【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及海洋温差能和太阳能综合利用，特别涉及一种海洋温差能和太阳能联合发电系统、海上平台及发电方法。
技术介绍
1、海洋温差能是指海洋中受太阳能加热的表层温海水与水深800米～1000米处的深层冷海水之间蕴藏的热能。海洋温差能最常见的利用方式是发电，其基本原理是利用海洋表面的温海水加热某些低沸点工质，并使之汽化以驱动膨胀机、带动发电机发电；膨胀机出口工质蒸汽通过与深层冷海水换热冷凝，经工质泵输送到蒸发器，完成一次循环。
2、与传统的火力发电相比，由于海洋温差能发电系统冷热源温差仅为20℃左右，存在热电转换效率低、海洋工程投资高等问题，导致单位电价成本较高，制约了海洋温差能开发的产业化发展。因此，当前出现了海洋温差能和太阳能联合驱动的发电系统，以结合两种能源的发电优势。
3、然而，现有的海洋温差能和太阳能联合驱动的发电系统存在对海水中的热量利用率不高的问题，该问题亟待解决。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的是提出一种海洋温差能和太阳能联合发电系统，旨在解决现有的海洋温差能和太阳能联合驱动的发电系统存在对海水中的热量利用率不高的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提出的海洋温差能和太阳能联合发电系统包括n级朗肯循环系统、温海水泵和发电设备，每级朗肯循环系统至少包括蒸发器和太阳能集热器，蒸发器的工质出口端与太阳能集热器的工质入口端连通；第k-1级朗肯循环系统中的蒸发器的海水出口端与第k级朗肯循环系统中的蒸发器的海水入口端连通；2≤k≤n；
3、在一实施方式中，发电系统还包括冷海水泵；每级朗肯循环系统还包括冷凝器；第k级朗肯循环系统中的冷凝器的海水出口端与第k-1级朗肯循环系统中的冷凝器的海水入口端连通；2≤k≤n；冷海水泵与第n级朗肯循环系统的冷凝器的海水入口端连通；冷凝器的工质入口端与发电设备连接，冷凝器的工质出口端与蒸发器的工质入口端连通；冷凝器用于对发电设备在发电过程中使用完毕的工质与供入的冷海水进行热交换。
4、在一实施方式中，发电系统还包括混合容器，混合容器的海水入口端分别与第n级朗肯循环系统的蒸发器、第1级朗肯循环系统的冷凝器连通；混合容器用于接收并混合来自第n级朗肯循环系统的蒸发器的温海水、第1级朗肯循环系统的冷凝器的冷海水，并将混合后的海水排放至海水同温层。
5、在一实施方式中，发电设备包括膨胀机和发电机；太阳能集热器的工质出口端与膨胀机的入口端连通；膨胀机的出口端与冷凝器连通；膨胀机的驱动端与发电机传动连接；每级朗肯循环系统还包括工质泵，工质泵的入口端与冷凝器的工质出口端连通，工质泵的出口端与蒸发器的工质入口端连通。
6、本专利技术还提出一种海上平台，包括上述的海洋温差能和太阳能联合发电系统。
7、本专利技术还提出一种发电方法，应用于上述的海洋温差能和太阳能联合的发电系统，蒸发器内部填充有高压液态工质，发电方法包括：
8、蒸发器使高压液态工质与温海水进行热交换，以使高压液态工质变为亚临界状态的高压气态工质，并将亚临界状态的高压气态工质输送至太阳能集热器中；
9、太阳能集热器将亚临界状态的高压气态工质加热至超临界状态，并将超临界状态的高压气态工质输送到朗肯循环系统的膨胀机中；
10、超临界状态的高压气态工质在膨胀机内部膨胀做功，驱动膨胀机的传动部，以带动发电机发电。
11、在一实施方式中，发电方法还包括：
12、超临界状态的高压气态工质在膨胀机内部膨胀做功后变为亚临界状态的乏汽；
13、膨胀机的出口端将乏汽输送至朗肯循环系统的冷凝器中；
14、冷凝器使乏汽与冷海水进行热交换，得到冷凝后的液态工质。
15、在一实施方式中，发电方法还包括：
16、朗肯循环系统的工质泵将冷凝后的液态工质加压得到高压液态工质，并将高压液态工质泵送至蒸发器中。
17、在一实施方式中，高压液态工质为有机工质。
18、在一实施方式中，发电方法还包括：
19、温海水泵将温海水依次泵送经过每级朗肯循环系统的蒸发器，以使温海水与每级朗肯循环系统的蒸发器发生热交换；
20、朗肯循环系统的冷海水泵将冷海水依次泵送经过每级朗肯循环系统的冷凝器，以使冷海水与每级朗肯循环系统的冷凝器发生热交换；其中，温海水的初始温度≥25℃，冷海水的初始温度≤7℃；
21、发电系统的混合容器接收并混合来自第n级朗肯循环系统的蒸发器的温海水、第1级朗肯循环系统的冷凝器的冷海水，并将混合后的海水排放至海水同温层。
22、本专利技术的技术方案通过采用海洋温差能和太阳能联合发电系统，包括n级朗肯循环系统、温海水泵和发电设备，每级朗肯循环系统至少包括蒸发器和太阳能集热器，蒸发器的工质出口端与太阳能集热器的工质入口端连通；第k-1级朗肯循环系统中的蒸发器的海水出口端与第k级朗肯循环系统中的蒸发器的海水入口端连通；2≤k≤n；温海水泵与第1级朗肯循环系统的蒸发器的海水入口端连通；发电设备与太阳能集热器的工质出口端连接；蒸发器用于对供入的工质与供入的温海水进行热交换；太阳能集热器用于对供入的工质进行加热；发电设备用于利用供入的工质的内能进行发电。
23、本专利技术的技术方案通过设有多级朗肯循环系统，并且每级朗肯循环系统的蒸发器彼此连通，上一级蒸发器热交换后的温海水可供下一级蒸发器加热工质，从而进一步提取温海水中的热量；由于每级朗肯循环系统的蒸发器彼此连通，因此只需单个温海水泵即可实现对多级蒸发器的泵送效果，降低了提取海水的能耗。整体而言，本专利技术的技术方案能够提升吸收海水当中的热量，在提高发电能力的同时减少抽取表层温海水的能耗。
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1.一种海洋温差能和太阳能联合的发电系统，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的发电系统，其特征在于，所述发电系统还包括冷海水泵；每级所述朗肯循环系统还包括冷凝器；
3.如权利要求2所述的发电系统，其特征在于，所述发电系统还包括混合容器，所述混合容器的海水入口端分别与第N级所述朗肯循环系统的蒸发器、第1级所述朗肯循环系统的冷凝器连通；
4.如权利要求2所述的发电系统，其特征在于，所述发电设备包括膨胀机和发电机；所述太阳能集热器的工质出口端与所述膨胀机的入口端连通；所述膨胀机的出口端与所述冷凝器连通；所述膨胀机的驱动端与所述发电机传动连接；
5.一种海上平台，其特征在于，包括如权利要求1至4中任一项所述的海洋温差能和太阳能联合的发电系统。
6.一种发电方法，其特征在于，应用于如权利要求1至4中任一项所述的海洋温差能和太阳能联合的发电系统，所述蒸发器内部填充有高压液态工质，所述发电方法包括：
7.如权利要求6所述的发电方法，其特征在于，所述发电方法还包括：
8.如权利要求7所述的发电方法，其特征在
9.如权利要求6所述的发电方法，其特征在于，所述高压液态工质为有机工质。
10.如权利要求6所述的发电方法，其特征在于，所述发电方法还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种海洋温差能和太阳能联合的发电系统，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的发电系统，其特征在于，所述发电系统还包括冷海水泵；每级所述朗肯循环系统还包括冷凝器；
3.如权利要求2所述的发电系统，其特征在于，所述发电系统还包括混合容器，所述混合容器的海水入口端分别与第n级所述朗肯循环系统的蒸发器、第1级所述朗肯循环系统的冷凝器连通；
4.如权利要求2所述的发电系统，其特征在于，所述发电设备包括膨胀机和发电机；所述太阳能集热器的工质出口端与所述膨胀机的入口端连通；所述膨胀机的出口端与所述冷凝器连通；所述膨胀机的驱动端与所述发电机传动连接；
...【专利技术属性】
技术研发人员：任杰，张理，朱健华，
申请(专利权)人：南方海洋科学与工程广东省实验室湛江，
类型：发明
国别省市：
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