环效率。但汽体在实际上升过程中，若形成龙卷风效应，则中心液体温度Tc会持续下降，每个圆截面的做功温差变大，气体的热效率提高，大于原来上下温差下的卡诺循环效率，也就是增加了 Tc到Tl的温差输出功，最终的表现形式就是流出汽升管171a的中介液体温度降低了，液体热能转换为龙卷风效应所形成的旋转动能，图11黑色阴影部分即增加的热功输出。
[0091]龙卷风效应使气体的旋转动能增加，从而使中心气压变得更低，在下面形成负压，抵消了上面与下面的气压差，等于是增加了液体的“水头”高度，同时可吸入更多的中介液体上升，把汽体的旋转动能转换为中介液体的势能，最终增加发电功率。可通过控制液体的流量来调节龙卷风的转速，保持一个合理的旋转速度，多余的旋转动能与上升动能在汽升管171a的出口处，如图1所示可通过加设回流管道和安装风轮机组151a对这部分的汽体动能进行回收并发电，提高热效率。
[0092]由于热带海域海表层50米内温热海水平均温度在26°C左右，海洋中700米以下的海水温度接近4°C，冷能远远大于热能，冷海水受热密度变小自动上升，南北两极冷水会缓慢流入自动补充，利用率主要放在于提高热海水热能的利用率上，海洋温差能液力发电设备的合理化设计，主要着眼点在于如何提高海洋温差能的热效率上。
[0093]除了上述的各部分，本实施例中的海洋温差能液力发电设备其主体Ia还包括以下结构:
[0094]配电监控舱Ila:负责电力输送和海洋温差能液力发电设备运行监控功能，电力输送将发电舱19a发出的电转换为高压直流电，通过海底高压直流电缆输出到附近陆地；若远离大陆，则配电输出可在现场进行电解水制氢等，通过船只将氢气运输到陆地供应管道氢气，进行氢燃料电池发电；海洋温差能液力发电设备运行监控中，管道和各设备都安装有参数采集终端、控制终端、摄像头等等，在监控舱进行集成，参数采集包括压力、温度、流速、电力参数等等，可铺设海底光缆将信号传输回陆地监控点，进行远程监控。
[0095]浮力舱12a:安装有双向抽取海水的水泵及控制液位装置，控制海水在浮力舱12a的量，通过控制浮力来控制海洋温差能液力发电设备的下潜深度。
[0096]热泵舱13a:负责热海水的输送，安装有泵体，泵体抽取海面上温热海水到汽升舱17a，每个汽升舱17a配有一根或多根大管径热水管181a道和一根或多根大管径回水管道，各管道的入水口和出水口设有开关阀门。
[0097]冷泵舱14a:安装有泵体，每个汽升舱17a配有一根或多根大管径冷水管153a和一根或多根大管径出水管，管道的海水入口和出口设有开关阀门。泵体抽取冷水管153a来的经过冷却舱15a冷却液化二氧化碳汽体后的冷废水通过出水管或不需要出水管直接排出外面。
[0098]压缩舱16a:汽升管171a内的外围气体压力高、温度高、动能大，可进行回流回热利用，提高热效率。在压缩舱16a内，把汽升管171a外围上旋气体通过多个旋转出口引流出来到外部的涡管161a，用透平压缩机162a压缩(压缩比很小或无需压缩)进压气管1541a，通过压气管1541a将气体压缩进引液管154a—定深度的地方，气体被引液管154a往下流的低温二氧化碳液体先吸热，液化一部分变成气泡往下流动，液体压力不断增大，同时，由于液体下流受科氏力影响而旋转，形成的离心力也对气泡有压缩作用，气泡被压缩越来越小，放出的热量不断加热液体，温度不断提升，最后全部液化合一，这种加热方式称为高温区热交换。
[0099]为了进一步提高单位体积海水的热利用率，在实际中，可以采用多单元并联的方式进行发电，如图2所示，本实施例中的海洋温差能液力发电设备，其主体Ia为中空筒式结构，在内部竖直方向设有用于容纳较低温介质的冷却管153a，引液管154a设在冷却管153a夕卜，在引液管154a外环绕设有多个汽升舱17a。
[0100]本实施例中的主体Ia划分为8个独立的汽升舱17a，与其它舱一起组成8个独立运行的汽升单元，每一独立的汽升舱17a有独立的阀门和预留管155a，进行独立的控制或维护，某个汽升舱17a出现的故障，不影响其它结构的运行。
[0101]各汽升舱17a外壁设有隔热结构，并且多个汽升舱17a外壁组成本体的侧壁。隔热结构能使汽升舱17a内部温度不受外部海水影响。
[0102]在于各汽升舱17a内相邻外侧壁处，设有预留管155a，其可供海水通过，其可还进一步运输冷水、热水、回水等，或者预留用于布线、通风、通行等作用。
[0103]本实施例中的海洋温差能液力发电设备作为独立的海洋温差能液力发电设备，放置在海洋中，由于集中抽水和高功率的发电，各种损耗得到有效降低，发挥了规模效益，同时对海洋温差能液力发电设备的力学结构和回热利用进行了合理设计，保证海洋温差能液力发电设备的安全性，提高热效率和热水的热能利用率，使海洋温差能得到大规模开发利用。
[0104]本实施例中的海洋温差能液力发电设备具有8个独立的汽升舱17a，引液管154a直径3米，“水头”高度500米，汽升舱17a位置在海面下大约250米到750米深处，越往下，液态二氧化碳承受压力越大，密度越高，平均密度大约与水相同，流速是每秒9.5米，液轮机的效率为92% (由于发电后的液体动能又转换为上升势能，实际效率会更高)，则海洋温差能液力发电设备的装机总功率为:SS
[0105]Pl = mgh n/s = 3.14*1.5~2*9.8*500*9.5*8*0.92/1 = 242 万千瓦。
[0106]相应的，若汽升舱17a引2根直径6米的热水管181a，共有16根热水管181a抽取海表层热水，Th = 22°C，Tl = 7°C，温差15°C，热水有效利用温差3° C (海水温度26°C，1°C作为传热温差)，暂时不计龙卷风效应的影响，理论热效率η =5%，实际工况取η =4%,海水的热容c = 4.1KJ/Kg.K，抽水流速每秒11米。
[0107]则热海水提供的有效功率为:
[0108]P2 = m*c*k*q/s = 3.14*3'2*16*11*1000*4.1*3*0.04/1 = 245 万千瓦。
[0109]热泵舱内，若热水泵综合效率80%，热水泵消耗的功率:
[0110]P3 = l/2mv~2/n = 0.5*3.14*3~2*16*1000*11~2/0.8 = 3.42 万千瓦。
[0111]冷却管153a(冷水管)放置在中央，管道超大，流速低。冷泵舱内的冷水泵消耗的功率会比热水泵少，取相等的话，则消耗在热水泵和冷水泵的功率之和:
[0112]P4 = 6.84 万千瓦
[0113]水泵消耗的功率，大约是发电量的2.8%。
[0114]经计算，平均每天大约需抽取海洋表层温热海水4.2亿吨(立方米)，相当于抽取8.6平方公里、表层水深50米的温热海水。
[0115]相当于是每天抽取一个边长为2.93公里的正方形海域的表层50米深的海水，使其温度由26°C降为23 °C。
[0116]海洋中普遍存在洋流，发电后的降温海水会被洋流带走，热带海洋光照强，海水热能可得到有效补充，保证海洋温差能液力发电设备的热能供应，按海水年平均每平方米每秒吸收200J太阳能计算，一个边长为18公里的正方形海域就能吸收海洋温差能液力发电设备所需的热能，平均36公里可放置这样一个温差能发海洋温差能液力发电设备。
[0117]若计入龙卷风效应，则实际热效率增大，增大的幅度和海洋温差能液力发电设备玮度、汽流上升速度、汽升舱17a高度等相关。实际热效率增大则相应的发电功率也提高，如实际工况η提高了 2%，达到Tl =6%，同样的供水条件，海洋温差能液力发电设备的功率可达360万千瓦，多出的120万千瓦的功率能量，是由流入汽升舱17a的中介液体从Tl降温释放的热能提供的，同时产生相应的冷量，这些冷量正好把从中介液体蒸发出来的气体液化为温度Tl的液体，冷海水提供的总冷量不变。
[0118]就海洋温差能液力发电设备本身而言，各组成部分尽量实现内外压力的平衡，受力最大的是发电舱19a，发电舱19a大约在水深500米到800米左右，舱体受海水内压和液轮机组发电设备受二氧化碳液体外压都在100个大气压左右，需进行强化设计。
[0119]