[发明专利]一种温差发电方法和系统

说明书

技术领域

本发明属于温差发电领域，尤其涉及一种温差发电方法和系统。

背景技术

热带区域的海洋表层与几百至上千米深处存在着基本恒定的20～25℃的温差，这就为发电提供了一个总量巨大且非常稳定的冷热源。海洋温差发电（OTEC）的基本原理就是利用海洋表面的高温海水加热低沸点工质并使其汽化，或通过降压使海水汽化以驱动汽轮机发电。同时利用从海底提取的低温海水（4～6℃）将做功后的排气冷凝，使之重新变为液体。目前，全世界海洋温差能的理论估计储存量为100亿千瓦，所以OTEC被1981年联合国新能源和可再生能源会议确认为所有海洋能转换系统中最重要的。

现有技术的循环海洋温差发电的方法，都是蒸发器将热低沸点工质蒸汽化，然后利用蒸汽推动汽轮发电机组发电，然后，采用冷凝器将经过汽轮发电机组包含的汽轮机后的蒸汽冷却回液态的低沸点工质，并采用工质泵将该液态的低沸点工质泵回蒸发器。在海洋温差发电领域，无论是用朗肯循环还是上原循环等等，都是利用透平汽轮机带动发电机来进行发电的，小温差情况下，如11℃到25℃的小温差下，用蒸汽循环的汽轮机做功发电方式的效率很低：原因一是做功气体压差不算太大；原因二是气体膨胀做功前后的体积变化不大；原因三是对汽轮机要求较高，汽轮机在这种工况下热功转换效率低，输出功率也不大，需要大功率的话，要不就是汽轮机体积庞大，要不就需要多台汽轮机，在海面上形成庞大的采能场，成本高；原因四是膨胀做功后气体被冷源液化后，还需要消耗较多的电力把液体重新压入蒸发器进行循环等等，在小于11℃温差下，已经没有工程意义了。因此，采用现有的循环海洋温差发电的方法进行发电，效率低下，发电成本高，商业运营受到限制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种温差发电的方法和系统，以利用冷却后的液态的所述低沸点工质进行发电。

一方面，本发明提供一种温差发电方法，所述温差发电方法包括：

通过热媒加热低沸点工质以使所述低沸点工质从液态蒸发为气态；

在预设高度通过冷媒将气态的所述低沸点工质从气态冷却为液态；

利用液态的所述低沸点工质推动液轮发电机组发电以将所述预设高度的所述液态的所述低沸点工质的重力势能转化成电能。

一方面，本发明还提供一种温差发电系统，所述温差发电系统包括：

蒸发器，用于通过热媒加热低沸点工质以使所述低沸点工质蒸发为气态的所述低沸点工质；

冷凝器，所述冷凝器位于预设高度，用于通过冷媒将所述气态的所述低沸点工质冷却为液态的所述低沸点工质；

气态工质上升管，用于将从所述蒸发器蒸发的所述气态的所述低沸点工质导入至所述冷凝器；

所述温差发电系统还包括：

液轮发电机组，用于将所述预设高度的所述液态的所述低沸点工质的重力势能转化成电能；

液态工质下降管，用于控制所述冷凝器流出的液体经过所述液轮发电机组的液轮机以推动液轮发电机组发电。

本发明的有益效果：利用垂直的所述预设高度所具有的小温差，将液态的低沸点工质采用热媒进行热交换以生成气态的低沸点工质；在所述预设高度采用冷媒将气态的低沸点工质转化成具有大的重力势能的液态的低沸点工质，利用该液态的低沸点工质的重力势能推动位于低高度的液轮发电机组发电；相对于采用汽轮发电机组进行发电，采用液轮发电机组进行发电，大幅度提高了热能利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的温差发电方法的实现流程图；

图2是本发明实施例二提供的温差发电系统的系统架构图；

图3是本发明实施例二提供的适用于温带海洋的温差发电系统的系统架构图；

图4是本发明实施例二提供的适用于寒冷地带的温差发电系统的系统架构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

实施例一：

图1示出了实施例一提供的温差发电方法的工作流程，其实现流程详述如下：