙烯）制造，弹性气囊膨胀最大时呈圆形。

如图1、2所示，其中图2是本发明结构示意图。

一种利用汽化热提升工质温度的装置，所述装置包括工质升压装置1、导热管2、蒸发器3、第一开关41和第二开关42；所述工质升压装置1包括壳体11和弹性气囊12；壳体11设置有第一工质入气口11、第一工质出气口112和第二工质出入口113；弹性气囊12设置在壳体11里面，弹性气囊12设置有弹性气囊工质出入口121；弹性气囊工质出入口121与第二工质出入口113一端相连，第二工质出入口113另一端通过第二开关42与导热管2一端相连，导热管2另一端通过第一开关41与蒸发器3工质出入口相连。所述工质升压装置1位于导热管2顶部，导热管2位于蒸发器3顶部。

设立第二开关42目的：当弹性气囊12内的工质液化后聚于导热管2内，并通过导热管2向外界传递热量时。关闭第二开关42，可令弹性气囊12内的气态工质在受到压力时暂时无法通过导热管2向外界传递热量，气态工质压力越来越大，对应温度越来越高，当弹性气囊12和壳体11内气体压力平衡时，打开第二开关42通过导热管2时可向外界传递更高温度的热量。

本发明一般情况是利用常温水加热蒸发器3内的工质，故工质升压装置1位于导热管2顶部，导热管2位于蒸发器3顶部。

第一开关41和第二开关42采用导热系数低的材料制造。

图3是工质升压装置的另一种结构示意图，可以代替图1的工质升压装置。所述工质升压装置1或者包括筒体13和活塞14；筒体13顶部设置有第一工质入气口11和第一工质出气口112，底部设置有第二工质出入口113；活塞14位于筒体里面。

本图与图1的工质升压装置不同之处在于，本图的工质升压装置通过活塞14在筒体13内移动压缩工质，而图1则是通过弹性气囊12容积变小压缩工质。

工质升压装置的筒体13可分三层制造，外层采用导热系数低材料，內层采用导热系数低的金属、合金或碳纤维制造，亦可用其它刚性强度高导热系数低的其它材料制造，中间层呈真空状态。采用导热系数低材料制造以及中间层呈真空状态都为了尽量减少热量传递。同时内外表层可涂上防辐射物质。

活塞14采用导热系数低的金属、合金或碳纤维制造，亦可用其它刚性强度高的材料制造。

筒体顶部可制成平面或半球型，底部可制成半球型或锥型。筒体顶部和中部、中部和筒体底部可用法兰及螺栓连接。

以下用实施例来阐述本装置如何制得热量。

图4是实施例的结构示意图。→表示气体运行方向。

为了方便说明得更加明白，本说明书仅仅阐述如何提高获得热量的温度以及如何获得冷量，增大冷热源温度差，从而提高发电效率。对如何减少外力对装置做功并未加以说明，本人在另一项专利中“一种利用汽化热提升工质温度的发电装置”已详细阐述上述问题。

外力可以通过液压、气压进行，现通过气压来阐述。

如图4所示，本装置中第一工质出气口112通过第三开关43和高压管与压缩机5入气口相连，压缩机5出气口通过高压管与高压罐6相连，高压罐6通过高压管和第四开关44与本装置的第一工质入气口11相连。

初始状态，弹性气囊12被挤压出空气，壳体11充有常压气体，所有开关关闭，压缩机5处于关闭状态，蒸发器3充有液态制冷剂并置于流动的常温水中，高压罐6充有高压气体（高压气体压力大于制冷剂在常温水中的温度对应的气态饱和压力）。

打开第一开关41和第二开关42，蒸发器3的液态制冷剂不断吸收常温水中的热量汽化，气态制冷剂通过导热管2进入弹性气囊12，弹性气囊12膨胀至最大。

当弹性气囊12内的气态制冷剂温度接近或者达到常温水的温度时（即气态制冷剂达到饱和状态），关闭第一开关41和第二开关42，然后打开第四开关44。

高压罐6的高压气体通过高压管和第四开关44进入壳体11内，并对弹性气囊12内的气态制冷剂施压，弹性气囊12被压缩，容积变小，气态制冷剂压力升高，对应温度升高。

当压缩达到平衡，此时壳体11内的气体与弹性气囊12内的气态制冷剂压力一致，气态制冷剂温度达到最高。

打开第二开关42，弹性气囊12内的气态制冷剂液化并通过导热管2向外界传递热量，从而获得高温。

同时壳体11的高压气体又开始压缩弹性气囊12的气态制冷剂，最后弹性气囊12的气态制冷剂全部液化并进入导热管2内。

关闭第二开关42和第四开关44，然后打开第三开关43，启动压缩机5。压缩机5将壳体11的高压气体抽至高压罐6内。壳体11压力降低。

当壳体11压力降至常压时，关闭第三开关43和压缩机5。

打开第一开关41和第二开关42，蒸发器3的液态制冷剂又开始不断吸收常温水中的热量汽化，气态制冷剂通过导热管2进入弹性气囊12，弹性气囊12膨胀……重复上述获得高温过程。

需要获得冷量，可令蒸发器3置于定量的水中。当制冷剂吸收水中的热量，水变冷后再更换新水。

以上对本发明实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体实施方式对本发明进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及设备；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书容不应理解为对本发明的限制。任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，不论在其方法及设备上作任何变化或改进，凡是具有与本发明申请相同或相近似的技术方案，均应包含在本发明的保护范围之内。