海洋温差能发电专利技术综述.pdf

中文科技期刊数据库（全文版）自然科学 海洋温差能发电专利技术综述 李 丹 赵 鹏（通讯作者） 国家知识产权局专利局专利审查协作北京中心，北京，100160 摘要：通过分析国内外专利申请量来研究海洋温差发电技术领域的专利申请情况，检索分析国内外重点申请人的 专利技术来研究海洋温差发电技术领域的专利壁垒，研究表明，专利布局不仅包括核心部件及优化控制方面，还 包括外围的基础结构方面，海洋温差能发电技术的研究目前仍将保持在一个较为平稳的较小的规模，具有较多的 技术开发可能性和专利挖掘及布局空间。 关键词：海洋温差能；发电；专利技术 中图分类号：P743;TM612 海洋温差能使海水吸收和储存的太阳辐射能，亦 力的同时还产生淡水，缺点是用海水作为工质，沸点 称为海洋热能。海洋温差能发电是利用海水表层与深 高，汽轮机工作压力低，机械能损耗大。闭式循环最 层之间的温差能发电，早在 1881 年，法国物理学家德 为成熟，优点是工质的沸点低，在可以在较高的压力 尔松瓦就提出利用海洋表层温水和深层冷水的温差使 下蒸发，又可以在比较低的压力下冷凝，提高了汽轮 [1] 热机做功 ，之后美国、日本等国对海洋温差能发电技 机的压差。缺点是不能像开式循环一样获得淡水。单 术进行了发展和完善。目前主要的海洋温差能转换方 工质朗肯循环是最基本的闭式循环方式，在减少压降 式包括开式循环、闭式循环和混合式循环，开式循环 方面具有较大优势，但其循环热效率较低，有机朗肯 发电原理为用真空泵将系统抽到一定真空，使表层高 循环在发展中也衍生了许多不同的类型，如预热式有 温海水在蒸发器内沸腾蒸发变为蒸汽，蒸汽进而推动 机朗肯循环、回热式有机朗肯循环、喷射式有机朗肯 [2] 汽轮机运转带动发电机发电，汽轮机排出的废气再由 循环等 。混合式循环系统保留了开式循环获取淡水的 冷水泵从海洋深层抽上的低温海水冷却，凝结成水后 优点，并采用闭式循环获得动力，机械能损耗小。 排入大海，闭式循环则是将作为冷凝水的低温海水换 温差能发电装置的运行完全依靠泵和涡轮机的运 成其他低沸点的工作流体，如氨水，混合循环与闭式 转，海洋温差能发电装置采用的是已经成熟的氨透平 循环基本相同。另一种温差发电的方式是采用热电效 技术。换热器是影响循环效率的关键因素之一，主要 应，热电效应即是当受热物体中的电子随着温度梯度 有壳管式、板框式和板翘式 3 种类型，影响换热器性 由高温区往低温区移动时，所产生电流或电荷堆积的 能的主要是器结构型式和表面材料。针对发展相对比 一种现象，是由温差产生热电势的温差发电效应。本 较成熟的闭式循环系统来说，最合适的工质是丙烷或 文主要针对海洋温差能发电进行专利技术综述研究。 氨，研究发现，氨工质蒸发压力操作范围较大，且其 1 海洋温差能的核心技术 热效率高，是当前较理想的海洋温差能发电工质。在 海上油气工业以及海上风电工业的驱动下，海上平台 温差热发电技术是一种利用高、低温热源之间的 的设计、建造、运行以及维修都已经发展得非常成熟， 温差，采用低沸点工作流体作为循环工质，在朗肯循 目前已有平台装置包括半潜式、全潜式和船式。除此 环基础上，用高温热源加热并蒸发循环工质产生的蒸