海洋溫差能

1，概述
海洋温差能（oceanthermalenergy）：又称海洋热能。利用海洋中受太阳能加热的暖和的表层水与较冷的深层水之间的温差进行发电而获得的能量。在南北纬30度这间的大部分海面，表层和深层海水之间的温差在20度左右；如果在南、北纬20度海面上，每隔15公里建造一个海洋温差发电装置，理论上最大发电能力估计为500亿KW。赤道附近太阳直射多，其海域的表层温度可达25～28℃，波斯湾和红海由于被炎热的陆地包围，其海面水温可达35℃。而在海洋深处500～1000m处海水温度却只有3～6℃。

2，利用现状,
海洋热能主要来自于太阳能。世界大洋的面积浩瀚无边，热带洋面也相当宽mini—OTEC

海洋温差能
广。海洋热能用过后即可得到补充，很值得开发利用。据计算，从南纬20度到北纬20度的区间海洋洋面，只要把其中一半用来发电，海水水温仅平均下降l℃，就能获得600亿千瓦的电能，相当于目前全世界所产生的全部电能。专家们估计，单在美国的东部海岸由墨西哥湾流出的暖流中，就可获得美国在1980年需用电量的75倍。
如何有效地利用海水温度差能量来为人类服务呢？法国的Arsened Arsonval于1881年首次提出海洋温度差发电的构想。即发明利用海水表层（热源）和深层（冷源）之间的温度差发电的电站。于是1930年Claude在古巴的近海，首次利用海洋温度差能量发电成功，但是，由于发电系统的水泵等所耗电力比其所发出的电力更大，结果纯发电量为负值。然而人们并没有泄气。1979年，夏威夷的MINI-OTEC发电系统第一次发出了15kW的净发电容量[1]。

3，发电原理

海水温差发电技术，是以海洋受太阳能加热的表层海水（25℃～28℃）作高温热源，而以500米～l000米深处的海水（4℃～7℃）作低温热源，用热机组成的热力循环
海洋温差能
系统进行发电的技术。从高温热源到低温热源，可能获得总温差15℃～20℃左右的有效能量。最终可能获得具有工程意义的11℃温差的能量。
早在1881年9月，巴黎生物物理学家德·阿松瓦尔就提出利用海洋温差发电的设想。1926年11月，法国科学院建立了一个实验温差发电站，证实了阿松瓦尔的设想。1930年，阿松瓦尔的学生克洛德在古巴附近的海中建造了一座海水温差发电站。
1961年法国在西非海岸建成两座3500千瓦的海水温差发电站。美国和瑞典于1979年在夏威夷群岛上共同建成装机容量为1000千瓦的海水温差发电站，美国还计划在跨入21世纪时建成一座100万千瓦的海水温差发电装置，以及利用墨西哥湾暖流的热能在东部沿海建立500座海洋热能发电站，发电能力达2亿千瓦[3]。

4，分类
根据所用工质及流程的不同，一般可分为开式循环、闭式循环和混合式循环，接近实用化的是闭式循环方式。

开式循环
该系统主要由真空泵、冷水泵、温水泵、冷凝器、蒸发器、汽轮机、发电机组等组成。
真空泵将系统内抽到一定真空，起动温水泵把表层的温海水抽入蒸发器，由于系统内已保持有一定的真空度，所以温海水就在蒸发器内沸腾蒸发，变为蒸汽。蒸汽经管道由喷嘴喷出推动汽轮机运转，带动发电机发电。从汽轮机排出的废汽进入冷凝器，被由冷水泵从深层海水中抽上的冷海水所冷却，重新凝结为水，并排入海中。在该系统中作为工质的海水，由泵吸入蒸发器蒸发到最

海洋温差能
后排回大海，并未循环利用，故该工作系统称为开式循环系统。
在开式循环系统中，其冷凝水基本上是去盐水，可以做为淡水供应需要，但因以海水作工作流体和介质，蒸发器与冷凝器之间的压力非常小，因此必须充分注意管道等的压力损耗，同时为了获得预期的输出功率，必须使用极大的透平（可以和风力涡轮机相比）。

闭式循环
该系统不以海水而采用一些低沸点的物质（如丙烷、异丁烷、氟利昂、氨等）作为工作流体，在闭合回路中反复进行蒸发、膨胀、冷凝。因为系统使用低沸点工作流体，蒸汽的压力得到提高。
系统工作时，温水泵把表层温海水抽上送往蒸发器，通过蒸发器内的盘管把一部分热量传递给低沸点的工作流体，例如氨水，氨水从温海水吸收足够的热量后，开
海洋温差能
始沸腾并变为氨气（氨气压力约为9.5×10^4Pa）。氨气经过汽轮机的叶片通道，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。
闭式循系环统的工作流体要根据发电条件（涡轮机条件、热交换器条件）以及环境条件等来决定。已用氨、氟利昂、丙烷等工作流体，其中氨在经济性和热传导性等方面有突出优点，很有竞争力，但在管路安装方面还存在一些问题。
闭式循环系统的优点是：(1)、可采用小型涡轮机，整套装置可以实现小型化；(2)、海水不