CN114475918B - 一种闭式海水温差透平发电装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种闭式海水温差透平发电装置。所述闭式海水温差透平发电装置，包括：漂浮在海面的基座、收卷结构以及用于温差发电的发电结构；所述收卷结构设置于所述基座的底部，所述发电结构设置于所述基座的顶部。本发明提供一种闭式海水温差透平发电装置，通过设置该收卷结构，可分别用于控制冷水导管以及配重组件完成收卷操作，通过在主动收卷轮与被动收卷轮之间设置有连接组件，可实现两者之间的快速连接与分离，使得驱动电机具备两种带动方式，改变了传统使用两个收卷结构控制分别控制冷水导管以及定位锚伸缩方式，在使用时更加灵活，大大降低了发电装置的使用成本，降低整体的耗能以及质量，进而更好的满足人们的使用需求。

Description

一种闭式海水温差透平发电装置

技术领域

本发明涉及发电领域，尤其涉及一种闭式海水温差透平发电装置。

背景技术

海水温差发电是一种利用表层海水与深层海水的温度不同进行发电的工程技术，使用温暖的表层水加热沸点较低的氨等，使其沸腾，然后利用其蒸汽旋转涡轮，驱动发电机发电，转动涡轮发电之后的蒸汽使用温度较低的深层海水进行冷却，变回液体氨，然后再次使用表层水使之沸腾并转动涡轮。

海水温差发电技术根据所用工质及流程的不同，一般可分为开式循环、闭式循环，目前接近实用化的是闭式循环方式，而现有的闭式循环系统一般会采用一些低沸点的物质作为工作流体， 在闭合回路中反复进行蒸发、 膨胀、 冷凝， 例如氨水， 氨水从温海水吸收足够的热量后，开始沸腾并变为氨气，氨气经过汽轮机膨胀作功， 推动汽轮机旋转，汽轮机排出的氨气进入冷凝器， 被冷水泵抽上的深层冷海水冷却后重新变为液态氨，用氨泵把冷凝器中的液态氨重新压进蒸发器，以供循环使用。

相关技术中，闭式海水温差透平发电装置一般是由发电结构、漂浮支撑结构等部分组成，而发电结构中设置有深入海底的冷水导管，为了能够获取不同海水层的海水，一般会通过设置收卷结构控制冷水导管收缩，同时漂浮支撑结构上一般会设置由定位锚，通过将其下沉至海底，使得装置保持稳定，而定位锚同样需要使用收卷结构控制其收卷，由于定位锚需要长时间保持伸长状态，而冷水导管则可能会适配伸缩，因此两者的使用情况不同，往往需要分别设置有两个收卷结构分别控制定位锚以及冷水导管伸缩，不仅增加了装置的使用成本，使其能源消耗较大，同时还增加了装置自身的质量，不便与人们对其进行转运。

因此，有必要提供一种闭式海水温差透平发电装置解决上述技术问题。

发明内容

本发明提供一种闭式海水温差透平发电装置，解决了发电装置使用两个收卷结构分别控制定位锚以及冷水导管伸缩的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的闭式海水温差透平发电装置，包括：

漂浮在海面的基座、收卷结构以及用于温差发电的发电结构；

所述收卷结构设置于所述基座的底部，所述发电结构设置于所述基座的顶部；

所述收卷结构包括固定安装于在所述基座底部的箱体，所述箱体内部设置有驱动电机，所述驱动电机的输出端固定安装有主动收卷轮，所述主动收卷轮的外部缠绕有冷水导管，所述箱体内壁的一侧转动连接有被动收卷轮，所述被动收卷轮外部缠绕有用于对所述基座定位的配重组件，所述被动收卷轮与所述主动收卷轮之间设置有连接组件；

所述连接组件包括固定安装于所述主动收卷轮一侧的连接轴以及安装在所述被动收卷轮一侧的电磁铁，所述连接轴的外部套接有连接件，且所述连接件的外部与所述电磁铁的一侧贴合，所述连接轴的外部套接有弹性件。

优选的，所述配重组件包括缠绕在所述被动收卷轮外部的连接绳索，所述连接绳索的底端由所述箱体的内部延伸至海底，所述连接绳索的底端固定安装有定位锚。

优选的，所述冷水导管的底端由所述箱体的内部延伸至海水内，所述主动收卷轮与所述被动收卷轮在所述箱体内保持左右对齐设置。

优选的，所述连接件与所述电磁铁相对的一侧设置右侧磁性板，当所述电磁铁处于通电状态时，所述连接件与所述电磁铁保持磁力吸附状态，所述弹性件处于压缩状态。

优选的，所述发电结构包括固定安装在所述基座顶部的防护箱，所述防护箱内设置有冷水吸泵，所述冷水吸泵的输入端通过管道与所述冷水导管的一端连通，所述冷水吸泵的输出端通过管道连接有冷凝器。

优选的，所述防护箱内设置有温水吸泵，所述温水吸泵的输入端连接有进水管，所述进水管的底端贯穿所述防护箱内部并延伸至海水表面内，所述温水吸泵的输出端通过管道连接有蒸发器。

优选的，所述蒸发器的输出端通过管道连接有发电机组件，所述发电机组件的一侧通过管道与所述冷凝器一侧连接，所述冷凝器与所述蒸发器之间通过循环泵连接。

优选的，所述箱体的底部设置有用于对所述冷水导管外部清理的清理结构，所述清理结构包括套接于所述冷水导管外部的连接套筒，所述连接套筒的内侧与所述冷水导管外部为非接触状态。

优选的，所述连接套筒的底部固定安装有刮除件，所述刮除件的内侧与所述冷水导管的外部接触，所述连接套筒顶部的两侧均固定安装有固定杆。

优选的，所述固定杆的外部与所述箱体的底部滑动连接，所述固定杆的外部且位于所述连接套筒与所述箱体的底部之间套接有支撑弹簧。

与相关技术相比较，本发明提供的闭式海水温差透平发电装置具有如下有益效果：

本发明提供一种闭式海水温差透平发电装置，通过设置该收卷结构，可分别用于控制冷水导管以及配重组件完成收卷操作，通过在主动收卷轮与被动收卷轮之间设置有连接组件，可实现两者之间的快速连接与分离，使得驱动电机具备两种带动方式，单独带动主动收卷轮转动，可实现单独对冷水导管长度调节，同时带动主动收卷轮与被动收卷轮转动，可实现对冷水导管以及定位锚的收缩，进而方便对发电装置位置转移，改变了传统使用两个收卷结构控制分别控制冷水导管以及定位锚伸缩方式，在使用时更加灵活，大大降低了发电装置的使用成本，降低整体的耗能以及质量，进而更好的满足人们的使用需求；

而通过电磁铁通电和断电，能够实现主动收卷轮与被动收卷轮之间之间的快速连接与分离，无需手动调节操作，反应迅速，连接稳定，使用时更加方便、省事。

附图说明

图1为本发明提供的闭式海水温差透平发电装置第一实施例的结构示意图；

图2为图1所示的收卷结构内部的结构示意图；

图3为图2所示的连接组件内部的结构示意图；

图4为本发明提供的闭式海水温差透平发电装置第二实施例的结构示意图；

图5为图4所示的清理结构内部的结构示意图。

图中标号

1、基座；

2、收卷结构；

21、箱体，22、驱动电机，23、主动收卷轮，24、冷水导管，25、被动收卷轮，26、配重组件，27、连接组件；

241、连接绳索，242、定位锚；

271、连接轴，272、电磁铁，273、连接件，274、弹性件；

3、发电结构；

31、防护箱，32、冷水吸泵，33、冷凝器，34、温水吸泵，35、蒸发器，36、发电机组件，37、循环泵；

4、清理结构；

41、连接套筒，42、刮除件，43、固定杆，44、支撑弹簧。

实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。

实施例

请结合参阅图1、图2、图3，其中，图1为本发明提供的闭式海水温差透平发电装置第一实施例的结构示意图；图2为图1所示的收卷结构内部的结构示意图；图3为图2所示的连接组件内部的结构示意图。闭式海水温差透平发电装置，包括：

漂浮在海面的基座1、收卷结构2以及用于温差发电的发电结构3；

所述收卷结构2设置于所述基座1的底部，所述发电结构3设置于所述基座1的顶部；

所述收卷结构2包括固定安装于在所述基座1底部的箱体21，所述箱体21内部设置有驱动电机22，所述驱动电机22的输出端固定安装有主动收卷轮23，所述主动收卷轮23的外部缠绕有冷水导管26，所述箱体21内壁的一侧转动连接有被动收卷轮25，所述被动收卷轮25外部缠绕有用于对所述基座1定位的配重组件24，所述被动收卷轮25与所述主动收卷轮23之间设置有连接组件27；

驱动电机22与箱体21内部的供电单元以及控制器连接，分别为其提供电能，以及控制其转动，通过与主动收卷轮23固定安装，可带动主动收卷轮23转动，进而能够对其表面缠绕的冷水导管26放长和缩短，而被动收卷轮25位于主动收卷轮23的右侧，两者通过连接组件27连接，使得转动收卷轮23可带动被动收卷轮23转动，冷水导管26采用金属软管，能够避免冷水导管26在被收卷时，受到挤压而变形，进而确保冷海水能够正常在其内部流动。

所述连接组件27包括固定安装于所述主动收卷轮23一侧的连接轴271以及安装在所述被动收卷轮25一侧的电磁铁272，所述连接轴271的外部套接有连接件273，且所述连接件273的外部与所述电磁铁272的一侧贴合，所述连接轴271的外部套接有弹性件274，所述连接件273与所述电磁铁272相对的一侧设置右侧磁性板，当所述电磁铁272处于通电状态时，所述连接件273与所述电磁铁272保持磁力吸附状态，所述弹性件274处于压缩状态。

连接件273内侧与所述连接轴271的外部滑动连接，且在连接轴271外部的两侧均固定安装有凸块，与连接件273的内侧凹槽配合滑动，使得连接件273可以在连接轴271外部水平滑动，使得连接轴271能够带动连接轴271转动，电磁铁272与箱体21内部的供电单元以及控制器连接，在正常使用状态时，电磁铁272处于断电状态，通过电磁铁272能够对连接件273进行磁力吸附，进而使得主动收卷轮23与被动收卷轮25建立连接，可实现两者同步转动，弹性件274主要为连接件273提供弹力支撑。

所述配重组件24包括缠绕在所述被动收卷轮25外部的连接绳索241，所述连接绳索241的底端由所述箱体21的内部延伸至海底，所述连接绳索241的底端固定安装有定位锚242。

所述冷水导管26的底端由所述箱体21的内部延伸至海水内，所述主动收卷轮23与所述被动收卷轮25在所述箱体21内保持左右对齐设置。

所述发电结构3包括固定安装在所述基座1顶部的防护箱31，所述防护箱31内设置有冷水吸泵32，所述冷水吸泵32的输入端通过管道与所述冷水导管26的一端连通，所述冷水吸泵32的输出端通过管道连接有冷凝器33，所述防护箱31内设置有温水吸泵34，所述温水吸泵34的输入端连接有进水管，所述进水管的底端贯穿所述防护箱31内部并延伸至海水表面内，所述温水吸泵34的输出端通过管道连接有蒸发器35，所述蒸发器35的输出端通过管道连接有发电机组件36，所述发电机组件36的一侧通过管道与所述冷凝器33一侧连接，所述冷凝器33与所述蒸发器35之间通过循环泵37连接。

冷水吸泵32主要用于对于海底中的冷海水吸收，其输入端通过与冷水导管26连接，可将海底的冷海水吸上来，然后输送至冷凝器33中，温水吸泵34则用于将位于海面的温海水吸收，并输送至蒸发器35中，通过蒸发器35作用，使其内部的工作流体快速吸收温海水的热量，并转化为蒸汽，然后输送至发电机组件36中，进而能够带动发电机组件36开始运转，开始进行发电，而温海水热量被吸收后，温度降低，通过蒸发器输送至外部，而工作流体通过发电机组件36流入冷凝器33中，与冷凝器33中的冷海水接触，通过冷海水对工作流体快速降温，使其液化成液态，然后通过循环泵37再次输送至蒸发器35中，如此循环使用，实现持续发电。

本发明提供的闭式海水温差透平发电装置的工作原理如下：

在正常使用时，连接绳索241处于伸长状态，使得定位锚242位于海底，对基座1起到有效的定位作用，使其能够在海面上保持稳定状态；

若需要调节冷水导管26的长度时，只需控制驱动电机22转动，进而带动主动收卷轮23同时转动，使得冷水导管26缩短，直至冷水导管26移动时合适的位置，关闭驱动电机22即可；

若需要移动发电装置时，需要将配重组件24以及冷水导管26同时收卷，此时通过控制电磁铁272通电，电磁铁272同时产生磁力，对连接件273吸引，最终使得两者紧密吸附在一起，使得主动收卷轮23与被动收卷轮25建立连接，然后通过启动驱动电机22转动，使得主动收卷轮23与被动收卷轮25同时转动，进而使得冷水导管26以及连接绳索241缩短，直至两者收缩至最短状态，即可关闭驱动电机22，此时基座1失去定位作用，可轻松移动整个发电装置。

与相关技术相比较，本发明提供的闭式海水温差透平发电装置具有如下有益效果：

通过设置该收卷结构2，可分别用于控制冷水导管26以及配重组件24完成收卷操作，通过在主动收卷轮23与被动收卷轮25之间设置有连接组件27，可实现两者之间的快速连接与分离，使得驱动电机22具备两种带动方式，单独带动主动收卷轮23转动，可实现单独对冷水导管26长度调节，同时带动主动收卷轮23与被动收卷轮25转动，可实现对冷水导管26以及定位锚242的收缩，进而方便对发电装置位置转移，改变了传统使用两个收卷结构控制分别控制冷水导管26以及定位锚242伸缩方式，在使用时更加灵活，大大降低了发电装置的使用成本，降低整体的耗能以及质量，进而更好的满足人们的使用需求；

而通过电磁铁272通电和断电，能够实现主动收卷轮23与被动收卷轮25之间之间的快速连接与分离，无需手动调节操作，反应迅速，连接稳定，使用时更加方便、省事。

实施例

请结合参阅图4和图5，基于本发明的第一实施例一种闭式海水温差透平发电装置，本发明的第二实施例提供另一种闭式海水温差透平发电装置，其中，第二实施例并不会妨碍第一实施例的技术方案的独立实施。

具体的，本发明的提供另一种闭式海水温差透平发电装置不同之处在于：

所述箱体21的底部设置有用于对所述冷水导管26外部清理的清理结构4，所述清理结构4包括套接于所述冷水导管26外部的连接套筒41，所述连接套筒41的内侧与所述冷水导管26外部为非接触状态，所述连接套筒41的底部固定安装有刮除件42，所述刮除件42的内侧与所述冷水导管26的外部接触，所述连接套筒41顶部的两侧均固定安装有固定杆43，所述固定杆43的外部与所述箱体21的底部滑动连接，所述固定杆43的外部且位于所述连接套筒41与所述箱体21的底部之间套接有支撑弹簧44。

连接套筒41水平设置在冷水导管26的外部，作为刮除件42的支撑结构，刮除件42的底部为倾斜设置，其内侧通过与冷水导管26外部接触，在冷水导管26收缩时，通过刮除件42对其外部的杂质进行同步清理刮除，避免杂质吸附在冷水导管26的外部，而导致其无法正常收短，使得冷水导管26能够正常收卷，在使用时更加方便，而刮除件42顶部通过螺丝与连接套筒41的底部固定安装，方便对刮除件42进行更换，而两个固定杆43分别位于刮除件42顶部的左右两侧，而两个固定杆43分别与箱体21的底部滑动连接，用于对连接套筒41起到竖直限位作用，支撑弹簧44为连接套筒41提供弹力支持，在连接套筒41向上移动时，能够挤压该支撑弹簧44收缩，而通过固定杆43与支撑弹簧44配合使用，使得连接套筒41具备一定的缓冲作用，在遇到难以剔除的杂质时，可启动一定的缓冲作用，避免直接与杂质外部刚性接触，而导致刮除件42底端出现破损，对其起到很好的防护作用，延长其使用寿命，同时使得弹性的刮除件42使其可以在竖直方向往复活动，进而更好对冷水导管6外部杂质进行剔除。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种闭式海水温差透平发电装置，其特征在于，包括：

漂浮在海面的基座、收卷结构以及用于温差发电的发电结构；

所述收卷结构设置于所述基座的底部，所述发电结构设置于所述基座的顶部；

所述收卷结构包括固定安装于在所述基座底部的箱体，所述箱体内部设置有驱动电机，所述驱动电机的输出端固定安装有主动收卷轮，所述主动收卷轮的外部缠绕有冷水导管，所述箱体内壁的一侧转动连接有被动收卷轮，所述被动收卷轮外部缠绕有用于对所述基座定位的配重组件，所述被动收卷轮与所述主动收卷轮之间设置有连接组件；

所述连接组件包括固定安装于所述主动收卷轮一侧的连接轴以及安装在所述被动收卷轮一侧的电磁铁，所述连接轴的外部套接有连接件，且所述连接件的外部与所述电磁铁的一侧贴合，所述连接轴的外部套接有弹性件。

2.根据权利要求1所述的闭式海水温差透平发电装置，其特征在于，所述配重组件包括缠绕在所述被动收卷轮外部的连接绳索，所述连接绳索的底端由所述箱体的内部延伸至海底，所述连接绳索的底端固定安装有定位锚。

3.根据权利要求1所述的闭式海水温差透平发电装置，其特征在于，所述冷水导管的底端由所述箱体的内部延伸至海水内，所述主动收卷轮与所述被动收卷轮在所述箱体内保持左右对齐设置。

4.根据权利要求1所述的闭式海水温差透平发电装置，其特征在于，所述连接件与所述电磁铁相对的一侧设置右侧磁性板，当所述电磁铁处于通电状态时，所述连接件与所述电磁铁保持磁力吸附状态，所述弹性件处于压缩状态。

5.根据权利要求1所述的闭式海水温差透平发电装置，其特征在于，所述发电结构包括固定安装在所述基座顶部的防护箱，所述防护箱内设置有冷水吸泵，所述冷水吸泵的输入端通过管道与所述冷水导管的一端连通，所述冷水吸泵的输出端通过管道连接有冷凝器。

6.根据权利要求5所述的闭式海水温差透平发电装置，其特征在于，所述防护箱内设置有温水吸泵，所述温水吸泵的输入端连接有进水管，所述进水管的底端贯穿所述防护箱内部并延伸至海水表面内，所述温水吸泵的输出端通过管道连接有蒸发器。

7.根据权利要求6所述的闭式海水温差透平发电装置，其特征在于，所述蒸发器的输出端通过管道连接有发电机组件，所述发电机组件的一侧通过管道与所述冷凝器一侧连接，所述冷凝器与所述蒸发器之间通过循环泵连接。

8.根据权利要求7所述的闭式海水温差透平发电装置，其特征在于，所述箱体的底部设置有用于对所述冷水导管外部清理的清理结构，所述清理结构包括套接于所述冷水导管外部的连接套筒，所述连接套筒的内侧与所述冷水导管外部为非接触状态。

9.根据权利要求8所述的闭式海水温差透平发电装置，其特征在于，所述连接套筒的底部固定安装有刮除件，所述刮除件的内侧与所述冷水导管的外部接触，所述连接套筒顶部的两侧均固定安装有固定杆。

10.根据权利要求9所述的闭式海水温差透平发电装置，其特征在于，所述固定杆的外部与所述箱体的底部滑动连接，所述固定杆的外部且位于所述连接套筒与所述箱体的底部之间套接有支撑弹簧。

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