浅谈海洋温差能发电PPT课件.ppt

海洋温差能发电 汇报人 1 目录 一 海洋温差能 海洋温差能 oceanthermalenergy 又称海洋热能 利用海洋中受太阳能加热的暖和的表层水与较冷的深层水之间的温差进行发电而获得的能量 法国科学家的ArsenedArsonval于1881年首次提出海洋温度差发电的构想 于是1930年Claude在古巴的近海 首次利用海洋温度差能量发电成功 海洋温差能的特点 二 发电原理及过程 发电基本原理 利用海洋表层的温海水直接作为工质 或作为热源对循环工质加热 工质汽化后驱动汽轮机发电 用深层低温海水 将做功后的工质气体冷却 使之重新变为液体 并讲入下一转驱动循环 三 转换技术 一 开式循环系统 开式循环不使用其他介质 不需要海水与工质的热交换 因此可以减少二次热交换而产生的热损失 也不会因为工质的泄漏而对环境造成破坏 结构相对简单 如果开式循环采用间壁式冷凝器 则可得到淡水 开式循环系统图 二 闭式循环系统 闭式循环由于使用了低沸点工质 使整个装置 特别是透平机组的尺寸大大缩小 因此易于实现装置的小型化以及规模的大型化 没有不凝性气体对系统的影响 通常采用低沸点工质 如丙烷 异丁烷 氛里昂 氨等 作为工作物质 吸收表层海水的热量而成为蒸汽 用来推动汽轮发电机组发电 做完功的低沸点工质再送进冷凝器 由深层的冷海水冷凝 通过泵把液态工质重新打入蒸发器 然后用表层海水使工质再次蒸发而继续发电 闭式循环系统图 混合式循环系统是在闭式循环的基础上结合开式循环改造而成的 混合式循环系统有两种形式 一种是温海水先闪蒸 闪蒸出来的蒸汽在蒸发器内加热工质的同时被冷凝为淡水 另一种是温海水通过蒸发器加热工质 然后再在闪蒸器内闪蒸 闪蒸出来的蒸汽用从冷凝器出来的冷海水冷凝 混合式循环系统既可发电 又可产生淡水 具有开式循环和闭式循环的优点 混合式系统 1混合式系统 2 三 混合式循环系统 提升式循环采用多微孔 约0 1微米孔径 组成的雾化器 用海洋温水作热源 一小部分水在雾化器中被蒸发 大部分水成雾状 于是 汽液两相流在底部和顶部的压差下由提升管慢慢被提升到顶部的冷凝器 再由深海的冷水进行喷淋冷却 被冷却的水以其势能推动水轮机旋转 带动发电机发电 4 提升式循环系统 提升式循环系统图 5 Kalina循环系统 Kalina循环采用的工质是氨水混合物 氨水混合物通过蒸发器 一部分变为蒸汽 蒸汽通过气液分离器之后再进入汽轮机做工 从气液分离器中分离出来的液态氨水 在回热器内放热 预热将要进入蒸发器内的氨水工质 然后进入冷凝器 和从汽轮机出来的氨水工质一起被深层海水冷却 冷却的工质再次被泵打入预热器 然后进入蒸发器进行下一次循环 Kalina循环系统图 四 发电装置 五 技术分布 国外 美国 1979年8月美国在夏威夷建成第一座闭式Mini OTEC装置是温差能利用的一个里程碑 这座50kw级的电站不仅系统地验证了温差能利用的技术可行性 而且为大型化的发展取得了丰富的设计 建造和运行经验 Mini OTEC的成功 引起了美国能源部的重视 并1981年在夏威夷建造了另一座被称为OTEC一1的1MW的以氨为工质的闭式实验装置 1993年太平洋高技术研究国际中心 PICHTR 在夏威夷建成210kw开式循环系统 净输出40 50kw 并开始探索对于海水温差能的综合利用 PlCHTR还开发了利用冷海水进行空调 制冷及海水养殖等附属产业 在太平洋热带岛屿显示出良好的市场前景 五 技术分布 国外 日本 在海水温差能研究开发方面投资力度很大 并在海洋热能发电系统和换热器技术方面领先于美国 迄今日本共建造了3座海水温差试验电站 均为岸基式 1980年6月 日本在瑙鲁共和国开始建造一座100kW闭式循环温差电站 并于1981年10月开始发电试验 1981年8月 九洲电力公司等又在鹿儿岛县的德之岛开始研建50kW的试验电站 并于1982年9月开始发电试验并运行到1994年8月为止 此外 佐贺大学还于1985年建造了一座75kW的实验室装置 并得到35kW的净功率 世界范围主要的海洋温差能发电示范装置及其性能指标 五 技术分布 国内 1985年 中国科学院广州能源研究所开始对温差利用中的一种 雾滴提升循环 方法进行研究 2004 2005年 天津大学对混合式海洋温差能利用系统进行了研究 并就小型化试验用200w氨饱和蒸汽透平进行理论研究和计算 2006年以来 我国海洋局第一海洋研究所在海洋温差能发电方面做了比较多的工作 重点开展了闭式海洋温差能发电循环系统的研究 其设计的 国海循环 方案的理论效率达到了5 1 2008年 我国海洋局第一海洋研究所承担了 十一五 国家科技支撑计划 重点项目 15KW海洋温差能关键技术与设备的研制 建成了利用电厂蒸汽余热加热工质进行热循环的温差能发电装置用以进行模拟研究 设计功率为15KW 目前还未开机发电 六 认识与建议 我国有着丰富的海洋资源 主要分布在南海和台湾海域 尤其是南海中部的西沙群岛海域和台湾以东海区 具有日照强烈 温差大且稳定 全年可开发利用 冷水层离岸距离小 近岸海底地形陡峻等优点 开发利用条件良好 可作为国家温差能资源的先期开发区 据计算 南海温差能资源理论蕴藏量约为1 19 1 33 1019千焦耳 技术上可开发利用的能量 热效率取7 约为 8 33 9 31 10取50 利用资源10 装机容量达13 21 14 76亿千瓦 我国台湾岛以东海域表层水温全年在24 28 C 500 800米以下的深层水温在5 C以下 全年水温差2O 24