水压式闭式循环海水温差发电方法，浮体式闭式循环海水温差发电方法.pdf

本发明属于海水温差发电技术类。
    现有的闭式循环海水温差发电技术是用泵把低沸点液体通过导管泵入放在温海水中的热交换器，低沸点液体在常温常压下吸收温海水提供的热量后沸腾，产生具有一定压力的蒸汽去推动汽轮发电机运行，工作后的蒸汽送进冷凝器加压冷凝，冷凝后的液体再由泵泵入放在温海水中的蒸发器来循环地发电。

    本发明的目的是改变闭式循环的过程来提高温差发电效率的同时降低建设温差发电站的成本。

    水压式和浮体式闭式循环海水温差发电方法是这样实现的：用计量泵把较薄的每个水平胶皮带相连而制成的第一热交换带和第二交换带锚系在其水柱压强远大于低沸点液体处在温海水温度时蒸汽压的处在海洋深处的热水引水管内，每个水平放置的胶皮带中进入的低沸点液体通过计量泵送入上一层地胶皮带，并通过计量泵进入每个水平胶皮带的液体的压强要略大于每个水平胶皮带所在的水柱压强，用较薄的胶皮带制成的冷凝热交换带的少倾斜的胶皮带一端用泵相连后通过钢管与第一热交换带底相连，而胶皮带的另一端分别通过不同的钢管与不同压强的压缩机相连，并从不同压强的压缩机进入每个胶皮带的蒸汽的压强要略大于该胶皮带所在的水柱压强，冷凝热交换带和两个热交换带的每个胶皮带上底和下底之间的距离要尽量小。第一热交换带内的低沸点液体被热水引水管内的温海水加热到与温海水相同温度后从第一热交换带的顶部通过钢管及计量阀进入蒸发管内蒸发，蒸发的蒸汽进入不同压强的压缩机压缩，被压缩的蒸汽通过不同的钢管进入冷凝热交换带的胶皮带一端后被冷水引水管内的冷水冷凝成与冷海水相同温度的液体，被冷凝的液体通过该胶皮带的另一端通过钢管和泵送入第一热交换带底部来完成低沸点液体的第一循环。第二热交换带内的低沸点液体被热水引水管内的温海水加热到与温海水相同温度后通过计量阀及钢管从第二热交换带的顶部进入用钢材制成的蒸发箱底内，在蒸发箱内蒸发的蒸汽通过蒸发箱的顶部进入压强差发电系统，从压强差发电系统中出来的蒸汽进入蒸发管外的冷凝箱内与蒸发管内蒸发的定量的低沸点液体交换能量后冷凝成与冷水引水管内的冷水温度相同的液体，被冷凝的低沸点液体通过泵和钢管送入第二热交换带底来完成低沸点液体的第二循环。低沸点液体在第一循环和第二循环过程中造成的蒸发箱中蒸发的与温海水相同温度的低沸点液体的蒸汽和在冷凝箱内被冷凝成与冷水温度相同的低沸点液体的蒸汽的压强差来在压强差发电系统中发生。水压式闭式循环海水温差发电方法的压强差发电系统是这样实现的：水平放置的循环导水管内设置水轮机和发电机，在水轮机和发电机的左或右方设置由两个水闸和导水管内壁形成的第一水容器和第二水容器并联，在第一水容器和第二水容器内各设置能充满水容器的胶皮带，每个胶皮带通过汽阀和钢管与蒸发箱的顶部相通，每个胶皮带各通过另一汽阀和钢管与蒸发管外的冷凝箱相通，打开第一水容器的某一水闸，关闭第二水容器的两个水闸，往循环导水管内充满水后封闭，此时充满第二水容器的胶皮带中进满与温海水相同温度的高温蒸汽，关闭第一水容器内的胶皮带和冷凝箱相通钢管的汽阀和第二水容器的胶皮带和蒸发箱相通钢管的汽阀，打开第一水容器的胶皮带和蒸发箱顶部相通钢管的汽阀和第二水容器的胶皮带和冷凝箱相通钢管的汽阀的同时打开第二水容器的某一水闸，此时从蒸发箱中出来的与温海水相同温度的高温蒸汽进入第一水容器的胶皮带中充满第二水容器的胶皮带内的高温蒸汽通过汽阀和钢管进入蒸发管外的冷凝箱内与蒸发管内蒸发的定量的低沸点液体交换能量后冷凝成与冷水温度相同的液体，此时冷凝箱以及第二水容器内的蒸汽压是低沸点液体处在冷海水温度时的蒸汽压强，而进入第一水容器的胶皮带内的蒸汽的压强是低沸点液体处在温海水温度时的蒸汽压强，因而在第一水容器和第二水容器之间造成了低沸点液体处在温海水温度时蒸汽压和低沸点液体处在冷海水温度时蒸汽压的压强差。利用此压强差把第一水容器内的水沿着顺时针方向推向第二水容器内的同时推动水轮机发电，第一水容器内的水全部排出的同时第二水容器内进满水后及时关闭第一水容器的胶皮带和蒸发箱相通钢管的汽阀和第二水容器的胶皮带和冷凝箱相通钢管的汽阀，打开第一水容器的胶皮带和冷凝箱相通钢管的汽阀和第二水容器的胶皮带和蒸发箱相通钢管的汽阀的同时打开第一水容器的原先关闭的水闸而关闭原先打开着的水闸，打开第二水容器的原先关闭的水闸，而关闭第二水容器中原先打开的水闸，此时蒸发箱内的高温蒸汽进入第二水容器的胶皮带，第一水容器内的高温蒸汽进入蒸发管外的冷凝箱内冷凝成与冷海水相同温度的液体，因而在第二水容器和第一水容器胶皮带内的蒸气又造成了高温蒸汽和低温蒸汽的压强差，此压强差把进入第二水容器内的水沿着顺时针方向推向第一水容器的过程中推动水轮机发电。如此循环往复地利用海水温差能造成的压强差来发电。浮体式闭式循环海水温差发电方法的压强差发电系统是这样实现的：顶部由可以上下移动的活塞构成的长方体内设置能充满长方体容积的胶皮带，长方体顶部设置能挡住活塞往上顶出而能通过水的铁杆，每个长方体内的胶皮带分别通过具有汽阀的耐压胶皮管和循环耐压胶皮管相通，循环耐压胶皮管和蒸发箱顶部用足够长的耐压胶皮管相通，每个长方体的胶皮带通过另一具有汽阀的耐压胶皮管和另一循环耐压胶皮管相通，此循环耐压胶皮管和蒸发管外的冷凝箱顶部通过足够长的另一耐压胶皮管相通，尽量多的每个长方体用铁链连在与发电机动轮相连的环形铁链上，发电机和动轮用皮带相连的整个设备用支架与浮筒相连后用锚链锚系在海洋中，并长方体处在环形铁链的底部时该长方体底部所在的水柱压强略小于从蒸发箱中出来的与温海水相同温度的低沸点液体的蒸汽压，而长方体处在环形铁链的顶部时该长方体顶部所在的水柱压强要略大于冷凝箱内的与冷海水相同温度的低沸点液体的蒸汽压。每个长方体沿顺时针方向转到环形铁链顶部的右方时打开胶皮带和冷凝箱相通的汽阀，关闭胶皮带和蒸发箱相通的汽阀，胶皮带内的高压蒸汽通过汽阀和耐压胶皮管进入循环耐压胶皮管后再通过足够长的耐压胶皮管进入蒸发管外的冷凝箱内冷凝成与冷海水相同温度的液体，冷凝后冷凝箱内和该长方体内的蒸汽压是低沸点液体处在冷海水温度时的蒸汽压，在水柱压强的作用下把活塞和胶皮带都压到长方体底部的同时把蒸汽全部挤进蒸发管外的冷凝箱冷凝;每个长方体沿顺时针方向转到环形铁链底部的左侧时打开胶皮带和蒸发箱相通的汽阀、关闭胶皮带和冷凝箱相通的汽阀，蒸发箱内的高温蒸汽通过足够长的耐压胶皮管，循环耐压胶皮管和汽阀进入该长方体的胶皮带内，高温蒸汽把该长方体的活塞顶到被铁杆挡住为止的同时排开长方体内的海水，因而环形铁链左边的长方体所受的浮力是本身钢材排开海水所受的浮力和蒸汽排开海水所受的浮力之和，而环形铁链右边的长方体所受的浮力是本身钢材排开海水所受的浮力，所以环形铁链左右侧的长方体之间造成了浮力差，利用此浮力差以及浮筒所受的浮力大于长方体所受的浮力差等条件，用铁链带动齿轮和与齿轮相连的发电机发电。

    因为本发明采用的蒸发器和冷凝器是把较薄的胶皮带放在海洋的某一深处来制成，所以本发明投资小，热效率高，又因为低沸点液体在第一循环设备和第二循环设备中循环时造成的蒸汽压强差来发电，所以提高了发电效率。

    本发明的具体方法由以下的实施例及附图给出。

    图一、图二分别是本发明提出的水压式闭式循环海水温差发电方法和浮体式闭式循环海水温差发电方法的示意图。用计量泵22把每个较薄的水平胶皮带相连而制成的第一热交换带和第二热交换带12锚系在其所在的水柱压强远大于低沸点液体处在温海水温度时蒸汽压的海洋深处的热水引水管2和热水引水管13内，每个水平放置的胶皮带中进入的低沸点液体通过计量泵22送入上一层的水平胶皮带，并通过计量泵22送进每个水平胶皮带内的液体的压强要略大于该水平胶皮带所在的水柱压强，用较薄的胶皮带制成的冷凝热交换带8的少倾斜的每个胶皮带一端用泵10相连后通过钢管11与第一热交换带1底相连，而该胶皮带的另一端分别通过不同的钢管7与不同压强的压缩机6相连，并从不同压强的压缩机6进入每个胶皮带的蒸汽的压强要略大于少倾斜的该胶皮带所在的水柱压强，冷凝热交换带8和两个热交换带的胶皮带上底和下底之间的距离要尽量小。第一热交换带1内的低沸点液体被热水引水管2内的温海水加热到与温海水相同温度后从第一热交换带1的顶部通过钢管3及计量阀4进入蒸发管5内蒸发，蒸发的蒸汽进入不同压强的压缩机6压缩，被压缩的不同压强的蒸汽通过不同的钢管7进入冷凝交换带8的少倾斜的每个胶皮带一端后被冷水引水管9内的冷水冷凝成与冷海水相同温度的液体，被冷凝的液体通过少倾斜的每个胶皮带的另一端通过钢管11和泵10送入第一热交换带1底部来完成低沸点液体的第一循环。第二热交换带12内的低沸点液体被热水引水管13内的温海水加热到与温海水相同温度后通过计量阀14及钢管15进入用钢材制成的蒸发箱16底内，在蒸发箱16内蒸发的蒸汽通过蒸发箱16的顶部进入压强差发电系统，从压强差发电系统中出来的蒸汽进入第一循环设备的蒸发管5外的冷凝箱19内与蒸发管5内蒸发的定量的低沸点液体相互交换能量后冷凝成与冷水引水管9内冷水温度相同的液体，被冷凝的低沸点液体通过泵20和钢管21送入第二热交换带12底来完成低沸点液体的第二循环。低沸点液体在第一循环和第二循环过程中造成的在蒸发箱16中蒸发的与温海水相同温度的低沸点液体的蒸汽和在冷凝箱19内被冷凝成与冷水温度相同的低沸点液体的蒸汽的压强差来在压强差发电系统中发电。水压式闭式循环海水温差发电方法的压强差发电系统是如图一所示的方法来实现的：水平放置的循环导水管36内设置水轮机34和发电机35，在水轮机34和发电机35左或右方设置由水闸23、27和导水管36内壁形成的第一水容器25和由水闸24、28和导水管36内壁形成的第二水容器26相互并联，在第一水容器25和第二水容器26内各设置能充满水容器的胶皮带29和胶皮带30，胶皮带29通过汽阀31和钢管17与蒸发箱16相通，胶皮带30通过汽阀37和钢管17与蒸发箱16相通，胶皮带29通过汽阀32和钢管18与冷凝箱19的顶部相通，胶皮带30通过汽阀33和钢管18与冷凝箱19的顶部相通。打开水闸27，关闭水闸23，关闭水闸24和水闸28，往循环导水管36内充满水后封闭，此时胶皮带30内进满与温海水相同温度的高温蒸汽，关闭汽阀32，打开汽阀31，关闭汽阀37，打开汽阀33和水闸24，此时高温蒸汽进入第一水容器25的胶皮带29内，胶皮带30内的高温蒸汽进入冷凝箱19与蒸发管5内蒸发的定量的低沸点液体交换能量后冷凝成与冷水温度相同的液体，此时冷凝箱19和胶皮带30内的蒸汽压是低沸点液体处在冷海水温度时的蒸汽压，而胶皮带29内的蒸汽压是低沸点液体处在温海水温度时的蒸汽压强，因而在第一水容器25的胶皮带29和第二水容器26的胶皮带30内造成了蒸汽的压强差，利用此压强差把第一水容器25内的水沿着顺时针方向通过水闸27和水闸24推向第二水容器26的同时推动水轮机34和发电机35发电，第一水容器25内的水全部排出的同时第二水容器26内进满水后及时关闭汽阀31和水闸27，打开汽阀32和水闸23，与此同时关闭汽阀33和水闸24，打开汽阀37和水闸28，此时蒸发箱16内的高温蒸汽通过钢管17进入胶皮带30内，胶皮带29内的高温蒸汽进入冷凝箱19内冷凝成与冷海水相同温度的液体，因而在第二水容器26的胶皮带30和第一水容器25的胶皮带29内的蒸汽之间又造成了蒸汽压强差。此压强差把进入第二水容器26内的水沿顺时针方向推向第一水容器25内的同时推动水轮机34和发电机35发电。如此循环往复地利用海水温差能造成的压强差来发电。浮体式闭式循环海水温差发电方法的压强差发电系统是如图二所示的方法来实现的：顶部由可以上下移动的活塞23构成的长方体24内设置能充满长方体24容积的胶皮带25，长方体顶部设置能挡住活塞23往上顶出而能通过水的铁杆39，每个长方体24内的胶皮带25分别通过具有汽阀27的耐压胶皮管35与循环耐压胶皮管37相通，耐压胶皮管37和蒸发箱16的顶部用足够长的耐压胶皮管17相通，每个长方体24内的胶皮带25通过汽阀28和耐压胶皮管34与循环耐压胶皮管36相通，耐压胶皮管36和冷凝箱19的顶部通过足够长的耐压胶皮管18相通，尽量多的每个长方体24用铁链26连在与发电机齿轮30相连的环形铁链38上，发电机40和齿轮30用皮带29相连的整个设备用支架31，锚链33和浮筒32锚系在海洋中，并长方体24处在环形铁链38的底部时该长方体24底部所在的水柱压强略小于从蒸发箱16中出来的与温海水相同温度的低沸点液体的蒸汽压，而长方体24处在环形铁链38的顶部时该长方体24顶部所在的水柱压强略大于冷凝箱19内的与冷海水相同温度的低沸点液体的蒸汽压，每个长方体24沿顺时针方向转到环形铁链38顶部的右方时打开汽阀28，关闭汽阀27，此时该胶皮带25内的高温蒸汽通过汽阀28，耐压胶皮管34进入循环耐压胶皮管36后再通过足够长的耐压胶皮管18进入蒸发管5外的冷凝箱19内冷凝成与冷海水相同温度的液体，冷凝后冷凝箱19内和该长方体24内的蒸汽压是低沸点液体处在冷海水温度时蒸汽压，因而在水柱压强的作用下把活塞23和胶皮带25都压到长方体24底部的同时把该长方体24内的蒸汽全部挤入冷凝箱19冷凝，每个长方体24沿顺时针方向转到环形铁链38底部的左侧时打开汽阀27，关闭汽阀28，此时蒸发箱16内的高温蒸汽通过足够长的耐压胶皮管17进入循环耐压胶皮管37后再通过汽阀27和耐压胶皮管35进入该长方体24的胶皮带25内把活塞23顶到被铁杆39挡住为止的同时排开长方体24内的海水，因而环形铁链38左边的长方体24所受的浮力是本身钢材排开海水所受的浮力和蒸汽排开海水所受的浮力之和，而环形铁链右边的长方体24所受的浮力是本身钢材排开海水所受的浮力，所以环形铁链38左侧和右侧的长方体24之间造成了浮力差，利用此浮力差以及浮筒32所受的浮力大于长方体所受的浮力差等条件用环形铁链38带动齿轮30和与齿轮相连的发电机40发电。