一种深海能源综合利用系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号(10)授权公告号CNCN103047085103047085B(45)授权公告日2014.12.03(21)申请号201210564751.7(22)申请日2012.12.22(73)专利权人中国科学院工程热物理研究所地址100190北京市海淀区北四环西路11号A202(72)发明人杨科吴蔚徐建中(51)Int.Cl.F03B13/14(2006.01)审查员黄晶华权权利要求书2页利要求书2页说明书4页说明书4页附图3页附图3页(54)发明名称一种深海能源综合利用系统(57)摘要本发明公开了一种深海能源综合利用系统，包括风力机、温差能发电装置、波浪能利用装置和洋流能利用装置，温差能发电装置包括闪蒸器、工质循环单元和发电机，工质循环单元中液态工质由工质泵输运至蒸发换热器，在蒸发换热器中吸热变为不饱和气体，推动汽轮机做功，之后进入冷凝换热器凝结为液态回流至工质泵；洋流能利用装置中，塔柱上端固接于浮台底部，靠近下端设置水力涡轮，水力涡轮驱动工质泵；波浪能利用装置包括多个浮子动力单元，位于浮台下方并靠近海面布置，其中至少一个浮子动力单元Ⅰ的进水口与表层海水连通，出水口与闪蒸器进口连通；至少一个浮子动力单元Ⅱ的进水口通过管路与深层海水连通，出水口与冷凝换热器进口连通。CN103047085BCN1034785BCN103047085B权利要求书1/2页1.一种深海能源综合利用系统，包括浮台、风力机、温差能发电装置、波浪能利用装置和洋流能利用装置，其特征在于，所述风力机设于浮台上方，所述温差能发电装置包括闪蒸器、工质循环单元和发电机，其中，所述工质循环单元包括通过管路依次连接的蒸发换热器、汽轮机、冷凝换热器和工质泵，液态工质由工质泵输运至蒸发换热器的冷侧，在蒸发换热器的冷侧中吸收热量后变为不饱和气体，推动汽轮机做功，之后进入冷凝换热器的热侧释放热量凝结为液态回流至工质泵；所述汽轮机驱动发电机；所述洋流能利用装置设于浮台下方，包括塔柱及垂直轴水力涡轮，所述塔柱上端固接于浮台底部，靠近下端的位置设置所述垂直轴水力涡轮，所述垂直轴水力涡轮驱动工质泵；所述波浪能利用装置包括围绕所述塔柱均布的多个浮子动力单元，所述多个浮子动力单元位于浮台下方并靠近海面布置，其中至少一个浮子动力单元Ⅰ的进水口直接与表层海水连通，出水口通过管路与所述闪蒸器的进口连通，所述闪蒸器的出口与所述蒸发换热器的热侧进口连通；至少一个浮子动力单元Ⅱ的进水口通过管路与深层海水连通，出水口通过管路与所述冷凝换热器的冷侧进口连通；所述温差能发电装置还包括备用泵，至少在所述闪蒸器的入水口、冷凝换热器冷侧的入水口的供水管路上设备用泵，在所述闪蒸器的入水口、所述蒸发换热器热侧的出水口、所述冷凝换热器冷侧的入水口及出水口布置流量传感器，当波浪能不足时，所述流量传感器检测到海水流量低于门限值，启动相应的备用泵，进行动力补充，当流量恢复时，则关闭备用泵；在所述垂直轴水力涡轮的输出轴布置转速传感器，当处于非洋流期时，转速传感器检测到所述垂直轴水力涡轮转速低于门限值，离合器将所述垂直轴水力涡轮输出轴与工质泵驱动轴分开，改用电驱动工质泵运行，当洋流期到来时，洋流能涡轮输出轴重新与工质泵连接运行。2.根据权利要求1所述的深海能源综合利用系统，其特征在于，所述蒸发换热器的热侧出口通过管路与一个浮子动力单元Ⅲ的进水口连通，所述冷凝换热器的冷侧出口通过管路与一个浮子动力单元Ⅳ的进水口连通。3.根据权利要求1所述的深海能源综合利用系统，其特征在于，所述蒸发换热器的热侧出口、所述冷凝换热器的冷侧出口直接与表层海水连通。4.根据权利要求1至3任一项所述的深海能源综合利用系统，其特征在于，所述闪蒸器、蒸发换热器、汽轮机、冷凝换热器设于浮台上方。5.根据权利要求1所述的深海能源综合利用系统，其特征在于，所述浮子动力单元包括漂浮于海面上的浮子和浸没于海水中的活塞缸，所述浮子通过连杆与活塞缸中的活塞相连，活塞将活塞缸分隔成两部分，活塞缸底部和顶部各设有两个孔，每侧安装着两个方向相反的单向液阀，一个用于进水，一个用于出水，分别构成活塞缸的进水口和出水口。6.根据权利要求1所述的深海能源综合利用系统，其特征在于，所述浮台为驳船式或半潜式平台结构。7.根据权利要求1所述的深海能源综合利用系统，其特征在于，所述备用泵与工质泵2CN103047085B权利要求书2/2页均由工质汽轮机的部分电力驱动。3CN103047085B说明书1/4页一种深海能源综合利用系统技术领域[0001]本发明涉及一种海上能源综合利用系统，尤其是一种深海漂浮式海上风能，温差能，波浪能，洋流能综合利用系统。该系统着眼于建立深海能源综合利用平台，具有良好的稳定性与经济性。背景技术[0002]