CN104852634A - 一种海底热液口温差能发电装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种海底热液口温差能发电装置，包括导流管和腔体，腔体两端分别固定有顶部端盖和法兰端盖，导流管与顶部端盖、法兰端盖和腔体形成一个密闭腔体，密闭腔体内设有第一温差发电片、分隔板及第二温差发电片，第一、二温差发电片的热端与导流管外壁贴合，冷端与腔体内壁贴合，腔体外设有若干环肋片，导流管下端套有导流管法兰和喇叭状的隔流罩。本发明的装置利用热电赛贝克效应，采用导流管引导热液，采用温差发电片将热能转化为电能实现发电。本发明的温差发电装置结构简单小巧，温差片两端的温差大，对热液热能的利用率高。

Description

一种海底热液口温差能发电装置

技术领域

本发明涉及一种发电装置，尤其涉及一种海底热液口温差能发电装置，属于海底热液资源的利用和开发领域。

背景技术

现代海底热液活动是普遍发育于大洋中的活动板块的边界及板块内部的火山活动中心的一种在岩石圈和大洋之间进行的能量和物质交换的过程。其突出的表象是高温的热液从海底流出。这一海洋地质现象造成了特殊的海底地貌特征和上覆水体异常，并且由于存在高温热源，在现代海底热液活动区通常都具有较大的海底热流异常。

地球在持续不断地以各种形式由内向外地进行着热传递。地壳热流是衡量地球热量散失的一个指标，在上个世纪的70—80年代曾经有广泛的海底热流调查，调差结果表明，全球的平均地壳热流值约为60MW/m²，海底地壳的热流值稍高于陆地的地壳热流值，板块扩张边界的热流值高于板块聚敛边界的热流值。存在热液活动的地区是地壳表面强烈热散失的区域，地壳热流值应该远远高于平均值。然而目前这些热量尚没有得到较好的采集和利用。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种结构简单小巧、热能利用率高的海底热液口温差能发电装置。

本发明的海底热液口温差能发电装置，包括自内向外同轴线装置的导流管和腔体，腔体顶端固定有环状的顶部端盖，腔体下端固定有环状的法兰端盖，导流管的两端分别穿过顶部端盖和法兰端盖并与顶部端盖、法兰端盖和腔体形成一个密闭腔体，密闭腔体内在导流管上依次套有第一温差发电片、分隔板及第二温差发电片，第一、二温差发电片、的热端均与导流管的外壁贴合，冷端均与腔体的内壁贴合，腔体外表面设有若干环肋片，腔体上部开有水密电缆接头，第一、二温差发电片、的输出端均与水密电缆接头连接，导流管下端依次套有导流管法兰和喇叭状的隔流罩，导流管法兰与法兰端盖固定，隔流罩的小口端与导流管法兰固定。

本发明的发电装置利用热电赛贝克效应，将温差发电片布置在导流管的外表面和腔体的内表面，利用密闭腔体给温差发电片提供一个密封的工作空间。热液通过导流管通流，热量的传递过程为热液→导流管→温差发电片热端→温差发电片冷端→腔体内表面→腔体外表面及环肋片→外围海水，在腔体的外表面通过安装导热的环肋片来增加散热面积减小温差发电片的冷端温度进而增加温差发电片的冷热端温差和发电功率。采用喇叭口状的隔流罩，一方面起到阻止热液口周围较冷的海水进入通流热液的导流管以防止热液在导流管中发生沉淀堵塞的作用，另一方面可起到当导流管下端插入热液口时支撑稳定发电装置的作用，使整个装置可以稳定的工作。

本发明的海底热液口温差能发电装置热量传递过程短，传热热阻小，热能利用率高，发电量较大，且本发明的发电装置结构简单小巧，使用极其方便。

附图说明

    图1是海底热液口温差能发电装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

参照图1，本发明的海底热液口温差能发电装置，其特征在于，包括自内向外同轴线装置的导流管1和腔体10，腔体10顶端固定有环状的顶部端盖11，腔体10下端固定有环状的法兰端盖5，导流管1的两端分别穿过顶部端盖11和法兰端盖5并与顶部端盖11、法兰端盖5和腔体10形成密闭腔体，密闭腔体内在导流管1上依次套有第一温差发电片6、分隔板7及第二温差发电片8，第一、二温差发电片6、8的热端均与导流管1的外壁贴合，冷端均与腔体10的内壁贴合，腔体10外表面设有若干环肋片9，腔体10上部开有水密电缆接头4，第一、二温差发电片6、8的输出端均与水密电缆接头4连接，导流管1下端依次套有导流管法兰3和喇叭状的隔流罩2，导流管法兰3与法兰端盖5固定，隔流罩2的小口端与导流管法兰3固定。

使用时，只需将装置的导流管下端插入热液口，整个装置即可开始工作。工作时，热液从导流管1通流，隔流罩2一方面起到隔绝热液喷口周围海水防止周围海水冷却导流管使得热液在导流管中沉淀堵塞导流管的作用，另外一方面起到支撑稳定整个装置便于整个装置布放的作用。热液的热量通过导流管1管壁传递到第一、二温差发电片6、8的热端，热量的整个传递过程为热液→导流管1→温差发电片6、8热端→温差发电片6、8冷端→腔体10内表面→腔体10外表面及环肋片9→外围海水，热量的传递过程短，传热热阻小，第一、二温差发电片冷热两端温差大，通过分隔板7使得热量从热液→导流管1→腔体10内的空气→腔体10内表面→腔体10外表面和环肋片9→外围海水这一条传热支路的热阻大大增加，减小了热量通过非温差片的路径流动的比例，使得温差发电片的热端温度更高，冷端温度更低，冷热两端温差更大，发电量更大。

Claims (1)

1.一种海底热液口温差能发电装置，其特征在于，包括自内向外同轴线装置的导流管(1) 和腔体(10)，腔体（10）顶端固定有环状的顶部端盖（11），腔体（10）下端固定有环状的法兰端盖（5），导流管（1）的两端分别穿过顶部端盖（11）和法兰端盖（5）并与顶部端盖（11）、法兰端盖（5）和腔体（10）形成一个密闭腔体，密闭腔体内在导流管（1）上依次套有第一温差发电片（6）、分隔板（7）及第二温差发电片（8），第一温差发电片（6）和第二温差发电片（8）的热端均与导流管（1）的外壁贴合，冷端均与腔体（10）的内壁贴合，腔体（10）外表面设有若干环肋片（9），腔体（10）上部开有水密电缆接头（4），第一温差发电片（6）和第二温差发电片（8）的输出端均与水密电缆接头（4）连接，导流管（1）下端依次套有导流管法兰（3）和喇叭状的隔流罩（2），导流管法兰（3）与法兰端盖（5）固定，隔流罩（2）的小口端与导流管法兰（3）固定。