[发明专利]一种海洋温差能系统透平输出功自适应控制系统及方法

权利要求书

1.一种海洋温差能系统透平输出功自适应控制系统，其特征在于，包括温度传感器和信号采集控制器；

四个所述温度传感器分别设置在海洋温差能系统的温海水回路和冷海水回路中热交换器的入口和出口处，用于实时测量温海水回路和冷海水回路中热交换器的入口温度和出口温度；

所述信号采集控制器分别电连接四个所述温度传感器，用于采用自适应算法，根据实时测量的入口温度和出口温度，实时计算使所述海洋温差能系统中透平达到稳定输出所需的海水流速，并根据实时计算的海水流速，实时控制所述海洋温差能系统中海水泵的流速，使所述海洋温差能系统的透平达到稳定输出的工作状态，自适应算法的过程为：

温海水回路的温海水流速V_ws随温海水的入口温度变化的关系满足下述公式：

其中，A_E为温海水回路中热交换器的换热面积，U_E为温海水回路中热交换器的热交换系数，为温海水比热，为温海水的入口温度，为温海水的出口温度，D_ws为温海水回路中温海水管的管径，T_E为工质蒸发温度；

当海洋中温海水的温度变化时，根据测量的温海水入口温度和出口温度，按照上述温海水回路的温海水流速V_ws随温海水的入口温度变化的关系式，自适应调节海洋温差能系统中温海水泵的流速，确保海洋温差能系统维持蒸发温度恒定；

冷海水流速V_cs随冷海水的入口温度变化的关系满足下述公式：

其中，A_C为冷海水回路中热交换器的换热面积，U_C为冷海水回路中热交换器的热交换系数，为冷海水比热，为冷海水的入口温度，为冷海水的出口温度，D_cs为冷海水回路中冷海水管的管径，T_C为工质冷凝温度；

当海洋中冷海水的温度变化时，根据测量的冷海水入口温度和出口温度，按照上述冷海水流速V_cs随冷海水的入口温度变化的关系式，自适应调节海洋温差能系统中冷海水泵流速，确保海洋温差能系统维持冷凝温度恒定，进而确保海洋温差能系统中透平功率的输出稳定。

2.如权利要求1所述的一种海洋温差能系统透平输出功自适应控制系统，其特征在于，所述海洋温差能系统中的海水泵包括温海水泵和冷海水泵，均采用带有流速测量和控制的可控流量泵。

3.如权利要求1所述的一种海洋温差能系统透平输出功自适应控制系统，其特征在于，所述温海水回路中的热交换器为蒸发器，所述冷海水回路中的热交换器为冷凝器。

4.一种海洋温差能系统透平输出功自适应控制方法，其特征在于，包括以下内容：

1)分别在海洋温差能系统的温海水回路和冷海水回路中热交换器的入口和出口处安装温度传感器；

2)四个温度传感器分别测量热交换器温海水的入口温度、热交换器温海水的出口温度、热交换器冷海水的入口温度和热交换器冷海水的出口温度，并将上述测量的温度数据发送至信号采集控制器；

3)信号采集控制器采用自适应算法，根据实时测量的温度数据，实时计算使海洋温差能系统中透平达到稳定输出所需的海水流速，并根据实时计算的海水流速，实时控制海洋温差能系统中海水泵的流速，使海洋温差能系统的透平达到稳定输出的工作状态，自适应算法的过程为：

温海水回路的温海水流速V_ws随温海水的入口温度变化的关系满足下述公式：

其中，A_E为温海水回路中热交换器的换热面积，U_E为温海水回路中热交换器的热交换系数，为温海水比热，为温海水的入口温度，为温海水的出口温度，D_ws为温海水回路中温海水管的管径，T_E为工质蒸发温度；

当海洋中温海水的温度变化时，根据测量的温海水入口温度和出口温度，按照上述温海水回路的温海水流速V_ws随温海水的入口温度变化的关系式，自适应调节海洋温差能系统中温海水泵的流速，确保海洋温差能系统维持蒸发温度恒定；

冷海水流速V_cs随冷海水的入口温度变化的关系满足下述公式：

其中，A_C为冷海水回路中热交换器的换热面积，U_C为冷海水回路中热交换器的热交换系数，为冷海水比热，为冷海水的入口温度，为冷海水的出口温度，D_cs为冷海水回路中冷海水管的管径，T_C为工质冷凝温度；

当海洋中冷海水的温度变化时，根据测量的冷海水入口温度和出口温度，按照上述冷海水流速V_cs随冷海水的入口温度变化的关系式，自适应调节海洋温差能系统中冷海水泵流速，确保海洋温差能系统维持冷凝温度恒定，进而确保海洋温差能系统中透平功率的输出稳定。