CN200996363Y - 拖挂于半潜式钻井平台的海洋热能发电船 - Google Patents

Abstract

拖挂于半潜式钻井平台的海洋热能发电船，属于海洋工程技术领域，包括支承，冷凝管，悬挂链，海水泵，闪蒸器，蒸发器，工质泵，淡水阀，汽轮机，发电机，去流软管，去流管接头，去流绝热管，中管接头，去流裸管，双层套管，来流绝热管，来流管接头，来流软管，排水管，放气阀。本实用新型使循环工质充分吸收表面海水的热能，驱动发电机，为钻井平台提供电力。作功后的工质在冷凝管中充分吸收深海水的冷量凝结，达到利用海洋热能发电而减少泵消耗功率的目的。冷凝管悬挂在半潜式平台沉垫下方，降低了工程安装、制造的难度。动力循环产生的淡水可解决钻井平台工作人员生活需要，为平台远离大陆工作提供了极大的方便，具有显著的经济效益和社会效益。

Description

拖挂于半潜式钻井平台的海洋热能发电船

技术领域

本实用新型涉及的是一种海洋热能发电船，特别是一种拖挂于半潜式钻井平台的海洋热能发电船，属于海洋工程技术领域。

背景技术

海洋蕴藏的能源中，数量最为浩大的是海洋热能。已有技术中，专利号为01119432.4的“海洋能发电器”发明专利，仅利用海洋的潮汐和波动能；专利号为01225742.7的“海洋能发电器”实用新型专利，也是获取海洋波浪能发电；专利号为200410046657.8的“海上平台型升降涡叶式海洋能发电机”，是利用海水的动力能发电，上述专利对海洋热能均未予利用。李伟等在“海洋温差能发电技术的现状与前景”(海洋工程，22卷第2期，2004.5)一文中提出了利用海洋热能的浮体式发电技术，该技术是通过安装海水管垂直伸向海底吸取海水到达海面参加动力循环工作的，由于海水泵大量消耗能量，降低了该发电器装置的效率。同时，深层海水在海面的释放，使维持深海浮游生物生长的营养物质输送到海面，造成了对海洋生态系统的干扰和负面影响。

发明内容

为了克服已有技术的不足和缺陷，本实用新型提供一种适合于同半潜式钻井平台配套的、拖挂于半潜式钻井平台的海洋热能发电船，该发电船使循环工质充分吸收海洋表面海水的热能而蒸发为蒸汽，作功驱动发电机发电，又将作功后的工质输送到冷凝管，充分吸收深海水的冷量而充分凝结，达到利用海洋热能发电而减少泵消耗功率的目的。冷凝管采取悬挂在半潜式平台沉垫下方的形式，降低了工程安装、制造的难度。

本实用新型是通过下述技术方案实现的。本实用新型包括：支承，冷凝管，悬挂链，海水泵，闪蒸器，蒸发器，工质泵，淡水阀，汽轮机，发电机，去流软管，去流管接头，去流绝热管，中管接头，去流裸管，双层套管，来流绝热管，来流管接头，来流软管，排水管，放气阀。

发电船的船体1拖挂于半潜式钻井平台，闪蒸器、蒸发器、汽轮机和发电机安置在船体上。支承通过悬挂链悬挂在钻井平台沉垫下方，冷凝管固结在支承下面，去流绝热管和来流绝热管均垂直安装于半潜式钻井平台的立柱内，工质泵和中管接头安置在沉垫内。蒸发器的管程内充有动力循环工质，该动力循环工质是采用氟利昂、氨、丙烷或异丁烷。冷凝管的出口通过双层套管与循环工质泵的进口相连，循环工质泵的出口通过来流绝热管、来流管接头和来流软管与蒸发器的管程进口相连。海水泵的进口与大海相通，出口与闪蒸器进口相连接，闪蒸器的液相出口通过排水管与大海相通，闪蒸器的蒸汽出口与蒸发器的壳程进口连接，蒸发器的壳程出口通过淡水阀与生活用水管路连接。蒸发器的管程出口与汽轮机的蒸汽进口连接，汽轮机与发电机轴连接，汽轮机的乏汽出口通过去流软管、去流管接头和去流绝热管与中管接头一端连接，中管接头的另一端通过去流裸管与冷凝器的进口连接。

表层海水经由海水泵进入处于真空状态的闪蒸器，海水在闪蒸器里部分蒸发，水蒸汽进入蒸发器的壳程。未蒸发的海水经由排水管回到海中。进入蒸发器的水蒸汽对管程的循环工质加热，使之变成工质蒸汽。水蒸气自身冷凝成为淡水，经由淡水阀流出以供平台人员生活使用。工质蒸汽进入汽轮机，膨胀作功，推动叶片，驱动发电机发电。作功后的工质乏汽经去流软管、去流管接头、去流绝热管输送到冷凝管。冷凝管在深海水中发挥冷凝器功能，使工质乏汽吸收深海水的冷量而冷凝为液体。工质冷凝液经由双层套管，由工质泵抽取再次进入蒸发器，循环工作。蒸发器中的不凝气体由放气阀放出排去。

本实用新型的有益效果：在利用海洋热能发电的动力循环中，工质的流量是与之换热的深海冷海水流量的1/5～1/3，将工质输送到600～800米左右水深放热，比深海水抽吸到海面所消耗功率大幅度减少，明显提高了动力循环的总体效率。深海水不必抽吸到海面，避免了深海维持浮游生物生长的营养物质输送到海面，克服了对海洋生态系统的干扰和影响，也免除了海水温度分布因人为干扰而造成的可能危害。本实用新型利用半潜式钻井平台固有的立柱和沉垫布置工质输送管道和工质泵，减轻了该发电装置制作安装上的困难。动力循环运转产生的副产品是淡水，可以解决钻井工作人员的日常生活需要。本实用新型可以为半潜式钻井平台的运转提供充足的电力来源，免除了远离大陆的钻井平台依赖电缆远程输电的繁复和耗费，为平台远离大陆工作提供了极大的方便，具有显著的经济效益和社会效益。

附图说明：

图1是本实用新型海洋热能发电船的结构原理图。

图中，1是船体，2是支承，3是冷凝管，4是悬挂链，5是海水泵，6是闪蒸器，7是蒸发器，8是工质泵，9是淡水阀，10是汽轮机，11是发电机，12是去流软管，13是去流管接头，14是去流绝热管，15是中管接头，16是去流裸管，17是双层套管，18是来流绝热管，19是来流管接头，20是来流软管，21是沉垫，22是半潜式钻井平台，23是排水管，24是放气阀。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施作进一步的描述。

如图1所示，本实用新型包括：支承2，冷凝管3，悬挂链4，海水泵5，闪蒸器6，蒸发器7，工质泵8，淡水阀9，汽轮机10，发电机11，去流软管12，去流管接头13，去流绝热管14，中管接头15，去流裸管16，双层套管17，来流绝热管18，来流管接头19，来流软管20，排水管23，放气阀24。

发电船的船体1拖挂于半潜式钻井平台22，闪蒸器6、蒸发器7、汽轮机10和发电机11安置在船体1上。支承2通过悬挂链4悬挂在钻井平台沉垫21下方，冷凝管3固结在支承2下面，去流绝热管14和来流绝热管18均垂直安装于半潜式钻井平台21的立柱内，工质泵8和中管接头15安置在沉垫21内。蒸发器7的管程内充有动力循环工质，该动力循环工质是采用氟利昂、氨、丙烷或异丁烷。冷凝管3的出口通过双层套管17与循环工质泵8的进口相连，循环工质泵8的出口通过来流绝热管18、来流管接头19和来流软管20与蒸发器7的管程进口相连。海水泵5的进口与大海相通，出口与闪蒸器6进口相连接，闪蒸器6的液相出口通过排水管23与大海相通，闪蒸器6的蒸汽出口与蒸发器7的壳程进口连接，蒸发器7的壳程出口通过淡水阀9与生活用水管路连接，蒸发器7的管程出口与汽轮机10的蒸汽进口连接，汽轮机10与发电机11轴连接，汽轮机10的乏汽出口通过去流软管12、去流管接头13和去流绝热管14与中管接头15一端连接，中管接头15的另一端通过去流裸管16与冷凝器3的进口连接。沉垫21本体的深度为水下300米～800米，冷凝管3深度凭籍悬挂链4而悬挂在沉垫21下100～500米，冷凝管实际水深视海水深度变化而定，一般为800米左右，要求深海水温度低于大海表面海水温度21～22℃，以保证动力循环正常工作。

去流软管12和来流软管20是金属丝缠绕的耐蚀橡胶管，可承受压力并抗腐蚀。去流管接头13、中管接头15和来流管接头19为不锈钢材质。去流绝热管14、来流绝热管18采用型号为GB8163-87的无缝钢管，外表包扎泡沫橡胶以隔绝热量渗漏。去流裸管16采用采用型号为GB8163-87无缝钢管，管外涂以防锈层，以免钢管的锈蚀，冷凝管3由采用型号为YB447-70紫铜管盘绕制成。铜管外涂以防锈层和防生物涂料，以免铜管的锈蚀和海洋生物的附着和寄生，影响换热效率。双层套管17的内管采用型号为GB8163-87无缝钢管，外管采用型号为GBn277-88，NS111或NS112耐腐性冷拔合金管，两管之间填充以聚氨酯泡沫塑料，发挥绝热功能。聚氨酯泡沫塑料的充填采用施工现场发泡工艺，以压缩空气喷射入内外管间壁的工艺，保证充填饱满，以达到良好绝热目的。

表层海水经由海水泵5进入处于真空状态的闪蒸器6，海水在闪蒸器6里部分蒸发，水蒸汽进入蒸发器7的壳程。未蒸发的海水经由排水管23回到海中。进入蒸发器7的水蒸汽对管程的循环工质加热，使之变成工质蒸汽。水蒸气自身冷凝成为淡水，经由淡水阀9流出以供平台人员生活使用。工质蒸汽进入汽轮机10，膨胀作功，推动叶片，驱动发电机11发电。作功后的工质乏汽经去流软管12、去流管接头13、去流绝热管14输送到冷凝管3。冷凝管3在深海水中发挥冷凝器功能，使工质乏汽吸收深海水的冷量而冷凝为液体。工质冷凝液经由双层套管17，由工质泵8抽取再次进入蒸发器7，循环工作。蒸发器7中的不凝气体由放气阀24放出排去。

Claims (5)

1.一种拖挂于半潜式钻井平台的海洋热能发电船，包括支承(2)、冷凝管(3)、悬挂链(4)、海水泵(5)、闪蒸器(6)、蒸发器(7)、工质泵(8)、淡水阀(9)、汽轮机(10)、发电机(11)、去流软管(12)、去流管接头(13)、去流绝热管(14)、中管接头(15)、去流裸管(16)、双层套管(17)、来流绝热管(18)、来流管接头(19)、来流软管(20)、排水管(23)、放气阀(24)，其特征在于发电船的船体(1)拖挂于半潜式钻井平台(22)，闪蒸器(6)、蒸发器(7)、汽轮机(10)和发电机(11)安置在船体(1)上，支承(2)通过悬挂链(4)悬挂在钻井平台沉垫(21)下方，冷凝管(3)固结在支承2下面，去流绝热管(14)和来流绝热管(18)均垂直安装于半潜式钻井平台(21)的立柱内，工质泵(8)和中管接头(15)安置在沉垫(21)内，蒸发器(7)的管程内充有动力循环工质，该动力循环工质是采用氟利昂、氨、丙烷或异丁烷，冷凝管(3)的出口通过双层套管(17)与循环工质泵(8)的进口相连，循环工质泵(8)的出口通过来流绝热管(18)、来流管接头(19)和来流软管(20)与蒸发器(7)的管程进口相连，海水泵(5)的进口与大海相通，出口与闪蒸器(6)进口相连接，闪蒸器(6)的液相出口通过排水管(23)与大海相通，闪蒸器(6)的蒸汽出口与蒸发器(7)的壳程进口连接，蒸发器(7)的壳程出口通过淡水阀(9)与生活用水管路连接，蒸发器(7)的管程内充有循环工质，蒸发器(7)的管程出口与汽轮机(10)的蒸汽进口连接，汽轮机(10)与发电机(11)轴连接，汽轮机(10)的乏汽出口通过去流软管(12)、去流管接头(13)和去流绝热管(14)与中管接头(15)一端连接，中管接头(15)的另一端通过去流裸管(16)与冷凝管(3)的进口连接。

2.根据权利要求1所述的拖挂于半潜式钻井平台的海洋热能发电船，其特征是所述的去流软管(12)和来流软管(20)是金属丝缠绕的耐蚀橡胶管，去流管接头(13)、中管接头(15)和来流管接头(19)为不锈钢材质。

3.根据权利要求1所述的拖挂于半潜式钻井平台的海洋热能发电船，其特征是所述的去流绝热管(14)、来流绝热管(18)为型号为GB8163-87无缝钢管，外表包扎泡沫橡胶，去流裸管(16)是采用型号为GB8163-87无缝钢管，管外涂以防锈层。

4.根据权利要求1所述的拖挂于半潜式钻井平台的海洋热能发电船，其特征是所述的冷凝管(3)由型号为YB447-70的紫铜管盘绕制成，铜管外涂以防锈层和防生物涂料。

5.根据权利要求1所述的拖挂于半潜式钻井平台的海洋热能发电船，其特征是所述的双层套管(17)的内管是型号为GB8163-87的无缝钢管，外管是型号为GBn277-88，NS111或NS112的耐腐性冷拔合金管，两管之间填充以聚氨酯泡沫塑料。

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