CN114109751B - 海洋温差能发电与综合利用系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海洋温差能发电与综合利用系统，包括：温海水泵、冷海水泵、太阳池；发电动力循环装置，包括发电泳蒸发器、汽液分离器，一级透平、二级透平、发电机、引射器、发电用冷凝器，工质泵、低温回热器以及高温回热器；吸收式制冷装置，包括制冷剂回路和吸收剂回路；闪蒸式海水淡化装置，包括主回路和稳压回路，所述淡化用海水预热器放置在所述太阳池中预热闪蒸器送水；种植区；在种植区的土壤中设置有实现土壤和三路混合冷排水换热实现温度调控的流道；海洋牧场；在海洋牧场中设置有对海洋牧场进行温度调控的管网；本发明简化了综合利用系统的布置，提高了冷海水的利用率，还降低了冷海水泵功耗。

Description

海洋温差能发电与综合利用系统

技术领域

本发明涉及一种岛礁能源与资源供应体系，具体涉及的是一种基于海洋温差能的发电与综合利用系统。

背景技术

相比于陆地环境，岛礁生态系统简单，能源储量稀少，所以在有限的空间内利用有限的资源进行生产生活必须的电力、淡水、制冷、农作物和海产品开发既是岛礁开发的第一步也是最具挑战的一步。

岛礁能够直接利用的可再生能源包括太阳能、风能和海洋温差能，其中太阳能和风能作为间歇性不稳定能源不能稳定提供能源补给，在实际使用过程中需要配置电池等储能装置进行能源储存再转换，技术难度较高且设备占地面积较大，不适宜岛礁开发。而海洋温差能储量丰富且温冷海水的温度较为稳定，使用海洋温差能作为岛礁开发的基本驱动力是最好的选择。

基于有机朗肯循环的海洋温差能发电技术是利用温海水作为热源，将低沸点的工质在蒸发器内气化之后在膨胀机内膨胀做功，乏汽被冷海水在冷凝器内冷却为液态经工质经泵升压再次进入蒸发器完成一次做功过程，虽然装置结构简单但是海洋温差能固有的小温差决定了有机朗肯循环的效率较低，因此单纯使用有机朗肯循环作为发电动力循环装置市场竞争力明显不足。

南海热带岛礁虽然降水丰富，但因面积小及成岛条件等地质因素影响，地表较疏松均无地表径流产生，其次少数岛屿存在的透镜体淡水受土质影响也无法直接饮用，海水淡化是最便捷获取淡水的方法。海水淡化技术已经发展有20余种，比较成熟的方法有蒸馏法、闪蒸法和反渗透膜法。其中蒸馏法设备复杂，所需温度较高；反渗透膜法虽然能耗低但是对海水预处理要求较高，需要安装辅助设备。就设备复杂性来说闪蒸法可以直接利用过滤温海水在闪蒸器内蒸发且可利用冷海水进行冷凝，设备简单且对海水的预处理要求低。但是对于30℃左右的温海水来说闪蒸率较小且设备必须的真空泵和盐水泵的能耗较高，所以需要对闪蒸式海水淡化装置进行改进。

吸收式制冷装置虽然适用于海洋温差能驱动进行制冷，但是温海水温度较低且温冷海水的温差较小，所以海洋温差能驱动的吸收式制冷装置吸收器的吸收率低且发生器的放气范围小，当系统放气范围小于0时，吸收式制冷循环便不能制取较低的温度甚至不能实现。

此外，热带岛礁高温高湿的气候特点以及高温高盐的水域特点对发展岛礁农业和岛礁水产养殖业提出了很大的挑战，其中较高的土壤温度会损害作物的根系，造成作物生长缓慢或死亡，较高的水域温度会降低海水的溶氧量，不利于鱼虾等变温动物养殖。

为满足岛礁的生产生活需求（如电力、淡水、制冷、农作物种植和海产品养殖），迫切需要开展高度集成的海洋温差能发电与综合利用系统，合理高效的利用深层冷海水，降低冷海水泵的工作容量，并优化发电动力循环装置、闪蒸式海水淡化装置、吸收式制冷装置的结构，设计合适的种植区和海洋牧场调温装置，提高海洋温差能发电及综合利用系统的可行性、高效性、稳定性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提出一种高效稳定的海洋温差能发电与综合利用系统，该系统循环仅需要海洋温差能驱动便可实现发电、淡化、低温制冷、种植区调温和海洋牧场调温。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：

海洋温差能发电与综合利用系统，包括：

温海水泵，用于抽取浅海的温海水，将抽取的温海水分至少三路输出；

冷海水泵，用于抽取深海的冷海水；将抽取的冷海水分至少一路输出；

太阳池，储存有温海水，利用太阳热能加热储存的温海水；

发电动力循环装置，包括发电用蒸发器、汽液分离器，一级透平、二级透平、发电机、引射器、发电用冷凝器，工质泵、低温回热器以及高温回热器；所述发电用蒸发器具有发电用蒸发器工质流道和热流体流道；所述发电用冷凝器具有发电用蒸发器工质流道和冷流体流道；所述高温回热器具有工质第一流道和工质第二流道；所述发电用蒸发器工质流道出口、汽液分离器，高温回热器的工质第一流道、引射器、发电用冷凝器，工质泵、低温回热器以及高温回热器的工质第二流道及发电用蒸发器工质流道入口依次连接成工质循环回路；所述一级透平、二级透平和发电机连接在所述汽液分离器的气体出口；所述温海水泵抽取输出的一路温海水的进入所述发电用蒸发器的热流体流道；所述冷海水泵抽取输出的一路冷海水的进入所述发电用冷凝器的冷流体流道；

吸收式制冷装置，包括制冷剂回路和吸收剂回路；所述制冷剂回路包括依次连接的发生器、制冷用冷凝器、节流阀、制冷用蒸发器、压缩机和吸收器；所述吸收剂回路包括依次连接的发生器、换热器、吸收器、循环泵、换热器，再回到发生器形成闭式回路；所述温海水泵抽取输出的第二路温海水进入所述发生器加热溶液释放制冷剂并排出稀溶液；

闪蒸式海水淡化装置，包括主回路和稳压回路，主回路依次连接淡化用海水预热器、闪蒸器、淡化用冷凝器、淡水罐和淡水泵；稳压回路依次连接淡化用冷凝器、截止阀、缓冲罐和真空泵；所述淡化用海水预热器放置在所述太阳池中预热闪蒸器送水；

种植区；在种植区的土壤中设置有实现土壤和三路混合冷排水换热实现温度调控的流道；所述流道的流体来自经所述制冷用冷凝器换热的流体、经所述吸收器换热的流体和经所述淡化用冷凝器换热的流体中的任一个或自由组合；

海洋牧场；在海洋牧场中设置有对海洋牧场进行温度调控的管网；所述管网的流体来自所述种植区流道的出水。

设置在所述种植区土壤中的流道为构形流道。

所述构形流道为六边形蜂窝结构。

海洋牧场中的管网为立体式管网，在立体式管网的每个出口连接引流管。

所述立体式管网按照分形理论进行设计，分形级数至少为三级，立体式管网的主管道与送水管道相连，最后一级为排水口；所述立体式管网的上下级直径关系为，其中 d _i表示上级管道的直径，和分别表示下一级的第一个通道直径和第二个通道管道直径；上下级管道长度之比为2^{-1/ d} ，其中 d为取值1~2之间的长度维数；最后一级管道连接所述引流管；所述引流管四周垂直向下均匀分布喷嘴，所述喷嘴直径小于所引流管直径的1/4，所述引流管长度应大于养殖鱼类生存深度。

所述闪蒸器采用高位布置，通过所述闪蒸器和海水平面高度差引起的压力降实现海水闪无泵自循环。

所述吸收式制冷装置的工作介质为双元非共沸混合物；所述双元非共沸混合物为氨水、双组分制冷剂及多组分制冷剂。

所述发电动力循环装置的工作介质为双元非共沸混合物工质；所述的双元非共沸混合物可以是氨水、R236fa或R125a。

本发明针对冷海水效率低的问题，依据能源梯级利用的逐级多次利用原则提出一种实现冷海水梯级利用的温差能发电与综合利用系统，该系统包括发电动力循环装置、闪蒸式海水淡化装置、吸收式制冷装置、种植区调温装置和海洋牧场调温装置，所述的海洋温差能发电与综合利用系统以海洋表层温海水和深层冷海水之间蕴藏的海洋热能作为驱动力实现岛礁生产生活需求（如电力、淡水、制冷和食物）的全面供给；冷海水泵泵送的冷海水首先作为冷源流过发电用冷凝器冷却二级透平的乏汽，发电用冷凝器排水分三路分别流入淡化用冷凝器冷凝蒸汽、进入制冷用冷凝器冷凝制冷剂、进入吸收器保持吸收温度促进吸收剂对制冷剂的吸收，其后三路排水混合依次流过种植区下布置的特殊构形流道和布置在海洋牧场中的立体式管网最终从立体式管网排水口进入海洋牧场。在整个系统中实现了对冷海水的四级六次利用，极大程度上提高了冷海水的温度利用范围，最大程度的提高了冷海水的利用效率。

淡化用海水预热器放置在太阳池中预热闪蒸器送水，升高闪蒸温度，降低闪蒸压力以起到降低闪蒸器安装高度的目的；淡化用冷凝器在冷海水冷却下保持淡化用冷凝器和的闪蒸器之间的真空差实现蒸汽持续流动；缓冲罐通过管道连接于淡化用冷凝器和真空泵之间，通过截止阀的开关实现聚集非凝性气体的排除，降低真空泵的开关频率，提高真空泵的使用寿命；

压缩机安装在冷凝用蒸发器和吸收器之间辅助增压，在吸收温度不变的情况下提高吸收压力，升高发生器的放气范围，实现小温差温冷海水驱动下的低温制冷。所述的双元非共沸混合物为氨水、双组分制冷剂及多组分制冷剂等。

经温海水泵泵送的温海水一路进入发生器加热溶液释放制冷剂并排出稀溶液。制冷剂经制冷用冷凝器被发电用冷凝器流出的冷排水冷却后经减压阀降温降压后进入放置在需冷场所的蒸发器被加热到气态，气态制冷剂流出蒸发器经压缩机进入吸收器被发生器流出的吸收剂吸收后经循环泵加压进入发生器实现一次循环。

温差能发电与综合利用系统以海洋表层温海水和深层冷海水之间蕴藏的海洋热能作为驱动力通过冷海水的梯级利用实现高效、低干扰、生态可持续的岛礁就地取能和转化以满足岛礁生产生活需求（如电力、淡水、制冷、农作物种植和海产品种植）；冷海水泵泵送的冷海水作为冷源流过发电用冷凝器后排水分三路分别进入淡化用冷凝器、制冷用冷凝器和吸收器被二次利用，其后三路排水混合依次流过分布于种植区下的特殊构形流道和布置在海洋牧场中的立体式管网进行温度调控；发电动力循环装置配置有两级回热回路和引射器分别用于减小系统不可逆损失和不耗功减低二级透平排气压力以提高循环热效率；闪蒸式海水淡化装置利用闪蒸器和海水平面高度差造成的压力降实现海水闪蒸的无泵自循环，通过太阳池对闪蒸器送水进行预热以达到降低所述的闪蒸器安装高度的目的，并通过冷海水冷却保持淡化用冷凝器和所述的闪蒸器之间的真空差实现蒸汽的持续流动，通过太阳池对闪蒸器送水进行预热以达到降低闪蒸器安装高度，缩减建设成本的目的，通过配置在真空泵前的缓冲罐来减小真空泵的开关频率，增长使用寿命；吸收式制冷装置通过安装在蒸发器和吸收器之间的压缩机辅助提高吸收压力进而提高发生器的放气范围以在小温差温冷海水的驱动下实现需冷量场所的低温制冷；种植区调温装置通过安装在种植区下的特殊构形流道实现土壤和三路混合冷排水换热实现温度调控；海洋牧场调温装置通过布置在海洋牧场中的立体式管网将种植区冷排水排入海洋牧场进行温度调控。

通过管道连接在高温回热器和发电用冷凝器之间的引射器可以在不耗功的情况下混合汽液分离器分离出的稀溶液和二级透平乏汽并降低二级透平排气压力提高循环热效率低温回热器配置有疏水泵和混合水箱将将低温回热器疏水与高压工质进行混合减小系统不可逆损失。一级回热回路实现对气液分离器稀溶液的热量回收，二级回热回路对高压工质的进行预热降低发电用蒸发器入口工质过冷度，减小发电用蒸发器的换热温差，降低系统的不可逆损失。

闪蒸器采用高位布置，通过闪蒸器和海水平面高度差引起的压力降实现海水闪无泵自循环；淡化用海水预热器放置在太阳池中预热闪蒸器送水，升高闪蒸温度，降低闪蒸压力以起到降低闪蒸器安装高度的目的；淡化用冷凝器在冷海水冷却下保持淡化用冷凝器和闪蒸器之间的真空差实现蒸汽持续流动；缓冲罐通过管道连接于淡化用冷凝器和真空泵之间，通过截止阀的开关实现聚集非凝性气体的排除，降低真空泵的开关频率，提高真空泵的使用寿命。

种植区调温装置主要部件为特殊构形流道。特殊构形流道中流过的是淡化用冷凝器、制冷用冷凝器和吸收器的混合排水，实现冷排水的再利用。特殊构形管道为蜂窝状。管道的长度及直径可以根据种植区的面积及土壤温度而定。

针对基于海洋温差能的有机朗肯循环热效率低的问题，提出一种改进发电动力循环装置，包括主回路，一级回热回路和二级回热回路，主回路依次连接有发电用蒸发器、气液分离器、一级透平、二级透平、引射器、发电用冷凝器、工质泵、低温回热器、高温回热器。一级回热回路起始于气液分离器排液口经高温回热器、引射器后连接发电用冷凝器；二级回热回路起始于一级透平和二级透平之间并连接到低温回热器。发电动力循环装置的工作介质为双元非共沸混合工质，由于双元非共沸混合工质的非等温沸腾的特性可以降低蒸发器内的传热温差降级蒸发器的不可逆损失，双元非共沸混合工质可以是氨水、R245fa、R125a等；一级回热回路使用汽液分离器所排稀溶液预热送入发电用蒸发器的工质，降低蒸发器内工质的过冷度，在回收系统热量的同时降低了蒸发器的传热温差，对该装置热效率的提高具有很大的促进作用；二级回热回路将一级透平的部分乏汽分流出来，这部分乏汽在低温回热器中放热并预热工质，低温回热器配置有疏水泵和混合水箱，将低温回热器疏水经疏水泵加压后与工质泵加压后的工质在混合水箱中混合，对抽气热量进行完全回收降低系统的不可逆损失；引射器通过管道连接在高温回热器和冷凝器之间，在不耗功的同时混合汽液分离器所排稀溶液并降低二级透平的排气压力，还可以加速气流的流动速度，提高系统的发电效率。

针对闪蒸式海水淡化装置盐水泵功耗高、真空泵频繁动作的问题，提出一种带有缓冲罐的自循环闪蒸式海水淡化装置，闪蒸式海水淡化装置包括主回路和稳压回路，主回路依次连接淡化用海水预热器、闪蒸器、淡化用冷凝器、淡水罐、淡水泵；稳压回路依次连接淡水用冷凝器、截止阀、缓冲罐、真空泵。闪蒸器采用高位布置，利用海水平面和闪蒸器之间的高度差造成的压力降实现海水闪蒸的无泵自循环，省去了海水泵的使用，从根本上消除了盐水泵的功耗，闪蒸器的安装高度由海水的闪蒸压力确定，当海水温度为30℃时，蒸发压力为4.25kPa，闪蒸器的布置高度为10米左右。针对闪蒸器安装高度过高的问题，通过放置在太阳池内的所述淡化用海水预热器对所述闪蒸器送水进行预热，升高闪蒸温度和闪蒸压力，降低闪蒸器真空度的要求，缩短闪蒸器的安装高度。通过冷海水冷却淡化用冷凝器一方面可以冷凝蒸汽获得淡水，另一方面可以维持闪蒸器和淡化用冷凝器之间的真空差，使蒸汽可以持续的从闪蒸器流向淡化用冷凝器。针对真空泵频繁动作的问题，通过在淡化用冷凝器和真空泵之间安装缓冲罐来解决，首先真空泵动作将缓冲罐抽至真空，真空状态的缓冲罐可以用来平衡不凝性气体聚集造成的压力变化，当系统压力升高一定程度时，截止阀打开，在淡化用冷凝器和缓冲罐真空差的作用下，不凝性气体流出，真空度恢复，截止阀关闭，循环数次之后，缓冲罐压力已经达到蒸发压力，缓冲罐失去平衡压力的作用，此时真空泵动作将缓冲罐内的气体一次性抽出，从而减小真空泵的动作频率。

针对海洋温差能驱动的吸收式制冷装置不能实现低温制冷问题，在制冷用蒸发器和吸收器之间安装压缩机辅助增压吸收实现低温制冷。吸收式制冷装置所能取得的低温与冷热源的温度具有十分密切的关系。在单级氨水吸收式制冷系统中，热源温度高，冷源温度低就能制取较低的温度，但是海洋温差能冷热源温度固定，升高热源温度或者减低冷源温度都会造成额外的能量输入，增加成本的同时也增加了系统的复杂性，不适合在岛礁能源供给系统中应用。影响系统获取最低温度的主要因素是发生器的放气范围和吸收器的吸收率，而两者往往为相互促进的关系，吸收器的吸收率提高会促进放气范围的变大。此时，增加吸收压力便成为了最简单有效的改进方式。改进后的吸收式制冷系统包括制冷剂回路和吸收剂回路，制冷剂回路起始于发生器，依次连接制冷用冷凝器、节流阀、制冷用蒸发器、压缩机，终止于吸收器；吸收剂回路起始于发生器、然后依次连接换热器、吸收器、循环泵、换热器，再回到发生器形成闭式回路。吸收式制冷系统由海洋温差能驱动，温海水作为热源加热发生器，冷海水作为冷源作用于制冷用冷凝器和吸收器分别用于冷却制冷剂和促进制冷剂的吸收。压缩机所需电力由发电动力循环提供。压缩机安装在制冷用蒸发器和吸收器之间提高吸收器的吸收压力进而提高发生器的放气范围以达到低温制冷的目的。

针对岛礁高温高湿的气候，不适宜作物生长，现有降温技术又难以克服造价高、能耗高的问题。该系统提出一种利用冷海水进行种植区调温的装置。种植区调温装置使用闪蒸式海水淡化装置和吸收式制冷装置的冷排水进行土壤温度调节，没有额外的能量输入；种植区调温装置的主要部分为放置在种植区下面的特殊构形流道；特殊构形流道为蜂窝结构，使水流和温度场分布均匀。该装置通过管道将所述淡化用冷凝器、制冷用冷凝器和吸收器的排水连接到种植区下的特殊构形流道，通过流动的冷海水将地表热量带离，维持地表温度以满足作物生长的需求。该装置投资小，可使用生命周期长且不需要额外的功耗。

针对高温高盐岛礁海域开发增殖型海洋牧场面临的水温高的问题，在冷海水梯级利用原则的指导下，提出一种利用冷海水调节海洋牧场温度的海洋牧场调温装置，海洋牧场调温装置主要部件为立体式管网，立体式管网根据分形原理设计均匀分布在海洋牧场中，分形级数至少为三级，立体式管网的第一级与送水管道相连，最后一级为排水口。树状分形结构广泛存在于自然界数目、植物叶片和动物血管分布中，其在流动和传热方面的优良特性被广泛证明。所以为了达到对海洋牧场温度均匀控制的目的，本发明海洋牧场调温装置采用树状分形结构。立体式管网的上下级直径关系为，其中 d _i表示上级管道的直径，和分别表示下一级的第一个通道直径和第二个通道管道直径。上下级管道长度之比为2^{-1/ d} ，其中 d为取值1~2之间的长度维数。最后一级管道出口垂直连接引流管，引流管深入海洋且均匀分布喷嘴，喷嘴数量为n且n≥2。喷嘴直径小于所连接引流管直径的1/4，以保证水流在一定流速下平稳输送到海洋牧场。立体式管网连接在种植区调温装置的出口，将种植区调温装置的冷排水引到立体式管网一次流入到安装在引流管上的喷嘴上，冷海水被均匀排放在海洋牧场中以此来完成对海洋牧场温度的调控。

有益效果

本发明合理设计了冷海水的梯级利用，不仅简化了综合利用系统的布置，提高了冷海水的利用率，还降低了冷海水泵功耗。两级回热的配置及引射器的引入大大提高了海洋温差能发电动力循环的热效率。无泵自循环及缓冲罐在闪蒸式淡化系统中的应用直接节省了盐水泵的功耗并减低了压缩机的使用频率。使用压缩机辅助增压保证了吸收式制冷装置基于海洋温差能驱动的可用性和稳定性。种植区调温装置的海洋牧场调温装置的设计充分提高了冷海水的利用率，且保证了作物和鱼虾等水生动物生长对温度的要求。

附图说明

图1：本发明温差能发电和综合利用系统结构图；

图2：本发明发电动力循环装置示意图；

图3：本发明吸收式制冷装置示意图；

图4：本发明闪蒸式海水淡化装置示意图；

图5：种植区特殊构形流道调温装置及其布置示意图；

图6：本发明海洋牧场立体式管网调温装置及其布置示意图；

图7：本发明引流管结构示意图；

图中：1. 分布式流道；2.温海水泵；3.特殊构形流道；4.海水预热器；5.真空泵；6.淡水泵；7.淡水罐；8.截止阀；9.淡化用冷凝器；10.闪蒸器；11.高温回热器；12.发电用蒸发器；13.汽液分离器；14.一级透平；15.二级透平；16.发电机；17.引射器；18.低温回热器；19.发电用冷凝器；20.工质泵；21.疏水泵；22.制冷用冷凝器；23. 节流阀；24.压缩机；25.吸收器；26.制冷用蒸发器；27.冷海水泵；28.发生器；29.循环泵；30.换热器；31.缓冲罐；32.特殊构形流道入口；33.特殊构形流道出口；34.三级流道；35.二级流道；36.主流道；37.喷淋口；38. 一级流道；39. 引流管；40.引流管进口；41.喷嘴；42.引流管出口。

具体实施方法

下降将结合附图对本发明进行跟进一步的详细说明，

图1给出了本发明的原理示意图，一种温差能发电与综合利用系统，包括发电动力循环装置、闪蒸式海水淡化装置、吸收式制冷装置、种植区调温装置、海洋牧场调温装置。

发电动力循环装置包括发电用蒸发器12、汽液分离器13，一级透平14、二级透平15、发电机16、引射器17、发电用冷凝器19，工质泵20、低温回热器18、高温回热器11。

闪蒸式海水淡化装置包括闪蒸器10、淡化用冷凝器9、淡水罐7、淡水泵6、截止阀8、缓冲罐31、真空泵5。

吸收式制冷装置包括发生器28、换热器30、吸收器25、循环泵29、制冷用冷凝器22、节流阀23、制冷用蒸发器26、压缩机24。

种植区调温装置包括特殊构形流道3。

海洋牧场调温装置包括分布式流道1。

当温海水泵2和冷海水泵27开始工作时，发电用蒸发器12冷侧中的工作介质被进入发电用蒸发器12热侧的温海水加热成为汽液两相流，汽液两相流进入汽液分离器13被分离成为高压稀溶液和高压气体，高压气体依次流经一级透平14和二级透平15膨胀做功，二级透平15乏汽经引射器17流入发电用冷凝器19被冷海水泵27泵送的深层冷海水冷却后经工质泵20加压，然后经低温回热器18和高温回热器11两次预热后再次进入蒸发器完成一次做功；汽液分离器排出高温高压稀溶液流入高温回热器11之后经引射器17降压并与二级透平15乏汽混合后流入发电用冷凝器19；一级透平14排气的部分抽气流入低温回热器18预热工质，疏水经疏水泵21加压与工质泵20加压后的工质混合。

其中一路温海水经过布置在太阳池内的淡化用海水预热器4之流入高位布置的闪蒸器10中发生闪蒸，产生的蒸汽由于闪蒸器10和淡化用冷凝器9之间的真空差而持续流入到淡化用冷凝器9中，并被发电用冷凝器19的冷排水冷凝为淡水流入淡水罐7中备用，稳压回路包括截止阀8、缓冲罐31和真空泵5负责不凝性气体的排除保证冷凝器的真空度。首先真空泵5动作将缓冲罐31抽至真空，真空状态的缓冲罐31可以用来平衡不凝性气体聚集造成的压力变化，当系统压力升高一定程度时，截止阀8打开，在淡化用冷凝器9和缓冲罐31真空差的作用下，不凝性气体流出，真空度恢复，截止阀8关闭，循环数次之后，缓冲罐压力已经达到蒸发压力，缓冲罐31失去平衡压力的作用，此时真空泵5动作将缓冲罐内的气体一次性抽出，从而减小真空泵5的动作频率。

经温海水泵2泵送的温海水一路进入发生器28加热溶液释放制冷剂并排出稀溶液。制冷剂经制冷用冷凝器22被发电用冷凝器流出的冷排水冷却后经节流阀23降温降压后进入放置在需冷场所的制冷用蒸发器26被加热到气态，气态制冷剂流出制冷用蒸发器26经压缩机24进入吸收器25被发生器28流出的吸收剂吸收后经循环泵29加压进入发生器28实现一次循环。

淡化用冷凝器9、制冷用冷凝器22和吸收器25三路冷排水混合之后流入种植区调温装置中的特殊构形流道对种植区土壤温度进行降温，然后种植区调温装置的冷排水经海洋牧场调温装置的立体式管网由安装在引流管上的喷嘴将冷排水均匀排入海洋牧场实现海洋牧场的温度调控。

Claims (8)

1.海洋温差能发电与综合利用系统，其特征在于，包括：

温海水泵，用于抽取浅海的温海水，将抽取的温海水分至少三路输出；

冷海水泵，用于抽取深海的冷海水；将抽取的冷海水分至少一路输出；

太阳池，储存有温海水，利用太阳热能加热储存的温海水；

发电动力循环装置，包括发电用蒸发器、汽液分离器，一级透平、二级透平、发电机、引射器、发电用冷凝器，工质泵、低温回热器以及高温回热器；所述发电用蒸发器具有发电用蒸发器工质流道和热流体流道；所述发电用冷凝器具有发电用蒸发器工质流道和冷流体流道；所述高温回热器具有工质第一流道和工质第二流道；所述发电用蒸发器工质流道出口、汽液分离器，高温回热器的工质第一流道、引射器、发电用冷凝器，工质泵、低温回热器以及高温回热器的工质第二流道及发电用蒸发器工质流道入口依次连接成工质循环回路；所述一级透平、二级透平和发电机连接在所述汽液分离器的气体出口；所述温海水泵抽取输出的一路温海水的进入所述发电用蒸发器的热流体流道；所述冷海水泵抽取输出的一路冷海水的进入所述发电用冷凝器的冷流体流道；所述引射器用于混合汽液分离器所排稀溶液并降低二级透平的排气压力；

吸收式制冷装置，包括制冷剂回路和吸收剂回路；所述制冷剂回路包括依次连接的发生器、制冷用冷凝器、节流阀、制冷用蒸发器、压缩机和吸收器；所述吸收剂回路包括依次连接的发生器、换热器、吸收器、循环泵、换热器，再回到发生器形成闭式回路；所述温海水泵抽取输出的第二路温海水进入所述发生器加热溶液释放制冷剂并排出稀溶液；

闪蒸式海水淡化装置，包括主回路和稳压回路，主回路依次连接淡化用海水预热器、闪蒸器、淡化用冷凝器、淡水罐和淡水泵；稳压回路依次连接淡化用冷凝器、截止阀、缓冲罐和真空泵；所述淡化用海水预热器放置在所述太阳池中预热闪蒸器送水；

种植区；在种植区的土壤中设置有实现土壤和三路混合冷排水换热实现温度调控的流道；所述流道的流体来自经所述制冷用冷凝器换热的流体、经所述吸收器换热的流体和经所述淡化用冷凝器换热的流体中的任一个或自由组合；

海洋牧场；在海洋牧场中设置有对海洋牧场进行温度调控的管网；所述管网的流体来自所述种植区流道的出水。

2.根据权利要求1所述的海洋温差能发电与综合利用系统，其特征在于，设置在所述种植区土壤中的流道为构形流道。

3.根据权利要求2所述的海洋温差能发电与综合利用系统，其特征在于，所述构形流道为六边形蜂窝结构。

4.根据权利要求1所述的海洋温差能发电与综合利用系统，其特征在于，设置在所述海洋牧场中的管网为立体式管网，在立体式管网的每个出口连接引流管。

5.根据权利要求4所述的海洋温差能发电与综合利用系统，其特征在于，所述立体式管网按照分形理论进行设计，分形级数至少为三级，立体式管网的主管道与送水管道相连，最后一级为排水口；所述立体式管网的上下级直径关系为，其中d _i表示上级管道的直径，和分别表示下一级的第一个通道直径和第二个通道管道直径；上下级管道长度之比为2^-1/d ，其中d为取值1~2之间的长度维数；最后一级管道连接所述引流管；所述引流管四周垂直向下均匀分布喷嘴，所述喷嘴直径小于所引流管直径的1/4，所述引流管长度应大于养殖鱼类生存深度。

6.根据权利要求1所述的海洋温差能发电与综合利用系统，其特征在于，所述闪蒸器采用高位布置，通过所述闪蒸器和海水平面高度差引起的压力降实现海水闪无泵自循环。

7.根据权利要求1所述的海洋温差能发电与综合利用系统，其特征在于，所述吸收式制冷装置的工作介质为双元非共沸混合物。

8.根据权利要求1所述的海洋温差能发电与综合利用系统，其特征在于，所述发电动力循环装置的工作介质为双元非共沸混合物工质。

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