[发明专利]一种空气源热泵辅热的海洋温差能发电系统

说明书

本申请公开了一种空气源热泵辅热的海洋温差能发电系统，包括：海水汲取模块、循环加热模块、空气源热泵辅热模块和控制模块；海水汲取模块分别与循环加热模块、空气源热泵辅热模块和控制模块连接，海水汲取模块用于抽取海水；循环加热模块还分别与空气源热泵辅热模块和控制模块连接，循环加热模块用于利用热源和海水完成发电；空气源热泵辅热模块还与控制模块连接，空气源热泵辅热模块用于提供热源；控制模块用于海水汲取模块、循环加热模块和空气源热泵辅热模块的集中控制。本申请通过提取表层暖海水对工质进行预热，并采用空气源热泵对工质进行二次加热、汽化，以避免因为低温海水因输送过程中冷能损失导致的温差减小，同时提高发电效率。

技术领域

本申请属于海洋温差能发电技术领域，具体涉及一种空气源热泵辅热的海洋温差能发电系统。

背景技术

目前，全世界海洋温差能的理论估计储存量为1000亿千瓦，具有极高的利用价值。在垂直方向上，海洋温度随着深度的下降存在着温度的改变，但是，海洋表层温度与深层海水温度在达到一定深度后温差会变得较为恒定。在海洋中海水深度每下降1000米，海水温度会下降1℃~2℃，但在水深3000米至4000米后，海水温度逐渐恒定至1℃至2℃，深度增加温度变化减小。不仅如此，随着海水提取深度的增加，冷海水冷能的沿程损失逐渐增加，温差损失增大，温差减小。

海洋中存在大量的海洋温差能资源，受到季节气候、昼夜温度波动大等问题的影响，温差能的利用存在较大困难，例如冬季海水温度降低、夜晚海洋温度骤降等。针对这类问题，现有技术中存在一种太阳能辅助海洋温差发电系统，但是太阳能供热也同样受到季节气候和昼夜温差的极大影响，不能从根本上解决问题。但是，空气源热泵在-25℃的条件下仍然可以稳定供热，相对于太阳能供热有显著优势。

发明内容

本申请旨在解决现有技术的不足，提出一种空气源热泵辅热的海洋温差能发电系统，利用节能高效的空气源热泵辅助加热海洋表层温水，提高海洋温差能的整体发电效率。

为实现上述目的，本申请提供了如下方案：

一种空气源热泵辅热的海洋温差能发电系统，包括：海水汲取模块、循环加热模块、空气源热泵辅热模块和控制模块；

所述海水汲取模块分别与所述循环加热模块、所述空气源热泵辅热模块和所述控制模块连接，所述海水汲取模块用于抽取海水；

所述循环加热模块还分别与所述空气源热泵辅热模块和所述控制模块连接，所述循环加热模块用于利用热源和所述海水完成发电；

所述空气源热泵辅热模块还与所述控制模块连接，所述空气源热泵辅热模块用于提供所述热源；

所述控制模块用于所述海水汲取模块、所述循环加热模块和所述空气源热泵辅热模块的集中控制。

优选的，所述海水汲取模块包括：暖海水泵、冷海水泵、第一过滤器、第二过滤器、第一流量传感器和第二流量传感器；

所述冷海水泵前端与所述第一过滤器连接，所述冷海水泵用于汲取深层的冷海水；

所述暖海水泵前端与所述第二过滤器连接，所述暖海水泵用于汲取表层的暖海水。

优选的，所述循环加热模块包括：冷凝器、工质罐、工质泵、预热器、汽化器、温度传感器、汽轮机和发电机；

所述冷凝器的冷海水入口通过第一海水管道与所述冷海水泵连接，所述冷凝器的冷海水出口通过第二海水管道与所述预热器的暖海水入口连接，所述冷凝器的工质入口与所述汽轮机连接，所述冷凝器的工质出口与所述工质罐连接，所述冷凝器用于冷凝所述冷海水，并将冷凝后冷海水输送至所述第二海水管道；

所述工质罐与所述工质泵连接，所述工质罐用于储存工质；

所述工质泵与所述预热器的工质入口连接，所述工质泵用于将所述工质泵入所述预热器中；

所述暖海水泵通过海水管道与所述预热器的所述暖海水入口连接；

所述预热器的工质出口与所述汽化器连接，所述预热器的暖海水出口通过第三海水管道与所述第一过滤器和所述第二过滤器连接；