能源技术概论期末论文 海洋温差能概述
海洋温差能的形成原理
海洋温差能的形成原理
海洋温差能的形成原理主要涉及海洋表层水温和深层水温的差异以及海洋水体的运动。
首先，海洋表层水温和深层水温的差异是形成海洋温差能的重要因素。
由于太阳辐射的不均匀性，海洋表层水温相对较高，而深层水温相对较低。
这种温差能够形成一个温度梯度。
其次，海洋水体的运动也对海洋温差能的形成起到重要作用。
海洋中存在着各种运动形式，如洋流、海流等。
这些运动形式可以将温差能从一个区域转移到另一个区域，使得温差能得以积累和利用。
当海洋中存在温度梯度时，温度梯度会引起海水的密度差异，从而产生密度驱动的海洋运动，如热带洋流和深层海流。
这些海洋运动可以将温差能从表层水体转移到深层水体，进而形成深层水体的温差能。
海洋温差能的形成原理可以简单总结为：太阳辐射导致海洋表层水温相对较高，而深层水温相对较低，形成温度梯度。
海洋水体的运动可以将温差能从一个区域转移到另一个区域，使得温差能得以积累和利用。
海水温差发电原理
海水温差发电原理海水温差发电是一种利用海水温差产生电能的技术。
海洋是地球上最大的能源库之一，其中蕴藏着丰富的能量资源。
而海水温差能作为一种可再生能源，具有巨大的潜力。
海水温差发电技术就是通过利用海洋中水温的差异来实现能量转换。
海水温差发电的原理是基于热机热力循环的原理。
热力循环是将热能转化为机械能或电能的过程，其中关键的一步是利用温差产生能量。
而海水温差发电正是利用海水温度的差异来产生温差能，进而转化为电能。
海水温差发电的工作原理可以简单地分为三个步骤：海水供给、温差利用和能量转换。
海水供给是海水温差发电的基础。
通常情况下，海水温差发电设备会将海水引入设备内部。
这一步骤可以通过从海洋中吸取海水或者利用潮汐等方式来完成。
通过将海水引入设备，为后续的温差利用提供了必要的条件。
接下来，是温差利用的步骤。
在海水供给后，热机会利用海水温度的差异来产生温差能。
温差能是指由于温度差异而形成的能量，其大小与温度差异成正比。
通常情况下，海洋表面的温度要高于深海的温度，这就形成了温差能。
热机通过一系列的工艺，从海水中提取温差能，并将其转化为机械能或电能。
是能量转换的步骤。
在温差能被提取后，需要将其转化为可用的机械能或电能。
这一步骤通常会利用热机的工作原理，如蒸汽循环或卡诺循环来完成。
通过这些循环，温差能会被转化为机械能或电能，从而实现海水温差发电。
海水温差发电技术具有许多优点。
首先，海水是一种广泛存在的资源，可以在全球范围内利用。
其次，海水温差发电是一种可再生能源，不会造成环境污染。
此外，海水温差发电设备具有较长的使用寿命和较低的维护成本。
因此，海水温差发电技术在可持续能源领域具有重要的应用前景。
然而，海水温差发电技术也存在一些挑战和限制。
首先，海水温差发电设备的建设和运维成本较高。
其次，海水温差发电需要较大的设备和空间，对海洋的利用和环境保护提出了一定的要求。
此外，海水温差发电技术还需要处理海水中的盐度、海洋生物等问题，以确保设备的正常运行。
海水温差能发电
“惊涛拍岸卷起千堆雪”大海暴躁起来像一匹野马，肆无忌惮的向人类炫耀着自己的力量，正因如此，人类一直梦想着将大海的能量为我所用。
现在这匹“野马”已经被人类“驯服”，它的波浪、海流和潮汐都化成了汩汩电流。
然而这只是海洋力量的一部分，近日，由国家海洋局第一海洋研究所研究员刘伟民承担的“十一五”国家科技支撑计划15千瓦温差能发电装置研究及试验项目通过验收，标志着我国科学家对海洋能量的利用更进了一步。
————温差发电————海水冷热之间蕴含电能所谓海洋温差发电是利用海洋中受太阳能加热的温度较高的表层海水与较冷的深层海水之间的温差进行发电。
刘伟民指出，在低纬度的海域，比如我国的南海和东海的一部分海域，海洋表层海水的温度可以高达25摄氏度以上，而海面以下500米的海水温度却只有4摄氏度—5摄氏度，二者存在20摄氏度以上的温差。
“海洋温差发电的原理是利用蒸汽推动汽轮机旋转发电。
”刘伟民说，但是水的沸点相对较高，表层海水的温度不足以使水沸腾气化，因此科学家选择利用液氨进行海洋温差发电。
与水相比，液氨的沸点较低，很容易沸腾气化。
海洋温差发电的过程其实并不复杂。
据刘伟民介绍，海洋温差发电就是利用温水泵把表层温度较高的海水抽上送往蒸发器，液氨吸收了表层温海水的能量，沸腾并变为氨气，氨气经过汽轮机（氨透平）的叶片通道，膨胀做功，推动汽轮机旋转。
随后，氨气进入冷凝器，深层的冷海水重新将其冷凝为液态氨，再由氨泵将其送入蒸发器，而经历热交换后温度较高的海水会再次被抽回海洋，如此，在闭合回路中反复进行蒸发、膨胀、冷凝。
————独具优势————我国温差发电效率较高虽然海洋温差发电在刘伟民口中显得异常简单，但是就在他和他的团队研制出15千瓦温差能发电装置之前，世界上只有美国和日本两个国家独立掌握海洋温差能发电技术，为了使我国成为第三个独立掌握该技术的国家，刘伟民和他的团队付出了4年的艰辛。
在验收会议上，中国可再生能源学会海洋能专委会秘书长、评审专家组组长王传崑对刘伟民的研究成果给予了高度评价，认为它是“中国海洋温差发电的里程碑”。
海洋温差能
混合式(1)系统 混合式(1)系统 (1)
混合式(2)系统 混合式(2)系统 (2)
9提升式循环ຫໍສະໝຸດ Kalina 提升式循环和Kalina循环 Kalina循环
提升式循环采用多微孔( 提升式循环采用多微孔(约0.1 微米孔径)组成的雾化器， 微米孔径)组成的雾化器，用海洋 温水作热源， 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。 器中被蒸发，大部分水成雾状。 于是， 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， 顶部的冷凝器，再由深海的冷水 进行喷淋冷却， 进行喷淋冷却，被冷却的水以其 势能推动水轮机旋转， 势能推动水轮机旋转，带动发电 机发电. 机发电. Kalina 循环采用的工质是氨水混合 氨水混合物通过蒸发器， 物。氨水混合物通过蒸发器，一部分变 为蒸汽， 为蒸汽，蒸汽通过气液分离器之后再进 入汽轮机做工; 入汽轮机做工;从气液分离器中分离出 来的液态氨水，在回热器内放热， 来的液态氨水，在回热器内放热，预热 将要进入蒸发器内的氨水工质， 将要进入蒸发器内的氨水工质，然后进 入冷凝器， 入冷凝器，和从汽轮机出来的氨水工质 一起被深层海水冷却。 一起被深层海水冷却。冷却的工质再次 被泵打入预热器， 被泵打入预热器，然后进入蒸发器进行 下一次循环。 下一次循环。
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技术分布
国外 分部
日本:日本在海水温差能研究开发方面 日本 日本在海水温差能研究开发方面 投资力度很大， 投资力度很大，并在海洋热能发电系统和换 热器技术方面领先于美国。 热器技术方面领先于美国。迄今日本共建造 座海水温差试验电站， 了3座海水温差试验电站，均为岸基式。 座海水温差试验电站 均为岸基式。 1980年6月，日本在瑙鲁共和国开始建 年 月 造一座100kW闭式循环温差电站，并于 闭式循环温差电站， 造一座 闭式循环温差电站 并于1981 月开始发电试验。 年10月开始发电试验。1981年8月，九洲电 月开始发电试验 年 月 力公司等又在鹿儿岛县的德之岛开始研建 50kW的试验电站，并于 的试验电站， 的试验电站 并于1982年9月开始发电 年 月开始发电 试验并运行到1994年8月为止。此外，佐贺 月为止。 试验并运行到 年 月为止 此外， 大学还于1985年建造了一座 年建造了一座75kW的实验室 大学还于 年建造了一座 的实验室 装置，并得到35kW的净功率。 的净功率。 装置，并得到 的净功率
海洋可再生能源——温差能发电系统研究现状综述
海洋可再生能源——温差能发电系统研究现状综述摘要：当前我国能源结构主要为含碳化石能源，此类能源的使用过程中会向空气中排放大量温室气体。
，中国政府于第七十五届联合国大会上发表重要讲话:“中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。
充分体现了大国担当。
推动我国清洁能源结构转型，改变主要能源组成结构，对控制碳排放量至关重要！21世纪，是人类从陆地迈向蔚蓝海洋的全新纪元，以海洋为中心的方向重构世界能源格局。
优化区域能源结构的重点就在于探索并利用清洁能源、促进海洋经济又好又快发展、促进区域经济协同绿色发展、推动海洋经济由量变到质变的发展等一系列举措，是传统能源理念转变至清洁可再生能源的重要路径，对帮助我国拜托能源依赖的重要手段，其战略意义十分重大[1]。
关键词：海洋温差能；清洁能源；热点转换；协同发展1.我国发展海洋可再生能源技术的必要性潮汐能、波浪能和温差能等均为新时代下的海洋可再生能源获取方式。
海洋温差能因其发电稳定性强、全时间段运行、对储能系统依赖小和清洁可再生等的特点，其发电模式与我国现阶段大范围使用化石能源相似，日前，海洋温差能发电系统已成为国内外清洁能源领域重要的研究方向。
热力循环技术,是利用海洋温差能进行热电转换(OTEC ,Ocean Thermal Energy Conversion)的概念和理论模型,其基本原理是利用海洋表层的高温海水和低沸点工质实现热能传递，使低沸点的工质在汽化过程中,带动其透平进行发电。
温差能的发电技术按照使用工料和工艺上的差异,可有开式、闭式和混合型朗肯循环等三种形式。
迄今为止以美国、日本、法国等为代表的发达国家，因其前期基础工业体系完善，起步早的特点，对海洋温差能理论研究、试验平台落地均取得了显著的研究成果。
从温差能利用效率的角度考虑，自2010年之后国际上建成的温差能发电系统均采用闭式朗肯循环[2]。
海洋温差能的是什么
海洋温差能的是什么
在各种海洋能之中，海洋温差能属于海洋热能，其能量的主要来源是蕴藏在海洋中的太阳辐射能。
海洋温差能具有储量巨大以及随时间变化相对稳定的特点。
因此，利用海洋温差能发电有望为一些地区提供大规模的、稳定的电力。
海洋温差能发电过程
1、将海洋表层的温水抽到常温蒸发器，在蒸器中加热氨水、氟利昂等流动媒体，使之蒸发成高压气体媒体。
2、将高压气体媒体送到透平机，使透平机转动并带动发电机发电，同时高压气体媒体变为低压气体媒体。
3、将深水区的冷水抽到冷凝器中，使由透平机出来的低压气体媒体冷凝成液体媒体。
4、将液体媒体送到压缩器加压后，再将其送到蒸发器中去，进行新的循环。
海水温差发电原理
海水温差发电原理海水温差源于地球的自然热能。
由于地球不同地区的水温存在差异，而且水温变化较为稳定，因此可以利用这种温差来进行发电。
而海洋温差发电是一种清洁可再生能源，具有潜在的巨大发展潜力。
首先，将冷水从深海中抽取出来，通过管道输送到压力容器中。
深海水的水温一般都比较低，通常低于10摄氏度。
接下来，将热能源依次引入蒸发器和压力容器。
热能源可以是太阳能、地热能、核能等。
通过加热作用，使得压力容器中的冷水蒸发形成高温高压蒸汽。
蒸汽进入涡轮发电机，使得涡轮旋转。
涡轮连接着发电机，因此涡轮的旋转会带动发电机旋转，进而产生电能。
发电完成后，蒸汽进入冷凝器，通过冷却作用将蒸汽冷却成液态水。
冷凝后的水再次回到蒸发器，循环往复，实现了工质的循环。
海水温差发电的关键在于利用温差推动热机工作。
工质的特性决定了发电机的性能。
常见的工质有有机物质（例如氨）和无机物质（例如铵盐）。
这些工质在低温下处于液态，而在高温下则处于气态。
气态和液态之间的相变产生的压力差可以推动热机工作，从而产生电能。
海水温差发电技术具有很多优点。
首先，海水温差资源广泛。
相比其他可再生能源，比如太阳能和风能，海水温差发电具有更为稳定和可靠的特点。
其次，海水温差发电是一种低温差能源利用技术，不会对环境产生污染。
再次，海水温差发电可以提供持续的电力供应，有助于岛屿等地区解决能源困境。
最后，海水温差发电可以通过技术提升和成本降低来实现商业化应用。
然而，海水温差发电也存在一些挑战。
首先，技术实施难度较大，需要克服温差资源分布不均、系统稳定性和效率等问题。
其次，目前尚未实现大规模商业化应用，主要原因是其建设成本较高。
此外，海水温差发电对生态环境会有一定的影响，需要进行相应的环境评估和管理措施。
综上所述，海水温差发电利用海水的温度差异，通过热机工作产生电能的技术。
它是一种清洁可再生能源，具有潜在的巨大发展潜力。
随着技术的不断进步和成本的降低，海水温差发电有望成为未来能源供应的重要组成部分。
海洋能发电 潮汐 波浪和温差能源利用
海洋能发电潮汐波浪和温差能源利用海洋能发电：潮汐、波浪和温差能源利用在我们所生活的这个蓝色星球上，海洋占据了绝大部分的面积。
海洋不仅是生命的摇篮，还蕴藏着丰富的能源。
其中，潮汐能、波浪能和温差能作为海洋能的重要组成部分，为人类的能源供应提供了巨大的潜力。
潮汐能发电，是利用潮汐涨落形成的水位差来驱动水轮机旋转，从而带动发电机发电。
潮汐现象是由于月球和太阳对地球的引力作用而产生的，具有规律性和可预测性。
在一些海湾、河口等地形特殊的地区，潮汐的落差较大，这就为潮汐能的开发利用提供了有利条件。
潮汐能发电站的建设通常需要修建大坝和水闸，将海湾或河口与海洋隔开，形成水库。
涨潮时，海水通过闸门进入水库，水库内的水位逐渐升高；落潮时，关闭闸门，水库内的水位高于外海，此时放水发电。
这种方式类似于传统的水力发电，但潮汐能发电的特点在于其周期性和间歇性。
潮汐能发电的优点是能量来源稳定、可靠，而且不会产生温室气体排放，对环境的影响相对较小。
然而，潮汐能发电站的建设成本较高，需要大规模的工程建设，同时可能对当地的生态环境和海洋生态系统造成一定的影响。
例如，大坝的建设可能会影响鱼类的洄游通道，改变海洋水流和泥沙的运动规律。
波浪能发电则是将海洋表面波浪的能量转化为电能。
波浪的产生是由于风对海面的作用，其能量与波高、波长和波浪周期等因素有关。
目前，波浪能发电的技术主要有振荡水柱式、点头鸭式、筏式、收缩波道式等多种形式。
振荡水柱式波浪能发电装置是比较常见的一种。
它由一个中空的柱状结构组成，开口朝向大海。
当波浪进入柱状结构时，推动内部的空气柱上下运动，从而驱动空气涡轮机发电。
点头鸭式装置则像是一只在海面上点头的鸭子，通过装置的上下运动来转化能量。
波浪能发电具有分布广泛、能量密度较高的特点。
但波浪能的能量转换效率相对较低，而且波浪的不稳定性和随机性给发电设备的设计和运行带来了很大的挑战。
此外，海洋环境的恶劣条件，如腐蚀、生物附着等，也会缩短设备的使用寿命，增加维护成本。
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能源技术概论期末论文
《海洋温差能利用原理与应用技术概述》
海洋温差能利用原理与应用技术概述海洋温差能（ocean thermal energy）：
又称海洋热能。
利用海洋中受太阳能加热的暖和的表层水与较冷的深层水之间的温差进行发电而获得的能量。
在南北纬30度这间的大部分海面，表层和深层海水之间的混养在20度左右；如果在南、北纬20度海面上，每隔15公里建造一个海洋温差发电装置，理论上最大发电能力估计为500亿KW。
赤道附近太阳直射多，其海域的表层温度可达25～28℃，波斯湾和红海由于被炎热的陆地包围，其海面水温可达35℃。
而在海洋深处500～1000m处海水温度却只有3～6℃。
发电原理：
海水温差发电技术，是以海洋受太阳能加热的表层海水（25℃～28℃）作高温热源，而以500米～l000米深处的海水（4℃～7℃）作低温热源，用热机组成的热力循环系统进行发电的技术。
从高温热源到低温热源，可能获得总温差15℃～20℃左右的有效能量。
最终可能获得具有工程意义的11℃温差的能量。
具体工作流程是：深层低温海水由冷水泵通过冷水管抽入冷水工作管道，表层温水由温水泵通过温水管抽入温水工作管道。
温水通过管道流经充满氨水的蒸发器将氨水加热为氨气，氨气通过工作管道被输送到涡轮机并带动涡轮机运转，涡轮机带动发电机发电。
氨气沿工作管道被输送到冷凝器。
深层冷海水流经冷凝器将氨气转换为氨水。
氨水由工作流体泵被继续输送到蒸发器，冷水与温水被排水管排回海洋。
如此反复循环，以达到利用海洋温差能的目的。
海洋温差发电模式
海洋温差能转换主要有开式循环和闭式循环两种方式
1.闭式循环系统：采用低沸点物质（如丙烷、氟利昂、氨等）作为工作介质，在闭合回路内反复进行蒸发、膨胀、冷凝。
由于使用低沸点工质，可以大大减小装置，特别是透平机组的尺寸。
但低沸点工质会对环境产生污染。
Closed-Cycle OTEC System：Warm seawater vaporizes a working fluid, such as ammonia, flowing through a heat exchanger (evaporator). The vapor expands at moderate pressures and turns a turbine coupled to a generator that produces electricity. The vapor is then condensed in other heat exchanger (condenser) using cold seawater pumped from the ocean's depths through a cold-water pipe. The condensed working fluid is pumped back to the evaporator to repeat the cycle.
温暖的海水蒸发工作流体如氨，流经热交换器（蒸发器）。
蒸汽膨胀在中等压力和转动涡轮输送到一台发电机，产生电力。
蒸汽，然后凝结在另一个从大海的深处抽冷海水通过冷水管换热器（冷凝器。
工作流体被泵循环回蒸发器。
2.开式循环系统：包括真空泵、温水泵、冷水泵、闪蒸器、冷凝器、透平—发电机等。
副产品是经冷凝器排出的淡水。
Open-Cycle OTEC system：The warm seawater is evaporated in a vacuum chamber to produce steam. The steam expands through a low-pressure turbine that is coupled to a generator to produce electricity. The steam exiting the turbine is condensed by cold seawater pumped from the ocean's depths through a cold-water pipe. If a surface condenser is used in the system, the condensed steam remains separated from the cold seawater and provides a supply of desalinated water.
暖海水蒸发，在真空室中产生蒸汽。
蒸汽膨胀通过低压涡轮被输送到一台发电机，产生电力。
由泵通过一个冷水管从海洋深处的冷海水退出涡轮的蒸汽冷凝。
如果系统中使用表面冷凝器，冷凝蒸汽被从低温的海水分开，提供淡化水的供应。
海洋温差能利用实例
1）美国50KW MINI—OTEC号海水温差发电船
该装置锚泊在夏威夷附近海面，采用闭式循环，工质是氨，冷水管长663m，冷水管外径约60cm，利用深层海水与表面海水约21~23℃的温差发电。
1979年8月开始连续3个500小时发电，发电机发出50kW的电力，大部分用于水泵抽水，额定功率为12~15kW。
从深海里抽出的水营养丰富，在实验船周围引来很多鱼类，这是海洋温差能利用的历史性的发展。
随后，美国在夏威夷的大岛建了一个自然能源实验室，为在该岛建40MW大型海水温差发电站做准备，在热交换器、电力传输、抽取冷水（深水管道）、防腐和防污方面取得重大进展。
计划采用开式循环发电系统，在发电过程副产淡水。
夏威夷大学积极参与这项计划，做了多年实验但至今未建电站，可能是工程浩大，成本太高的缘故（每kW投资约1万美元）。
2）瑙鲁海水温差发电站
瑙鲁海水温差发电站是日本“阳光计划”，1973年选定在太平洋赤道附近的瑙鲁共和国建25MW温差电站，1981年10月完成100kW实验电站。
该电站建在
岸上，将内径70cm、长940m的冷水管沿海床铺设到550m深海中。
最大发电量为120kW，获得31.5kW的额定功率。
3）中国台湾红柴海水温差发电厂
中国台湾红柴海水温差发电厂计划利用马鞍山核电站排出的36-38℃的废热水与300m深处的冷海水（约12℃）的温差发电。
铺设的冷水管内径为3m，长约3200m，延伸到台湾海峡约300m深的海沟。
预计电厂发电量为14.25MW，扣除泵水等动力消耗后可得净发电量约8.74MW。
该海水温差发电系统由台湾电力公司委托设计，初步设计已在1982年完成。
4）中国“雾滴提升循环”试验
1985年中国科学院广州能源研究所开始对温差利用中的一种“雾滴提升循环”方法进行研究。
这种方法的原理是利用表层和深层海水之间的温差所产生的焓降（焓降——就是焓值的降低量。
焓是热力学上一个名词，简单的说蒸汽的焓就是蒸汽所具有做功能力（不包括位置势能）。
焓降就是蒸汽做功能力的降低）来提高海水的位能。
据计算，温度从20℃降到7℃时，海水所释放的热能可将海水提升到125米的高度，然后再利用水轮机发电。
该方法可以大大减小系统的尺寸，并提高温差能量密度。
1989年，广州能源所在实验室实现了将雾滴提升到21
米的高度记录。
同时，该所还对开式循环过程进行了实验室研究，建造了两座容量分别为10瓦和60瓦的试验台。
2012/3/28。