海洋温差能液力发电设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及温差发电的技术领域，尤其涉及海洋温差能液力发电设备。
【背景技术】
[0002]温差式发电技术是在新能源技术探索中，研宄出的一种较为前沿的发电技术，其原理是借助外部介质的温差，使工质做功，最终推动叶轮转动发电。例如海洋温差发电技术，由于热带区域的海洋表层与几百至上千米深处之间存在着基本恒定的20?25°C的温差，为发电提供了一个总量巨大并且非常稳定的冷热源。目前，全世界海洋温差能的理论估计储存量为100亿千瓦，所以OTEC在1981年的联合国新能源和可再生能源会议中确认为所有海洋能转换系统中最重要的新能源系统。
[0003]在现有技术的海洋温差发电法，原理是利用温度较高的海水通过蒸发器将低沸点工质汽化，然后利用工质的蒸汽推动汽轮发电机组发电，完成后再利用温度较低的海水通过冷凝器将工质汽冷却回液态，并采用工质泵将该液态的工质泵回蒸发器，如此往复进行发电。在海洋温差发电领域，无论是用朗肯循环还是上原循环等等，都是利用透平汽轮机带动发电机来进行发电的，在小温差，如ire到25°C之间的环境下，由于小温差环境下工质前后体积变化小，导致压差小，最后蒸汽循环的汽轮机做功发电的效率低。并且常规汽轮机在这种工况下热功转换效率本身较低，如果需要提升功率，只能采用体积庞大的叶轮，或者采多叶轮排列，在海面上形成庞大的汽轮机采能场，导致建设成本和设备成本提高；膨胀做功后气体被冷源液化后，还需要消耗较多的电力把液体重新压入蒸发器进行循环，在温差较小的情况下耗费的电力与发出的电力相较，已经失去了温差发电工程的意义。
[0004]因此，采用现有的海洋温差发电的方法进行发电，发电效率低，发电成本高，无法商业化有效的利用海洋温差进行发电。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供海洋温差能液力发电设备，旨在解决现有技术的温差发电方式发电成本高，发电效率低的问题。
[0006]本实用新型是这样实现的，海洋温差能液力发电设备，可借助外部具有温差的介质与内部的工质相互热传递进行发电，包括可悬浮于水中的主体，所述主体自下而上依次设有可加热所述工质的蒸发舱、汽升舱以及用于冷却所述工质的冷却舱，所述汽升舱内容纳有较高温的所述介质，且设有可供所述工质受热上升的汽升管，所述主体下端设有发电舱，所述冷却舱通过竖直设置的弓I液管连通至所述发电舱，所述发电舱内设有叶轮。
[0007]进一步地，所述汽升舱内沿竖直方向设有多层用于使所述介质曲折流动的楼板，所述楼板设置于所述汽升舱内侧壁或所述汽升管外侧壁。
[0008]进一步地，汽升管由导热率高的金属材料制成，且沿其内壁设有顺时针或逆时针延伸的旋槽，外侧壁设有传热翅片。
[0009]进一步地，所述汽升管由保温材料制成且内壁平滑。
[0010]进一步地，所述主体还包括用于将所述工质上升动能转化为电能的风轮机组，所述风轮机组设置于所述汽升管上端。
[0011]进一步地，所述主体还包括用于将所述汽升管上端外围上旋的所述工质压缩并输入所述引液管的压缩舱。
[0012]进一步地，所述主体还包括用于提供浮力的浮力舱以及用于负责电力输送和运行监控的配电监控舱。
[0013]进一步地，所述主体为中空筒式结构，内部竖直方向设有用于容纳较低温所述介质的冷却管，所述引液管套设于所述冷却管外，所述引液管外环绕设有多个汽升舱。
[0014]进一步地，所述汽升舱外壁设有隔热结构，且多个所述汽升舱外壁组成所述主体的外侧壁。
[0015]进一步地，于各所述汽升舱内相邻所述外侧壁处，设有可供所述介质流经的介质管和用于布线、通风、通行的预留管。
[0016]与现有技术相比，本实用新型中的海洋温差能液力发电设备，其借助外部的介质温差进行发电。在运作中，分别抽取较高温的介质和较低温的介质，其中较高温的介质存在于蒸发舱和汽升舱，较低温的介质存在于冷却舱。工质在蒸发舱内受热，转化为气态或者气液混合状态，上升进入汽升管，由于汽升管浸泡在较高温介质中，工质持续受热上升，最终进入冷却舱被较低温的介质冷却，转化为液态，液态的工质通过液管，流入下端的发电舱冲击叶轮进行发电。这种发电方式利用工质改变物理状态的方式进行发电，与传统的体积膨胀式等温差发电法相比，具有发电成本低，发电效率高等优点。
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型实施例一提供的海洋温差能液力发电设备的整体结构示意图；
[0018]图2为本实用新型实施例一提供的海洋温差能液力发电设备的横截面剖视示意图；
[0019]图3为本实用新型实施例一中压缩舱结构示意图；
[0020]图4为本实用新型实施例一中压气管换热结构示意图；
[0021]图5为本实用新型实施例一中风轮机组结构示意图；
[0022]图6为本实用新型实施例一中冷却舱结构示意图；
[0023]图7为图6中热管的布置示意图；
[0024]图8为本实用新型实施例一中蒸发舱结构示意图；
[0025]图9为本实用新型实施例一中热功对比示意图；
[0026]图10为本实用新型实施例一中循环过程的温熵图；
[0027]图11为本实用新型实施例一龙卷风效应动能转化热能示意图；
[0028]图12为本实用新型实施例一无回水换热的温熵图；
[0029]图13为本实用新型实施例一有回水换热的温熵图；
[0030]图14为本实用新型实施例一增加压缩舱后的温熵图；
[0031]图15为本实用新型实施例二提供的海洋温差能液力发电设备的整体结构示意图；
[0032]图16为本实用新型实施例二提供的海洋温差能液力发电设备的横截面剖视示意图；
[0033]图17为本实用新型实施例三提供的海洋温差能液力发电设备的整体结构示意图；
[0034]图18为本实用新型实施例三提供的海洋温差能液力发电设备的横截面剖视示意图；
[0035]图19为本实用新型实施例四提供的海洋温差能液力发电设备的整体结构示意图；
[0036]图20为本实用新型实施例四提供的海洋温差能液力发电设备的横截面剖视示意图；
【具体实施方式】
[0037]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0038]以下结合具体附图对本实施例的实现进行详细的描述。
[0039]实施例一:
[0040]如图1至图14所示，本实施例提供海洋温差能液力发电设备，其放置于热带海洋中，悬浮在海面以下，由于深层海水和浅层海水具有较大的温差，并且可以提供高压环境，所以可借助不同深度处的海水作为介质，对工质进行热传递，最后实现发电。本实施例中采用的工质为二氧化碳，其具有液态和气态两种形态，本实施例下文中，如未特殊说明，二氧化碳即工质。
[0041]如图1和图2所示，本实施例中的海洋温差能液力发电设备包括主体la，主体Ia可悬浮在海面以下，其自下而上设有蒸发舱18a、汽升舱17a、冷却舱15a，在其下端还设有发电舱19a，冷却舱15a通过竖直的引液管154a连通至发电舱19a。在汽升舱17a内部设有汽升管171a。以下分别对各结构进行详细叙述:
[0042](I)蒸发舱18a:以热海水通过热交换器对液态二氧化碳进行加热，使其气化上升。同时从发电舱19a流出的大部分二氧化碳液体以喷流的方式从蒸发舱18a出口流出，并进入汽升管171a，被气体带动上升。
[0043](2)汽升舱17a:在舱内充满热海水，中间布置有汽升管171a，汽升管171a自下而上内径增大，从下向上体积逐渐膨胀。二氧化碳受热后通过汽升管171a上升，在上升的过程中被舱内热海水持续加热。
[0044](3)冷却舱15a:以冷海水对二氧化碳气体进行冷却，使其液化，冷却舱15a液体出口设有控制阀门，通过阀门流入引液管154a，流经引液管154a然后进入发电舱19a。
[0045](4)发电舱19a:内部设有叶轮和发电机组，