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1、海洋温差能发电研究报告,汇报人：,研究背景,海洋是世界上最大的太阳能采集器，它吸收的太阳能达37万亿千瓦，是目前人类电力消耗总功率的大约4000倍，仅可开发利用部分也已远远超出全球总能耗，其中海洋温差能(Ocean Thermal Energy Conversion）作为仅次于波浪能的海洋能源，其发电波动小、能量密度高，被国际社会普遍认为是最具开发利用价值和潜力的海洋能资源，我国海洋温差能也十分丰富（理论储量为14.4102115.91021 J，可开发总装机容量为 17.4710818.33108 kW），主要集中在南海海域全世界海洋蕴藏的海水温差能量大约能够发电600亿kW。在传统化石能源
2、日趋枯竭和环境污染的形势下，积极开发海洋温差能已成为未来能源战略的重要选择。,研究背景,从中国海南省南面经东沙群岛南段至台湾省东岸以北的区域，海水表层温度常年在24 左右，但由于上游、水深一般在200500m，海水表深温差在10左右，不具备可开发温差能资源，而南面的海域水深陡然达到1000m以上，海水表层温度常年在16左右，海水表深温度差约为20，具有非常优越的可开发海洋温差能资源，可作为近期海洋温差能开发的主要目标区域。例如西沙群岛附近水深1500 2000m，海水表深温差为22 左右；中沙群岛附近水深4000m，海水表深温差为22 左右，位于我国南海最南端的南沙群岛附近，水深在200030
3、00m，海水表层水温在30 左右，表深温差为26。,目 录,PPT模板下载：,研究现状,海洋温差能也被称做海洋热能，是因深部海水与表面海水的温差而产生的能量。海洋温差发电是利用海洋表层海水(太阳辐射能大部分转化为热能，形成2627的热水层)与深层海水(1-6)的温差而发电的方式。全世界海洋蕴藏的海水温差能量大约能够发电600亿kW。目前，美国和日本在海洋温差能发电上的研究起步较早，技术较为成熟，我国则与之存在较大的差距。可以说美国和日本在海洋温差能的研究中起了主导作用，并已经试运行了一系列的示范工程。下表为近年来国际在海洋温差能方面的工作进展。,研究现状,研究现状,研究现状,研究现状,研究现状
4、,中国的海洋温差能储量比较丰富，但研究工作的起步较晚。20世纪80年代初，中国科学院广州能源研究所、中国海洋大学和天津海洋局技术中心研究所等单位开始温差能发电装置的研究。中国国内的关于温差能发电的研究成果见下表。,研究现状,设计原理,发电基本原理：利用海洋表层的温海水直接作为工质，或作为热源对循环工质加热，工质汽化后驱动汽轮机发电;用深层低温海水，将做功后的工质气体冷却，使之重新变为液体，并讲入下一转驱动循环。,开式循环不使用其他介质，不需要海水与工质的热交换，因此可以减少二次热交换而产生的热损失；也不会因为工质的泄漏而对环境造成破坏;结构相对简单。如果开式循环采用间壁式冷凝器，则可得到淡水。
5、,开式循环系统图,设计原理,闭式循环由于使用了低沸点工质，使整个装置、特别是透平机组的尺寸大大缩小，因此易于实现装置的小型化以及规模的大型化。没有不凝性气体对系统的影响。,通常采用低沸点工质(如丙烷、异丁烷、氛里昂、氨等)作为工作物质，吸收表层海水的热量而成为蒸汽，用来推动汽轮发电机组发电。做完功的低沸点工质再送进冷凝器，由深层的冷海水冷凝，通过泵把液态工质重新打入蒸发器，然后用表层海水使工质再次蒸发而继续发电。,闭式循环系统图,设计原理,混合式循环系统是在闭式循环的基础上结合开式循环改造而成的。混合式循环系统有两种形式，一种是温海水先闪蒸，闪蒸出来的蒸汽在蒸发器内加热工质的同时被冷凝为淡水;
6、另一种是温海水通过蒸发器加热工质，然后再在闪蒸器内闪蒸，闪蒸出来的蒸汽用从冷凝器出来的冷海水冷凝。,混合式系统#1 混合式系统#2,混合式循环系统既可发电，又可产生淡水，具有开式循环和闭式循环的优点。,设计原理,提升式循环采用多微孔(约0.1微米孔径)组成的雾化器，用海洋温水作热源，一小部分水在雾化器中被蒸发，大部分水成雾状。于是，汽液两相流在底部和顶部的压差下由提升管慢慢被提升到顶部的冷凝器，再由深海的冷水进行喷淋冷却，被冷却的水以其势能推动水轮机旋转，带动发电机发电。,提升式循环系统图,设计原理,发电装置,世界范围主要的海洋温差能发电示范装置及其性能指标,海洋温差能发电装置的核心技术包括泵
7、与涡轮机技术、平台技术、平台定位技术、热交换器技术、冷水管技术、平台水管接口技术及水下电缆技术,温差能发电装置的运行完全依靠泵和涡轮机的运转。相比于其他技术，泵与涡轮机是最成熟的、离大规模工业应用最近的技术。,在海上油气工业以及海上风电工业的驱动下，海上平台的设计、建造、运行以及维修都已经发展得非常成熟，平台在面对恶劣天气时也表现得更加稳定可靠。,随着海上油气工业的发展，平台定位技术也有了长足的发展，目前可以进行锚链定位的水深已经达到了3000m。,应用于闭循环的换热器已经通过示范工程得到验证，应用于混合循环的换热器设计已经成型，而且使用混合工质的换热器的研究也取得一定进展。,目前冷水管的材料
8、主要包括R玻璃、高密度聚乙烯、玻璃纤维复合塑料和碳纤维化合物，并且通常采用拉挤成型技术将其加工成具有中空的“三明治结构管壁”的水管,平台水管接口技术主要分为：软管连接、固定连接和万向节连接。,在海上石油工业和海上风电发展的带动下，水下电缆的研究有了发展，目前全球范围已有10条0500kV 的海底交流电缆以及20条最高功率达到500kV的海底直流电缆在运行中，其中大部分电缆都是在近10年安装的，尤其是海上风电产业的发展使得500kV的海底电缆已经成为一种常规设备。,技术难点,冷水管及其与平台的接口是海洋温差能装置所独有的设备，而且是整个温差能发电技术中最为复杂的个系统，其发展目前面临着巨大的技术
9、挑战，是制约最终整套装置能否成功的关键技术问题。,平台水管接口的技术挑战主要体现在其固定和部署上。如果接口出现泄漏现象，整套装置的效率就会下降，而现场的修复工作因为要在水下开展，将会非常困难且造价极高；当接口完全失效时，可能导致冷水管的脱落和丢失，将严重影响工程进度并大大增加工程 的造价。,现有海底电缆技术还存在着很大的局限。首先，虽然海底电缆最高额定电压可达 到500kV，但多数电缆的额定电压在100kV以下，因此可供 海洋温差能装置使用的电 缆的选择受到了限制。其次，电缆在长距离输送电力的过程中不可避免地会有大量的能量损失,再次,对于额定电压在500kV以上的额定电缆，目前没有成型的产品。
10、,总之，现有技术已经可以建造小于10MW的离岸式闭循环海洋温差能发电装置。温差能发电转装置的一些关键技术已经成熟，但针对100MW以上的大规模装置在冷水管技术、平台管接口技术和海底电缆技术方面还存在着一些显著的技术瓶颈。,技术难点,技术难点,新工质的不断开发和现有工质（HCFC-ZZ氟利昂、NH、NH-HO混合体、R及甲烷等）的改进；热交换器是OTEC系统的关键设备，其材料在 对抗海洋生物附着和海水、工质腐蚀方面的性能须要有新突破；深层海水释放到表层海水中，导致表层海水温度下降，由此引发的生态系统的变化不可忽视；由于海水温差的局限性，要获得所希望的功率，就必须提高海水的流量，从而对管道的强度和保温性提出了更高的要求。这些技术难点是制约海洋温差发电技术发展的瓶颈。,THANKS,
