-夏季条件)下四 个级的大致的压力和温度水平如下：
[0221]
[0222] 工作流体通过从热海水(WSW)中提取热量而在多个蒸发器中被加热沸腾。饱和的 蒸汽在蒸汽分离器中被分离并且通过标准重量管表(STD schedule)无缝碳钢管被导入氨 涡轮机。在冷凝器中冷凝的液体通过两个100%的电机驱动匀速供给栗被栗回到蒸发器。循 环1和循环4的涡轮机驱动一个共用发电机。类似地，循环2和循环3的涡轮机驱动另一共用 发电机。在一个方面中，在每个电站模块中有两个发电机并且在IOOMff电力的电站中总共有 8个发电机。蒸发器的供给由供给控制阀控制以维持蒸汽分离器中的水平。冷凝器的水平由 循环流体控制阀控制。供给栗的最小流量由再循环线路确保，该再循环线路通过由供给线 路上的流量表调节的控制阀导入冷凝器。
[0223] 在操作中，模块的四（4)个电力循环独立地运行。循环中的任何一个均可以根据需 要、例如在故障或维护的情况下关闭而不会妨碍其他循环的运行。但是这样会降低作为整 体模块的电力模块的净发电量。
[0224] 本发明的若干个方面需要大量的海水。将具有用于控制冷热海水的独立的系统， 每个系统均具有自己的栗送装置、水管、管路、阀、热交换器，等等。海水比淡水的腐蚀性强， 可能与海水接触的所有材料都需要考虑这一点仔细选择。用于构造海水系统的主要组成部 件的材料将是：
[0225] 大口径管路： 玻璃纤维增强塑料(FRP)
[0226] 大的海水管和室： 环氧涂层碳钢
[0227] 大口径阀： 橡胶里衬蝴蝶型
[0228] 栗的叶轮： 合适的青铜合金
[0229] 如果不用合适的方式控制，海水系统内部的生物生长可能会引起电站性能的显著 的损失，并且可能会引起热传递表面的积垢，导致电站的低输出。这种内部的生长还可能会 增加水流的阻力导致需要更大的栗送电力，使系统流量降低等，甚至在更严重的情况中可 能会使流路完全阻塞。
[0230] 利用从深海抽取的水的冷海水（"CSW"）系统应该具有非常小的或者没有生物积垢 问题。在这样的深度中的水没有接收到太多的阳光并且缺氧，所以里面具有很少的活生物 体。然而一些类型的厌氧细菌可能能够在一些条件下生长。冲击加氯法（shock chlorination)将用于对付生物积垢。
[0231] 热海水（"WSW"）系统处理来自表面附近的热海水时将不得不防止受到生物积垢的 损害。已经发现:在适于OTEC操作的热带公海水域中的积垢速度比沿海水域中的积垢速度 低得多。结果，可以使用符合环保标准的剂量非常小的化学制剂来控制OTEC系统中的生物 积垢。投放少量的氯被证明在对付海水中的生物积垢方面是非常有效的。以每天一小时约 70ppb的速度投放的氯的剂量在防止海洋生物的生长方面是非常有效的。该剂量速度仅为 EPA规定的环境安全水平的二十分之一。可以在低剂量处理的方式之间不时地使用其他类 型的处理(热冲击、冲击加氯法、其他生物杀灭剂等），以去除耐氯生物。
[0232] 投放入海水流所必须的氯在电站船的船上通过电解海水产生。该类型的电解-加 氯设备可以从市场上得到并且已经被成功地用于生产投放用的次氯酸盐溶液。电解-加氯 设备可以连续地操作以充满储藏罐，并且这些罐里的容纳物用于周期性的上述投放。
[0233] 所有海水管道都避免任何死角，在死角处可能沉淀沉淀物或者生物可能会驻留下 来开始繁殖。从水管的低点设置冲刷配置以冲掉可能聚集在那里的沉淀。水管和水室的高 点处开口以允许被困住的气体排出。
[0234] 冷海水(CSW)系统将由用于电站船的通用深水引入口、以及水栗取/分配系统、具 有相关联的水管路的冷凝器和用于使水返回至大海的排放管构成。冷水引入管向下延伸至 超过2700英尺(例如在2700英尺至4200英尺之间）的深度，在该深度处海水温度大约为恒定 的40°F。通向管的入口用拦网保护以阻止大的生物被吸入入口。进入管之后，冷水朝向海水 表面向上流并且被传送至位于船舶或柱筒底部附近的冷井室。
[0235] CSW供给栗、分配管、冷凝器等位于电站的最低高度。栗从横管抽吸并且将冷水送 至分配管系统。为每个模块设置四个25%的CSW供给栗。每个栗均独立地与入口阀构成回路 使得栗能够隔离并且当需要时可以被打开用于检查、维护等。栗由高效电机驱动。
[0236] 冷海水流过串联的循环的冷凝器，然后CSW流出物被排放回大海。CSW沿着期望的 顺序流过串联的四个电站循环的冷凝器热交换器。冷凝器安装配置成允许其被隔离并且当 需要时被打开用于清洁和维护。
[0237] WSW系统包括位于大海表面下方的水下引入口格栅、用于将进入的水输送至栗的 入口腔室（intake plenum)、水栗、控制热传递表面的积垢的生物灭杀剂定量投放系统、防 止被悬浮物质阻塞的水过滤系统、具有相关联的水管路的蒸发器以及用于使水返回至大海 的排放管。
[0238] 引入口格栅设置在电站模块的外壁中以从大海表面附近吸入热水。引入口格栅处 的迎面速度保持为小于0.5英尺/秒以使海洋生物的夹带最小化。这些格栅也防止大的悬浮 碎片的进入，并且其净开口基于能够安全地通过栗和热交换器的固体的最大尺寸。通过这 些格栅之后，水进入位于格栅后方的入口腔室并且沿着管路进入WSW供给栗的抽吸口。
[0239] WSW栗位于栗地板的相反侧上的两个组中。每侧上有一半的栗，并且针对每个组具 有来自入口腔室的分开的抽吸连接部。该配置将通过入口腔室的任何部分的最大流量限制 为总流量的大约十六分之一，并且因此降低了引入系统中的摩擦损失。每个栗均在入口侧 设置有阀使得栗能够被隔离并且在需要时能够打开用于检查、维护等。栗由高效电机驱动， 采用变频驱动以使栗输出与负载匹配。
[0240] 需要控制WSW系统的生物积垢，特别是在系统的热传递表面上需要控制生物积垢， 并且为此将在栗的抽吸口处剂量投放适合的生物灭杀剂。
[0241] 热水流可能需要过滤以去除可能阻塞热交换器中的狭窄通道的较大的悬浮颗粒。 如果需要，可以为此使用大型自动过滤器或"碎片过滤器"。悬浮物质可能被保留在拦网上 然后通过反冲洗来去除。携带悬浮固体的反冲洗流出物将沿着管路到达电站的排放流以便 返回至海洋。用于此目的的确切的要求将在收集更多与海水质量有关的数据之后对设计进 行的进一步发展过程中决定。
[0242] 过滤后的热海水(WSW)被分配至蒸发器热交换器。WSW沿着期望的顺序流过串联的 四个电站循环的蒸发器。从最后一个循环出来的WSW流出物在大海表面下方的大约175英尺 或更深的深度处被排放。然后慢慢地下沉至海水的温度与流出物的温度（因此密度）匹配的 深度处。
[0243] 虽然本文中的实施方式描述了浮式离岸船舶或平台中的多级热交换器、通过连续 的错开板条式冷水管抽取冷水，但是可以理解的是其他实施方式也在发明的范畴内。例如， 冷水管可以联接至岸上设备。连续的错开板条式管可以用于长度与直径比显著的其他引入 或排放管。错开板条式结构可以包含在传统分段式管构造中使用的管段中。多级热交换器 和一体化的流体通道可以包含在包括了岸基OTEC设备的岸基设备中。此外，热水可以是热 的淡水、地热加热水或者工业排放水(例如，来自核电站或其他工业设备的排放的冷却水）。 冷水可以是冷的淡水。本文中描述的OTEC系统和组成部件可以用于电能生产或者用于其他 使用领域，包括:盐水脱盐;水提纯;深层水再生利用；水产业;生物质或生物燃料的生产;还 有一些其他行业。
[0244] 本文中涉及到的所有引用文献的全部内容通过引用合并于此。
[0245] 其他实施方式在随附的权利要求书的范围内。
【主权项】
1. 一种海洋热能转换电站，其包括： 船舶，该船舶具有上提设备、上提缆绳、第一锥形连接面和接触垫;和 冷水管，该冷水管包括： 第一纵向部，该第一纵向部包括具有第二锥形连接面和吊耳的上提凸缘;和 第二纵向部，该第二纵向部在所述第一纵向部的下方，其中所述第二纵向部的柔性大 于所述第一纵向部的柔性， 其中利用所述冷水管的与所述船舶静态连接的所述第一纵向部来使所述冷水管被定 位。2. 根据权利要求1所述的海洋热能转换电站，其特征在于，所述冷水管进一步包括： 第三纵向部，该第三纵向部在所述第二纵向部的下方，其中所述第三纵向部的柔性小 于所述第二纵向部的柔性。3. 根据权利要求2所述的海洋热能转换电站，其特征在于，所述冷水管的所述第三纵向 部比所述冷水管的所述第二纵向部长。4. 根据权利要求1所述的海洋热能转换电站，其特征在于，所述第二锥形连接面与所述 船舶的所述接触垫接触以形成水密密封。5. 根据权利要求1所述的海洋热能转换电站，其特征在于， 所述船舶限定了管接收凹部，所述管接收凹部具有第一直径； 其中所述冷水管具有比所述管接收凹部的所述第一直径小的第二直径和布置在所述 冷水管上的支承面;并且 其中在所述管接收凹部上布置有一个或多个爪，所述一个或多个爪能与所述支承面操 作，当所述爪与所述支承面接触时，所述爪限定与所述第一直径或所述第二直径不同的第 三直径。6. 根据权利要求1所述的海洋热能转换电站，其特征在于，所述冷水管是板条式管。7. 根据权利要求6所述的海洋热能转换电站，其特征在于，所述冷水管是错开板条式 管。8. 根据权利要求1所述的海洋热能转换电站，其特征在于，所述冷水管的所述第一纵向 部的壁比所述冷水管的所述第二纵向部的壁厚。9. 一种将冷水管连接至海洋热能转换电站的船舶的方法，所述方法包括： 以如下方式将所述冷水管的第一纵向部插入到所述船舶的管接收凹部内：所述冷水管 的所述第一纵向部与所述船舶静态连接，使得柔性比所述冷水管的所述第一纵向部大的所 述冷水管的第二纵向部从所述冷水管的所述第一纵向部向下延伸。10. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括从所述冷水管的所 述第二纵向部支撑所述冷水管的第三纵向部，所述冷水管的第三纵向部的柔性比所述冷水 管的所述第二纵向部的柔性小。11. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，将所述冷水管的所述第一纵向部插入所 述管接收凹部内包括:在所述管接收凹部的第一锥形连接面和所述冷水管的所述第一纵向 部的第二锥形连接面之间进行牢固的连接。12. 根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在所述管接收凹部的第一锥形连接面和 所述冷水管的所述第一纵向部的第二锥形连接面之间进行牢固的连接包括： 在所述管接收凹部的第一锥形连接面和所述冷水管的所述第一纵向部的第二锥形连 接面之间形成水密密封。13. -种离岸发电结构，所述结构包括浸没部，所述浸没部进一步包括： 一体的多级蒸发器系统，其包括以如下方式配置的第一级蒸发器、第二级蒸发器、第三 级蒸发器和第四级蒸发器:所述第一级蒸发器的热水出口向所述第二级蒸发器的热水入口 排放，所述第二级蒸发器的热水出口向所述第三级蒸发器的热水入口排放，所述第三级蒸 发器的热水出口向所述第四级蒸发器的热水入口排放； 一体的多级冷凝系统，其包括以如下方式配置的第一级冷凝器、第二级冷凝器、第三级 冷凝器和第四级冷凝器:所述第一级冷凝器的冷水出口向所述第二级冷凝器的冷水入口排 放，所述第二级冷凝器的冷水出口向所述第三级冷凝器的冷水入口排放，所述第三级冷凝 器的冷水出口向所述第四级冷凝器的冷水入口排放； 工作流体； 第一工作流体循环在所述第一级蒸发器和所述第四级冷凝器之间延伸，所述第一工作 流体循环包括所述工作流体的一部分； 第二工作流体循环在所述第二级蒸发器和所述第三级冷凝器之间延伸，所述第二工作 流体循环包括所述工作流体的一部分； 第三工作流体循环在所述第三级蒸发器和所述第二级冷凝器之间延伸，所述第三工作 流体循环包括所述工作流体的一部分;和 第四工作流体循环在所述第四级蒸发器和所述第一级冷凝器之间延伸，所述第四工作 流体循环包括所述工作流体的一部分。14. 根据权利要求13所述的离岸发电结构，其特征在于，所述一体的多级蒸发器系统的 蒸发器垂向地串联排列。15. 根据权利要求14所述的离岸发电结构，其特征在于，所述一体的多级冷凝系统的冷 凝器垂向地串联排列。16. 根据权利要求13所述的离岸发电结构，其特征在于，所述离岸发电结构包括热水管 道，所述热水管道形成所述离岸发电结构的浸没部的结构构件。17. 根据权利要求13所述的离岸发电结构，其特征在于，所述离岸发电结构包括冷水管 道，所述冷水管道形成所述离岸发电结构的浸没部的结构构件。18. 根据权利要求13所述的离岸发电结构，其特征在于，热水沿与被冷却的热水的自然 对流方向相同的方向流过所述多级蒸发器系统。19. 根据权利要求13所述的离岸发电结构，其特征在于，冷水沿与被加热的冷水的自然 对流方向相同的方向流过所述多级冷凝系统。20. 根据权利要求13所述的离岸发电结构，其特征在于，所述离岸发电结构包括海洋热 能转换系统。21. 根据权利要求13所述的离岸发电结构，其特征在于，所述第一工作流体循环、所述 第二工作流体循环、所述第三工作流体循环和所述第四工作流体循环中的每一个均包括涡 轮机。22. 根据权利要求21所述的离岸发电结构，其特征在于，所述第一工作流体循环、所述 第二工作流体循环、所述第三工作流体循环和所述第四工作流体循环中的每一个的所述涡 轮机包括氨涡轮机。23. 根据权利要求21所述的离岸发电结构，其特征在于，所述第一工作流体循环、所述 第二工作流体循环、所述第三工作流体循环和所述第四工作流体循环中的每一个的所述涡 轮机具有相同的性能规格。24. -种离岸发电结构，其包括： 多级蒸发器部，所述多级蒸发器部包括： 与第一工作流体接触的第一级蒸发器热交换表面，所述第一级蒸发器热交换表面排出 到第二级蒸发器热交换表面;和 与第二工作流体接触的第二级蒸发器热交换表面， 多级冷凝器部， 发电部， 冷水管连接，和 冷水管， 其中所述第一工作流体和所述第二工作流体包括同一类型的流体。25. 根据权利要求24所述的离岸发电结构，其特征在于， 所述第二级蒸发器热交换表面排出到第三级蒸发器热交换表面;所述第三级蒸发器热 交换表面与第三工作流体接触，并且所述第三级蒸发器热交换表面排出到第四级蒸发器热 交换表面;并且 所述第四级蒸发器热交换表面与第四工作流体接触； 其中所述第一工作流体、所述第二工作流体、所述第三工作流体和所述第四工作流体 包括同一类型的流体。26. 根据权利要求25所述的离岸发电结构，其特征在于，所述第一工作流体和所述第四 工作流体与第一涡轮发电机连通，并且所述第二工作流体和所述第三工作流体与第二涡轮 发电机连通。27. 根据权利要求26所述的离岸发电结构，其特征在于，所述第一涡轮机包括第一氨涡 轮机，所述第二涡轮机包括第二氨涡轮机。28. 根据权利要求26所述的离岸发电结构，其特征在于，所述第一涡轮机和所述第二涡 轮机具有相同的性能规格。29. 根据权利要求24所述的离岸发电结构，其特征在于，热水管道包括所述浸没部的结 构构件。30. 根据权利要求24所述的离岸发电结构，其特征在于，所述多级冷凝器部包括四级冷 凝器。31. 根据权利要求30所述的离岸发电结构，其特征在于，具有所述冷水管道的所述四级 冷凝器部包括： 与所述第四工作流体接触的第一级冷凝器热交换表面，所述第一级冷凝器热交换表面 排出到第二级冷凝器热交换表面； 与所述第三工作流体接触的所述第二级冷凝器热交换表面，所述第二级冷凝器热交换 表面排出到第三级冷凝器热交换表面； 与所述第二工作流体接触的所述第三级冷凝器热交换表面，所述第三级冷凝器热交换 表面排出到第四级冷凝器热交换表面； 与所述第一工作流体接触的所述第四级冷器热交换表面。
【专利摘要】一种离岸发电结构，该结构包括浸没部，该浸没部具有：包括一体的多级蒸发器系统的第一甲板部、包括一体的多级冷凝系统的第二甲板部、容纳发电设备的第三甲板部、冷水管和冷水管连接部。
【IPC分类】F03G7/05, F01K17/00
【公开号】CN105464915
【申请号】CN201510765433
【发明人】B·R·科尔, J·M·罗斯, A·瑞科瑞特, H·斯班纳勒, W·舒尔茨, R·克鲁尔, L·J·夏皮罗
【申请人】阿贝尔基金会
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2011年1月21日