一种适用于海上平台低温位热源的温差能发电系统的制作方法

本发明涉及海洋温差能发电，尤其涉及一种适用于海上平台低温位热源的温差能发电系统。

背景技术：

1、海洋温差能是指海洋表层海水和深层海水之间由于温差而导致的热能。海洋温差能最常见的利用方式是发电。传统海洋温差能发电基本原理是利用海洋表面的温海水加热某些低沸点工质，并使之汽化以驱动透平、带动发电机发电；透平出口工质蒸汽通过与深层冷海水换热冷凝，经工质泵输送到冷凝器。如此循环，便可实现海洋温差能发电。传统海洋温差能发电装置存在发电效率低和深层海水取水困难两大制约因素，严重限制了海洋温差能发电技术的推广应用。

2、海上平台位于海平面之上，在海上平台上探索海洋温差能发电装置的应用具有极佳的地理优势。同时，海上油气平台存在多种不同的余热，部分低温位热源因回收利用价值不高甚至被直接弃用。因此，如果能够将传统海洋温差能发电装置与平台余热利用合理结合起来，使得二者之间产生协同作用，将能够拓展海洋温差能应用场景，提高传统海洋温差能发电效率，实现温差能装置为平台提供部分电能的同时回收余热，减少平台co2排放。然而，现有技术中尚未有相关温差能发电系统能够将传统海洋温差能发电装置与平台余热利用合理结合起来。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：针对上述现有技术中存在的不足，提供一种适用于海上平台低温位热源的温差能发电系统，其能够将传统海洋温差能发电装置与平台余热利用合理结合起来，使得二者之间产生协同作用。

2、为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、一种适用于海上平台低温位热源的温差能发电系统，包括工质循环泵、汽化单元、发电机组、冷凝器、工质缓冲罐和海水取水单元，所述工质循环泵、所述汽化单元、所述发电机组和所述冷凝器依次连接，所述工质循环泵与所述汽化单元之间设置有第一阀门，所述汽化单元包括并联设置的第一汽化管路和第二汽化管路，所述第一汽化管路上依次设置有第二阀门、第一汽化器和第三阀门，所述第一汽化器的热源入口连接有第一热源输入管和第二热源输入管，所述第一热源输入管连接海上平台的温排水，所述第一热源输入管上设置有第四阀门，所述第二热源输入管连接海上平台的其它热源，所述第二热源输入管上设置有第五阀门，所述第二汽化管路上依次设置有第六阀门、第二汽化器和第七阀门，所述工质缓冲罐分别连接所述工质循环泵和所述冷凝器，所述工质缓冲罐储存有循环工质，所述海水取水单元分别连接所述第一汽化器的热源入口和所述冷凝器的冷媒入口。

4、优选的，所述的海上平台的其它热源包括但不限于导热油或天然气。

5、优选的，所述发电机组分别连接海上平台电网和海上电网控制系统。

6、优选的，所述海水取水单元包括温海水取水单元和冷海水取水单元，所述温海水取水单元连接所述第一汽化器的热源入口，所述冷海水取水单元连接所述冷凝器的冷媒入口。

7、优选的，所述温海水取水单元包括第一温海水管、温海水泵和第二温海水管，所述第一温海水管连接所述温海水泵的入口，所述第一温海水管上设置有第八阀门，所述第二温海水管连接所述温海水泵的出口和所述第二汽化器的热源入口。

8、优选的，所述冷海水取水单元包括第一冷海水管、冷海水泵和第二冷海水管，所述第一冷海水管连接所述冷海水泵的入口，所述第一冷海水管上设置有第九阀门，所述第二冷海水管连接所述冷海水泵的热源出口和所述冷凝器的冷媒入口。

9、优选的，所述第一温海水管通过连接管连接所述第一冷海水管，所述连接管上设置有第十阀门。

10、优选的，所述第一温海水管和所述第一冷海水管上分别设置有过滤器。

11、优选的，所述循环工质包括单一工质或混合工质。

12、优选的，所述循环工质包括氨和/或氟利昂。

13、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

14、(1)本发明将温差能发电与海水平台多种余热利用结合起来，开拓了传统海洋温差能全新应用场景，实现了温差能发电装置发电效率提升与海上平台余热回收利用；

15、(2)本发明可根据各个平台用电需求、余热状况、海水温度随季节波动的情况以及取水装置的情况，实现灵活调整，甚至在不取用冷海水的情况下，依然保持运行发电状态；

16、(3)本发明能够利用温差能或海上平台余热进行发电以替代部分平台用电，从而减少了海上平台的燃油或燃气消耗量以及co2排放；

17、(4)本发明为海上平台提供了一种多能耦合利用的路径和方案。

技术特征：

1.一种适用于海上平台低温位热源的温差能发电系统，其特征在于，包括工质循环泵(1)、汽化单元(2)、发电机组(3)、冷凝器(4)、工质缓冲罐(5)和海水取水单元(6)，所述工质循环泵(1)、所述汽化单元(2)、所述发电机组(3)和所述冷凝器(4)依次连接，所述工质循环泵(1)与所述汽化单元(2)之间设置有第一阀门(7)，所述汽化单元(2)包括并联设置的第一汽化管路(21)和第二汽化管路(22)，所述第一汽化管路(21)上依次设置有第二阀门(211)、第一汽化器(212)和第三阀门(213)，所述第一汽化器(212)的热源入口连接有第一热源输入管(214)和第二热源输入管(215)，所述第一热源输入管(214)连接海上平台的温排水，所述第一热源输入管(214)上设置有第四阀门(216)，所述第二热源输入管(215)连接海上平台的其它热源，所述第二热源输入管(215)上设置有第五阀门(217)，所述第二汽化管路(22)上依次设置有第六阀门(221)、第二汽化器(222)和第七阀门(223)，所述工质缓冲罐(5)分别连接所述工质循环泵(1)和所述冷凝器(4)，所述工质缓冲罐(5)储存有循环工质，所述海水取水单元(6)分别连接所述第一汽化器(212)的热源入口和所述冷凝器(4)的冷媒入口。

2.如权利要求1的适用于海上平台低温位热源的温差能发电系统，其特征在于，所述的海上平台的其它热源包括但不限于导热油或天然气。

3.如权利要求1的适用于海上平台低温位热源的温差能发电系统，其特征在于，所述发电机组(3)分别连接海上平台电网(8)和海上电网控制系统(9)。

4.如权利要求1的适用于海上平台低温位热源的温差能发电系统，其特征在于，所述海水取水单元(6)包括温海水取水单元(61)和冷海水取水单元(62)，所述温海水取水单元(61)连接所述第一汽化器(212)的热源入口，所述冷海水取水单元(62)连接所述冷凝器(4)的冷媒入口。

5.如权利要求4的适用于海上平台低温位热源的温差能发电系统，其特征在于，所述温海水取水单元(61)包括第一温海水管(611)、温海水泵(612)和第二温海水管(613)，所述第一温海水管(611)连接所述温海水泵(612)的入口，所述第一温海水管(611)上设置有第八阀门(614)，所述第二温海水管(613)连接所述温海水泵(612)的出口和所述第二汽化器(222)的热源入口。

6.如权利要求5的适用于海上平台低温位热源的温差能发电系统，其特征在于，所述冷海水取水单元(62)包括第一冷海水管(621)、冷海水泵(622)和第二冷海水管(623)，所述第一冷海水管(621)连接所述冷海水泵(622)的入口，所述第一冷海水管(621)上设置有第九阀门(624)，所述第二冷海水管(623)连接所述冷海水泵(622)的热源出口和所述冷凝器(4)的冷媒入口。

7.如权利要求6的适用于海上平台低温位热源的温差能发电系统，其特征在于，所述第一温海水管(611)通过连接管(63)连接所述第一冷海水管(621)，所述连接管(63)上设置有第十阀门(631)。

8.如权利要求6的适用于海上平台低温位热源的温差能发电系统，其特征在于，所述第一温海水管(611)和所述第一冷海水管(621)上分别设置有过滤器(64)。

9.如权利要求1的适用于海上平台低温位热源的温差能发电系统，其特征在于，所述循环工质包括单一工质或混合工质。

10.如权利要求9的适用于海上平台低温位热源的温差能发电系统，其特征在于，所述循环工质包括氨和/或氟利昂。

技术总结
本发明提供了一种适用于海上平台低温位热源的温差能发电系统，包括工质循环泵、汽化单元、发电机组、冷凝器、工质缓冲罐和海水取水单元，工质循环泵、汽化单元、发电机组和冷凝器依次连接，工质循环泵与汽化单元之间设置有第一阀门，汽化单元包括并联设置的第一汽化管路和第二汽化管路，第一汽化管路上依次设置有第二阀门、第一汽化器和第三阀门，第一汽化器连接有第一热源输入管和第二热源输入管，第二汽化管路上依次设置有第六阀门、第二汽化器和第七阀门，工质缓冲罐分别连接工质循环泵和冷凝器，海水取水单元分别连接第一汽化器和冷凝器。与现有技术相比，能够将传统海洋温差能发电装置与平台余热利用合理结合起来，使得二者之间产生协同作用。

技术研发人员：陈宏举,于邦廷,李翠,吴勇虎,张一平,李元芳
受保护的技术使用者：中海石油（中国）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29