НиВИЭ_2-3._Гидроэнергетика
.pdf
Преобразование тепловой энергии океана
Термин ОТЕС – «ocean termal energy conversion» (преобразование тепловой энергии океана) – означает преобразование некоторой части этой тепловой энергии в работу и далее в электроэнергию
Ресурсы тепловой энергии
1.Между теплыми поверхностными водами и более холодными придонными
2.Между придонными водами и породами, слагающими дно
3.Между приповерхностными слоями воздуха и поверхностными слоями воды (Арктика: в зимнее время – практически не менее 8 месяцев в году)
Атмосфера |
-20 °С |
|
||
+2 … +3°С |
|
|
Расчеты: каждый 1 м3 морской |
|
Поверхностные воды |
||||
|
||||
20°С |
воды, пропущенный за 1 с через |
|||
|
|
|||
|
Придонные воды |
преобразователь, позволяет |
||
|
получить около 10 кВт мощности |
|||
|
|
|
||
|
|
|
при КПД установки 5% |
|
|
Дно |
|
||
|
|
|
||
|
|
|
|
|
21
ОТЭС
Рис. Схема термальной установки, работающей по замкнутому циклу: 1 – насос теплой воды; 2 – испаритель; 3 – насос осушителя парообразного рабочего тела; 4 - осушитель; 5 – турбина с электрогенератором; 6 – конденсатор; 7 – насос для забора холодной воды; 8 – насос для подачи рабочего тела.
22
Рабочее тело - аммиак, фреон, пропан
Для перепадов температур между поверхностными и глубинными слоями воды в пределах от 15 до 26 °С КПД соответственно изменяется в диапазоне от 5 до 9 %
Для получения 1 МВт «полезной» мощности через теплообменники должно пройти не менее 40 МВт тепловой мощности.
Недостатки: требуются огромные расходов теплой и холодной воды, измеряемых в тысячах кубометров в секунду.
Реальная промышленная ОТЭС (плавучая)
Мощность 40 МВт Водоизмещение ~ 70 000 т,
Диаметр трубопровода холодной воды 10 м Рабочая поверхность теплообменника ~ 45 000 м2
11
Схемы ОТЭС
|
Рис. Схема арктической ОТЭС на перепаде |
|
Рис. Схема ОТЭС, работающей по |
вода-воздух: 1 - испаритель основного |
|
открытому циклу (цикл Клода): 1 – насос |
контура; 2 – турбина с электрогенератором; 3 – |
|
теплой воды; 2 – деаэратор; 3 – вакуумный |
конденсатор; 4 – теплообменник контура |
|
насос; 4 – испаритель; 5 - турбина с |
охлаждения промежуточного рабочего тела; 5 – |
|
электрогенератором; 6 – конденсатор; 7 – |
насос для подачи хладагента; 6 – насос для |
|
насос для подъема холодной воды |
||
подачи рабочего тела; 7 – насос для подачи |
||
|
||
|
морской воды; 8 – водозаборник; 9 – патрубок |
|
23 |
сброса отработанной воды. |
|
|
12