海洋温差发电.docx

海洋温差发电报告 海洋是世界上最大的太阳能接收器,6000万平方公里的热带海洋平均每天吸收的太阳能, 相当于2500亿桶石油所含的热量.吸收太阳热能的海洋表面温度较高，大海里蕴藏着巨大的 热能，而一定深度海水温度较低.海洋温差发电是利用海洋表面和海洋深处的温度差来发电 的新技术。据估计只要把南北纬20度以内的热带海洋充分利用起来发电，水温降低1°C放 出的热量就有600亿千瓦发电容量，全世界人口按60亿计算，每人也能分得10千瓦，前景 是十分诱人的。自1979年8月在美国夏威夷建成世界上第一座温差发电装置以后，世界各 国都对海洋温差发电给予足够的重视，这是一种巨大的能源，同时又是一种有利于环保清洁 可再生的新能源，因此，如果能够充分利用这一技术，则能有效缓解能源问题。 海洋温差发电原理 海水随著深度愈深，温度愈低。根据调查，南太平洋的海水温度在水面是摄氏三十度， 水面下一百公尺处是二十三度，二百公尺处急降为十四度，五百公尺处就低到七度而已。也 就是利用这种温度差转为能量的。它的基本原理是利用太阳辐射的热量进入海面以下1米 处，就有60%?68%被海水吸收掉了，而几米以下的热量已所剩无几了，即使海面上有波 浪搅动，水温有所调节，但水深200米处，几乎没有热量传到。海洋温差发电就是将海洋表 面的温水引进真空锅炉，这时因压力突然大幅度下降，温度不高的温水也立即变成蒸汽。例 如，在压力为0.031兆帕时，24C的水也会沸腾。利用这种温度不高的蒸汽可以推动汽轮发 电机发电，然后用深层的冷海水冷凝乏气，继续使用。 从理论上说，冷、热水的温差在16.6C即可发电，但实际应用中一般都在20C以上。 凡南北纬度在20度以内的热带海洋都适合温差发电。例如，我国西沙群岛海域，在5月份 测得水深30米以内的水温为30C，而1000米深处便只有5C，完全适合温差发电。 海洋温差发电的发电系统 1 .开式循环系统 开式循环系统如图所示。表层温海水在闪蒸蒸发器中由于闪蒸而产生蒸汽，蒸汽进人汽 轮机做功后再流人凝汽器。来自深层的冷海水作为凝汽器的冷却介质。由于水蒸汽是在负压 下工作，所以必须配置真空泵。这种系统简单，还可兼制淡水；但设备和管道体积庞大，真 空泵及抽水水泵耗功较多，影响发电效率。 微海水冷水泵洋海水 微海水 冷水泵 洋海水 2.闭式循环系统 来自表层的温海水先在热交换器内将热量传给低沸点工质一丙烷、氨等，使之蒸发，产 生的蒸汽再推动汽轮机做功。深层冷海水仍作为凝汽器的冷却介质。这种系统因不需要真空 泵是目前海洋温差发电中常采用的循环。海洋温差发电由于冷热温差很小，其效率远低于 普通火电厂，仅为3%左右，且温差小，换热面积大，建设费用高；海水腐蚀和海洋生物 的吸附以及远离陆地输电困难等不利因素都制约着海洋温差发电的发展。但海洋辽阔，储 能丰富，修建海上温差发电站仍具有广阔前景 3混合式循环系统 混合式循环系统与闭式循环系统有些类似，唯一不同是在蒸发器的部分，混合式循环系 统的温海水先经过闪现蒸发器，是其中一部分转化为水蒸气，随即将蒸汽导入第二个蒸发器。 水蒸气在此冷却，并释放潜能，此潜能再将低沸点工作流体蒸发，工作流体循环，于是构成 一种封闭式循环系统。设计混合式发电系统的原因是避免温海水对热交换器所产生的生物附 着，同时，本系统在第二个蒸发器中还有淡水副产品产出，而且，开始系统低容量的缺陷也 可以得到解决 邮水器I I水 I冷础 海洋温差发电的技术难题 海洋温差发电存在着若干技术难题，它们是制约技术发展的瓶颈。 1） 热交换器表而容易附着生物使表而换热系数降低，这对整个系统的经济性影响极大。 美国阿贡实验室发现，每天进行1小时的间断加氯，可有效控制生物体附着。但这种方法对 环境有一定影响，因此仍有待于寻找更合适的方法。 2） 冷水管问题。冷水管是未来nIEC技术发展而临的极大挑战。因为海洋温差仅20 0C， 所以冷热海水的流量要非常大才能获得所希望的功率。而为了减小海水在管内流动的压头损 失，管道直径必须非常大。据估计，商业规模电站的冷水管直径应在S m左右。冷水管必 须足够长，以便其入曰能到达深层。尤其是岸式系统要求冷水管长度达2 000 m，才可到达 600 一 900 m深度。冷水管必须有足够的强度，以保证30年使用寿命。冷水管的保温性能 也要好，以免冷海水温度升高影响热效率。这些问题现在还没有完全解决。 3） 开式循环系统的低压汽轮机效率太低，这也是开式循环系统还不能商业化的重要原 因。要达到海洋温差能的商业规模利用，并实现产业化，除了解决技术上的难题以外，还需 要考虑另外一些因素。如自然条件和地理位置，只有在赤道附近一定范围内的海域，表层海 水温度达到25r以上，才适宜海洋温差发电。如果发电位置与负荷中心距离太远，势必加 大输电成本