溫差發(fā)電方法和溫差發(fā)電設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及新能源的技術領域，尤其涉及溫差發(fā)電方法和溫差發(fā)電設備。
【背景技術】
[0002]溫差式發(fā)電技術是在新能源技術探索中，研究出的一種較為前沿的發(fā)電技術，其原理是借助外部介質(zhì)的溫差，使工質(zhì)做功，最終推動葉輪轉動發(fā)電。例如海洋溫差發(fā)電技術，由于熱帶區(qū)域的海洋表層與幾百至上千米深處之間存在著基本恒定的20?25°C的溫差，為發(fā)電提供了一個總量巨大并且非常穩(wěn)定的冷熱源。目前，全世界海洋溫差能的理論估計儲存量為100億千瓦，所以OTEC在1981年的聯(lián)合國新能源和可再生能源會議中確認為所有海洋能轉換系統(tǒng)中最重要的新能源系統(tǒng)。
[0003]在現(xiàn)有技術的海洋溫差發(fā)電法，原理是利用溫度較高的海水通過蒸發(fā)器將低沸點工質(zhì)汽化，然后利用工質(zhì)的蒸汽推動汽輪發(fā)電機組發(fā)電，完成后再利用溫度較低的海水通過冷凝器將工質(zhì)汽冷卻回液態(tài)，并采用工質(zhì)栗將該液態(tài)的工質(zhì)栗回蒸發(fā)器，如此往復進行發(fā)電。在海洋溫差發(fā)電領域，無論是用朗肯循環(huán)還是上原循環(huán)等等，都是利用透平汽輪機帶動發(fā)電機來進行發(fā)電的，在小溫差，如irC到25°C之間的環(huán)境下，由于小溫差環(huán)境下工質(zhì)前后體積變化小，導致壓差小，最后蒸汽循環(huán)的汽輪機做功發(fā)電的效率低。并且常規(guī)汽輪機在這種工況下熱功轉換效率本身較低，如果需要提升功率，只能采用體積龐大的葉輪，或者采多葉輪排列，在海面上形成龐大的汽輪機采能場，導致建設成本和設備成本提高；膨脹做功后氣體被冷源液化后，還需要消耗較多的電力把液體重新壓入蒸發(fā)器進行循環(huán)，在溫差較小的情況下耗費的電力與發(fā)出的電力相較，已經(jīng)失去了溫差發(fā)電工程的意義。
[0004]因此，采用現(xiàn)有的海洋溫差發(fā)電的方法進行發(fā)電，發(fā)電效率低，發(fā)電成本高，無法商業(yè)化有效的利用海洋溫差進行發(fā)電。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供溫差發(fā)電方法，旨在解決現(xiàn)有技術的溫差發(fā)電方式發(fā)電成本高，發(fā)電效率低的問題。
[0006]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，溫差發(fā)電方法，用于利用介質(zhì)的溫差使工質(zhì)推動葉輪轉動做功進行發(fā)電，包括以下步驟:
[0007]I)借助較高溫的所述介質(zhì)加熱所述工質(zhì)，使所述工質(zhì)被汽化上升至較高位置；
[0008]2)借助較低溫的所述介質(zhì)冷卻氣化上升的所述工質(zhì)，使所述工質(zhì)在較高位置冷凝為液態(tài)；
[0009]3)導流液態(tài)的所述工質(zhì)使其較高位置下落，推動葉輪機轉動做功發(fā)電；
[0010]4)導流并集中做功完成后的工質(zhì)，重復步驟I)。
[0011 ]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明中的海洋溫差發(fā)電方法，先加熱工質(zhì)，待其上升后冷凝液化，利用其重力勢能推動葉輪轉動發(fā)電。這種發(fā)電方式，對小溫差環(huán)境適應性強，對葉輪要求低，相應地發(fā)電成本低，發(fā)電效率高，而且易于推廣，可以有效的利用廣泛的溫差資源，例如海洋溫差、地表空氣溫差等進行發(fā)電。
[0012]本發(fā)明還提供了溫差發(fā)電設備，利用介質(zhì)的溫差使工質(zhì)推動葉輪轉動做功進行發(fā)電，包括可使所述工質(zhì)先加熱上升然后冷凝成為液態(tài)的轉化裝置和用于引導轉化成液態(tài)的所述工質(zhì)推動所述葉輪轉動的導流管，所述轉化裝置內(nèi)部開設有包括可供所述工質(zhì)受熱上升的內(nèi)腔，還包括可借助較高溫所述介質(zhì)進行熱交換的加熱結構以及可借助較低溫所述介質(zhì)進行熱交換的冷卻結構，所述加熱結構設置于所述轉化裝置下端，所述冷卻結構設置于所述轉化裝置上端，所述導流管豎直設置，其上端連通至所述內(nèi)腔的上部，其下端設有葉輪腔，所述葉輪設置于所述葉輪腔內(nèi)，所述葉輪腔下端連通至所述內(nèi)腔下部。
[0013]本發(fā)明中的溫差發(fā)電設備，其轉化裝置內(nèi)部控制壓強環(huán)境，外部抽取具有溫差的介質(zhì)與工質(zhì)進行熱交換，先使工質(zhì)先在氣態(tài)狀態(tài)下沿內(nèi)腔加熱上升，然后在高處冷凝轉化為液態(tài)，流下推動葉輪，利用其重力勢能進行發(fā)電。發(fā)電原理簡單，對小溫差環(huán)境適應性好，發(fā)電效率高、成本低。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明實施例一提供的溫差發(fā)電設備的整體結構示意圖；
[0015]圖2為本發(fā)明實施例一提供的溫差發(fā)電設備的另一種控溫結構原理圖；
[0016]圖3為圖1中接口加壓裝置的結構示意圖；
[0017]圖4為圖1中另外一種接口加壓裝置的結構示意圖；
[0018]圖5為本發(fā)明實施例二提供的溫差發(fā)電設備的整體結構示意圖；
[0019]圖6為圖5中加熱結構在水平方向延伸示意圖。
[0020]圖7為本發(fā)明實施例三提供的深海溫差發(fā)電設備的整體結構示意圖；
【具體實施方式】
[0021]為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0022]以下結合具體附圖對本實施例的實現(xiàn)進行詳細的描述。
[0023]實施例一:
[0024]本實施例提供了溫差發(fā)電方法，采用300-1000米下的冷海水作為較低溫介質(zhì)，洋表層100-200米熱海水作為較高溫介質(zhì)，二氧化碳作為主要工質(zhì)進行發(fā)電，包括以下步驟:
[0025]I)借助較高溫的介質(zhì)，即抽取的較高溫海水，通過熱交換加熱工質(zhì)，使其氣化上升;
[0026]2)借助較低溫的介質(zhì)，即抽取的較低溫海水，通過熱交換冷卻氣化上升的工質(zhì)，使其冷凝為液態(tài)；
[0027]3)導流液態(tài)的工質(zhì)從高處流下，推動葉輪機轉動做功發(fā)電；
[0028]4)導流集中做功完成的工質(zhì)，重復步驟I)。
[0029]本實施例中最后參與做功發(fā)電的介質(zhì)為液態(tài)，借助其重力勢能進行發(fā)電，而現(xiàn)有技術中是依靠氣態(tài)的介質(zhì)體積變化進行發(fā)電，二者相比，本實施例中采用的方法對葉輪本身的要求低，功能轉化效率高，而且更加適應溫差較小的環(huán)境下發(fā)電，其成本低，發(fā)電效率尚ο
[0030]本實施例中采用的工質(zhì)為二氧化碳，在實際使用中，還可以根據(jù)壓強、溫度的條件，在二氧化碳中參雜水蒸氣和/或霧化的小水珠作為次要工質(zhì)，利用二氧化碳受熱的升力攜帶水蒸氣或水蒸氣凝結的小水珠共同上升，水和二氧化碳還具有小部分形成碳酸的結合力，這些因素可共同提高熱能轉換為重力勢能的熱效率，增加總的重力勢能，從而提高發(fā)電效率。
[0031]以下結合本實施例提供的溫差發(fā)電設備1，詳細進行說明。如圖1所示，溫差發(fā)電設備1，包括轉化裝置和導流管12，轉化裝置包括內(nèi)腔、加熱結構132和冷卻結構131。內(nèi)腔沿豎直方向延伸，內(nèi)部容納有二氧化碳作為工質(zhì)。轉化裝置下端設有加熱結構132，加熱結構132可借助較高溫的海水加熱該位置，使位于該位置的工質(zhì)受熱并且沿內(nèi)腔上升；上端設有冷卻結構131，冷卻結構131可借助較低溫的海水冷卻該位置，使位于該位置的工質(zhì)冷凝。導流管12豎直設置，上端連通至內(nèi)腔的上部，可供冷凝后的工質(zhì)流出，下端設有葉輪腔122，葉輪設置于葉輪