形成海洋溫差能的源頭

　　溫差是指物體溫度的高低差別數值。按所取平均方法不同可分為算術(shù)平均溫差和對數平均溫差。下面是小編為大家整理的形成海洋溫差能的源頭是什么，僅供參考，歡迎閱讀。

　　一、形成海洋溫差能的源頭是什么

　　源頭是太陽(yáng)能。在各種海洋能之中，海洋溫差能屬于海洋熱能，其能量的主要來(lái)源是蘊藏在海洋中的太陽(yáng)輻射能。海洋溫差能具有儲量巨大以及隨時(shí)間變化相對穩定的特點(diǎn)，因此，利用海洋溫差能發(fā)電有望為一些地區提供大規模的、穩定的電力。

　　二、海洋溫差能

　　海洋溫差能的利用主要是溫差發(fā)電。早在1881年，法國物理學(xué)家阿松瓦爾（J.D′Arsonval）就提出了海洋溫差發(fā)電的設想。直到1929年才由法國工程師克勞德（G.Claude）建立起試驗裝置，證實(shí)了海洋溫差發(fā)電的可能性。但是當時(shí)限于技術(shù)、材料和資金等諸多問(wèn)題，未能真正建造海洋溫差發(fā)電站。

　　又過(guò)去了半個(gè)多世紀，到1979年，世界出現第二次石油危機，美國能源部不惜重金在太平洋中心海洋溫差條件最佳的夏威夷著(zhù)手進(jìn)行海洋熱能轉換，由夏威夷自然能源實(shí)驗室負責，利用一艘268噸的海軍駁船安裝海洋溫差發(fā)電試驗臺。

　　采用液氨為工質(zhì)，以閉式朗肯循環(huán)方式，完成了中間介質(zhì)法的海洋溫差發(fā)電，設計功率50千瓦，實(shí)際發(fā)電53.6千瓦，減去水泵等自耗電35.1千瓦，凈輸出功率18.5千瓦，占總功率的34%。當時(shí)表面海水溫度28℃，海深663米的冷水溫度為7℃。為此，美國政府決定繼續向萬(wàn)千瓦級海洋溫差發(fā)電努力。

　　美國的試驗結果，引起了日本、英國、法國、瑞典、荷蘭等國的興趣。1981年，日本東京電力事業(yè)公司在南太平洋的瑙魯島也建起了一座100千瓦的海洋溫差發(fā)電裝置。

　　接著(zhù)1990年又在鹿兒島建起了一座兆瓦級的同類(lèi)電站。日本這兩座海洋溫差發(fā)電裝置都是岸式電站，鹿兒島取用370米深處的海水為15℃，因此，再利用柴油發(fā)電的余熱將表面海水加溫到40℃，使溫差達到25℃。

　　三、海洋溫差能分類(lèi)

　　根據所用工質(zhì)及流程的不同，一般可分為開(kāi)式循環(huán)、閉式循環(huán)和混合式循環(huán)，接近實(shí)用化的是閉式循環(huán)方式。

　　該系統主要由、冷凝器、蒸發(fā)器、汽輪機、發(fā)電機組等。

　　真空泵將系統內抽到一定真空，起動(dòng)溫水泵把表層的溫海水抽入蒸發(fā)器，由于系統內已保持有一定的真空度，所以溫海水就在蒸發(fā)器內沸騰蒸發(fā)，變?yōu)檎羝�。蒸汽�?jīng)管道由噴嘴噴出推動(dòng)汽輪機運轉，帶動(dòng)發(fā)電機發(fā)電。從汽輪機排出的廢汽進(jìn)入冷凝器，被由冷水泵從深層海水中抽上的冷海水所冷卻，重新凝結為水，并排入海中。在該系統中作為工質(zhì)的海水，由泵吸入蒸發(fā)器蒸發(fā)到最后排回大海，并未循環(huán)利用，故該工作系統稱(chēng)為開(kāi)式循環(huán)系統。

　　在開(kāi)式循環(huán)系統中，其冷凝水基本上是去鹽水，可以做為淡水供應需要，但因以海水作工作流體和介質(zhì)，蒸發(fā)器與冷凝器之間的壓力非常小，因此必須充分注意管道等的壓力損耗，同時(shí)為了獲得預期的輸出功率，必須使用極大的透平（可以和風(fēng)力渦輪機相比）。

　　1.閉式循環(huán)

　　閉式循環(huán)系統不以海水而采用一些低沸點(diǎn)的物質(zhì)（如丙烷、異丁烷、氟利昂、氨等）作為工作流體，在閉合回路中反復進(jìn)行蒸發(fā)、膨脹、冷凝。因為系統使用低沸點(diǎn)工作流體，蒸汽的壓力得到提高。

　　系統工作時(shí)，溫水泵把表層溫海水抽上送往蒸發(fā)器，通過(guò)蒸發(fā)器內的盤(pán)管把一部分熱量傳遞給低沸點(diǎn)的工作流體，例如：氨水從溫海水吸收足夠的熱量后，開(kāi)始沸騰并變?yōu)榘睔猓ò睔鈮毫�約為9.5×10^4Pa）。氨氣經(jīng)過(guò)汽輪機的葉片通道，膨脹作功，推動(dòng)汽輪機旋轉。汽輪機排出的氨氣進(jìn)入冷凝器，被冷水泵抽上的深層冷海水冷卻后重新變?yōu)橐簯B(tài)氨，用氨泵把冷凝器中的液態(tài)氨重新壓進(jìn)蒸發(fā)器，以供循環(huán)使用。

　　閉式循系環(huán)統的工作流體要根據發(fā)電條件（渦輪機條件、熱交換器條件）以及環(huán)境條件等來(lái)決定。已用氨、氟利昂、丙烷等工作流體，其中氨在經(jīng)濟性和熱傳導性等方面有突出優(yōu)點(diǎn)，很有競爭力，但在管路安裝方面還存在一些問(wèn)題。

　　閉式循環(huán)系統的優(yōu)點(diǎn)是：

　　(1)、可采用小型渦輪機，整套裝置可以實(shí)現小型化；

　　(2)、海水不用脫氣，免除了這一部分動(dòng)力需求。其缺點(diǎn)是：因為蒸發(fā)器和凝汽器采用表面式換熱器，導致這一部分體積巨大，金屬消耗量大，維護困難。

　　2.混合循環(huán)

　　該系統基本與閉式循環(huán)相同，但用溫海水閃蒸出來(lái)的低壓蒸汽來(lái)加熱低沸點(diǎn)工質(zhì)。這樣做的好處在于減少了蒸發(fā)器的體積，可節省材料，便于維護。

　　從海洋溫差發(fā)電設備的設置形式來(lái)看，大致分成陸上設備型和海上設備型兩類(lèi)。陸上型是把發(fā)電機設置在海岸，而把取水泵延伸到500～1000米或更深的深海處。例如1981年11月，日本在太平洋赤道地區的瑙魯共和國修建的世界上第一座功率為100千瓦的岸式熱能轉換站，即采用一條外徑為0.75米、長(cháng)1250米的聚乙烯管深入580米的海底設置取水口。這種設置形式很有發(fā)展前途。海上型是把吸水泵從船上吊掛下去，發(fā)電機組安裝在船上，電力通過(guò)海底電纜輸送。海上設備型又可分成三類(lèi)，即浮體式（包括表面浮體式、半潛式、潛水式）、著(zhù)底式和海上移動(dòng)式。例如，1979年在美國夏威夷建成的“mini OTEC”發(fā)電裝置，即安裝在一艘268噸的海軍駁船上，利用一根直徑0.6米、長(cháng)670米的聚乙烯冷水管垂直伸向海底吸取冷水。

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