一种洋流能与波浪能耦合发电系统技术方案

本发明专利技术属于可再生能源领域，并具体公开了一种洋流能与波浪能耦合发电系统。该系统中液氨装置用于为洋流发热装置提供液氨，并将发电装置排出的氨蒸汽冷凝为液氨并储存，用于下一次发电；洋流发热装置利用洋流冲击产生的热量加热液氨并将其送入波浪能发热装置中；波浪能发热装置利用波浪拍打产生的热量加热其装置内的液氨，以使得该液氨进一步吸热后气化为氨蒸汽并进入发电装置中，通过膨胀做功进行发电。本发明专利技术提供的洋流能与波浪能耦合发电系统利用液氨作为工质，将洋流能和波浪能直接转化为液氨的热能并进行膨胀做功发电，从而避免了能量传递造成的损失，有效提高了该系统的发电效率。

A Coupled Ocean Current Energy and Wave Energy Generation System

【技术实现步骤摘要】
一种洋流能与波浪能耦合发电系统
本专利技术属于可再生能源领域，更具体地，涉及一种洋流能与波浪能耦合发电系统。
技术介绍
随着城市工业的发展，社会对电力的需求不断增长，而我国目前的发电量只要来源于火力发电，但是火力发电存在排放物污染大、不环保的弊端。与此同时，海洋波浪能量储量巨大，并且海洋波浪能发电过程污染少，是一种具有较大潜力的可再生能源。目前利用海洋波浪能进行发电的装置主要利用波浪带动机械装置运动进行发电，CN103485972B公开了一种潮流波浪能发电装置，其通过波浪带动漂浮在海面上的浮子进行上下运动进行发电，CN106640501A公开了浮动式波浪能发电装置，其通过波浪带动漂浮体进行上下运动并将其转换为液体压力用于驱动发电，但是上述装置均存在机械结构复杂，容易出现故障的弊端，同时海水对机械结构具有腐蚀作用，因此需要对其做防盐防腐措施，造成维护困难、生产成本较高。同时，因海洋波浪具有不稳定的特点，造成利用海洋波浪发电的装置发电量不稳定，因并网困难导致无法进行大规模发展。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种洋流能与波浪能耦合发电系统，其中通过设置洋流发热装置和波浪能发热装置对液氨进行直接加热形成氨蒸汽，相应能够通过氨蒸汽膨胀做功实现发电的功能，因而尤其适用于海洋发电的应用场合。为实现上述目的，本专利技术提出了一种洋流能与波浪能耦合发电系统，该系统包括依次设置的液氨装置、洋流发热装置、波浪能发热装置和发电装置，其中：所述液氨装置用于为所述洋流发热装置提供液氨，并将所述发电装置排出的氨蒸汽冷凝为液氨并储存，用于下一次发电；所述洋流发热装置利用洋流冲击产生的热量加热所述液氨并将其送入所述波浪能发热装置中；所述波浪能发热装置利用波浪拍打产生的热量加热其装置内的液氨，以使得该液氨进一步吸热后气化为氨蒸汽并进入所述发电装置中，通过膨胀做功进行发电。作为进一步优选地，所述波浪能发热装置包括钢珠、空心钢球、支架和第二罐体，其中所述钢珠密封在所述空心钢球内，该空心钢球通过所述支架与所述第二罐体连接，工作时，波浪拍打所述第二罐体使所述空心钢球发生摇晃，所述空心钢球内的钢珠相互摩擦产生热量，并将热量传递到所述第二罐体内的液氨中，对其进行加热。作为进一步优选地，所述洋流能与波浪能耦合发电系统还包括设置在所述波浪能发热装置和发电装置之间的太阳能发热装置，所述太阳能发热装置包括相互连接的太阳能集热器和换热器，工作时，所述太阳能集热器吸收太阳能的热量并对管内的高温抗燃油进行加热，加热后的高温抗燃油进入所述换热器中，通过换热作用加热所述波浪能发热装置排出的氨蒸汽。作为进一步优选地，所述波浪能发热装置与所述发电装置之间设置有第一通道和第二通道，并分别通过第一阀门和第二阀门控制所述第一通道和第二通道的开闭，其中所述第一通道用于将所述波浪能发热装置排出的氨蒸汽与所述太阳能换热装置进行换热后送入所述发电装置，所述第二通道用于将所述波浪能发热装置排出的氨蒸汽直接送入所述发电装置。作为进一步优选地，所述液氨装置包括沿流体流动方向依次连接的凝汽器、储氨罐和液氨泵，其中所述凝汽器利用海水将所述发电装置排出的氨蒸汽冷凝为液氨并储存在所述储氨罐中，所述液氨泵将所述储氨罐中的液氨送入所述洋流发热装置中。作为进一步优选地，所述波浪能发热装置的第二罐体上设置有第一温度表和第一压力表，并且该第二罐体的出口设置有第三阀门，工作时，利用所述第一温度表和第一压力表测量所述第二罐体内氨蒸汽的温度和压力，然后通过控制所述第三阀门的开度和所述液氨泵的转速调节进入所述发电装置中氨蒸汽的条件，使得该发电装置的输出功率保持平稳。作为进一步优选地，所述洋流发热装置包括轴承、叶片、第一罐体、圆环、钢球和散热片，所述轴承的一端与所述叶片连接，其另一端伸入所述第一罐体内，与并排设置的所述圆环连接，所述钢球放置在所述圆环的间隙内，并通过外部的隔离罩进行固定，所述隔离罩上设置有散热片，工作时，洋流通过所述叶片带动所述圆环进行转动，使得所述圆环与所述钢球之间摩擦产生热量，并通过所述散热片将该热量传递到所述第一罐体内的液氨中，对其进行加热。作为进一步优选地，所述发电装置包括膨胀机和发电机，所述氨蒸汽进入所述膨胀机内做功并带动所述发电机发电。作为进一步优选地，所述洋流发热装置与波浪能发热装置之间通过软管连接。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：1.本专利技术提供的洋流能与波浪能耦合发电系统利用液氨作为工质，将洋流能和波浪能直接转化为液氨的热能并进行膨胀做功发电，从而避免了能量传递造成的损失，有效提高了该系统的发电效率；2.同时，本专利技术通过改进波浪能发热装置的结构，将钢珠密封在空心钢球内，能够避免钢珠摩擦产生的铁屑进入液氨中，造成膨胀机的磨损老化，同时该波浪能发热装置是一个全封闭的压力容器，仅需对罐体外部做防盐防腐保护，因此能够有效提高系统的使用寿命和生产成本；3.此外，本专利技术还设置了太阳能发热装置，能够充分利用海上的可再生能源，进一步提高发电装置的输出功率，同时通过在波浪能发热装置和发电装置之间设置第一通道和第二通道，能够根据气象条件灵活决定是否使用该太阳能发热装置，避免了氨蒸汽向其反向传热造成系统的能量损失，提高该系统的发电效率；4.尤其是，本专利技术通过调整液压泵的转速和第三阀门的开度，能够根据波浪能的大小及时、精准地调整进入发电装置中氨蒸汽的温度、压力和流量，从而保证发电装置的功率稳定在一定范围内，避免出现发电间接性大的问题，为系统进行并网提供可能性。附图说明图1是本专利技术提供的洋流能与波浪能耦合发电系统的结构示意图；图2是按照本专利技术优选实施例构建的波浪能发热装置的结构示意图；图3是按照本专利技术优选实施例构建的洋流发热装置的结构示意图。在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1-油泵，2-太阳能集热器，3-换热器，4-第二阀门，5-膨胀机，6-发电机，7-凝汽器，8-水泵，9-出水口，10-储氨罐，11-液氨泵，12-洋流发热装置，13-波浪能发热装置，14-第三阀门，15-第一阀门，16-第一温度表，17-第一压力表，18-第二温度表，19-第二压力表，20-空心钢球，21-支架，22-钢珠，23-叶片，24-轴承，25-密封环，26-散热片，27-圆环，28-钢球。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。如图1所示，本专利技术提供了一种洋流能与波浪能耦合发电系统，该系统包括依次设置的液氨装置、洋流发热装置12、波浪能发热装置13和发电装置，其中：液氨装置用于为洋流发热装置12提供液氨，并将发电装置排出的氨蒸汽冷凝为液氨并储存，用于下一次发电；洋流发热装置12利用洋流冲击产生的热量加热液氨并将其送入波浪能发热装置13中；波浪能发热装置13利用波浪拍打产生的热量加热其装置内的液氨，以使得该液氨进一步吸热后气化为氨蒸汽并进入所述发电装置中，通过膨胀做功进行发电。如图2所示，按照本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种洋流能与波浪能耦合发电系统，其特征在于，该系统包括依次设置的液氨装置、洋流发热装置(12)、波浪能发热装置(13)和发电装置，其中：所述液氨装置用于为所述洋流发热装置(12)提供液氨，并将所述发电装置排出的氨蒸汽冷凝为液氨并储存，用于下一次发电；所述洋流发热装置(12)利用洋流冲击产生的热量加热所述液氨并将其送入所述波浪能发热装置(13)中；所述波浪能发热装置(13)利用波浪拍打产生的热量加热其装置内的液氨，以使得该液氨进一步吸热后气化为氨蒸汽并进入所述发电装置中，通过膨胀做功进行发电。

【技术特征摘要】
1.一种洋流能与波浪能耦合发电系统，其特征在于，该系统包括依次设置的液氨装置、洋流发热装置(12)、波浪能发热装置(13)和发电装置，其中：所述液氨装置用于为所述洋流发热装置(12)提供液氨，并将所述发电装置排出的氨蒸汽冷凝为液氨并储存，用于下一次发电；所述洋流发热装置(12)利用洋流冲击产生的热量加热所述液氨并将其送入所述波浪能发热装置(13)中；所述波浪能发热装置(13)利用波浪拍打产生的热量加热其装置内的液氨，以使得该液氨进一步吸热后气化为氨蒸汽并进入所述发电装置中，通过膨胀做功进行发电。2.如权利要求1所述的洋流能与波浪能耦合发电系统，其特征在于，所述波浪能发热装置(13)包括钢珠(22)、空心钢球(20)、支架(21)和第二罐体，其中所述钢珠(22)密封在所述空心钢球(20)内，该空心钢球(20)通过所述支架(21)与所述第二罐体连接，工作时，波浪拍打所述第二罐体使所述空心钢球(20)发生摇晃，所述空心钢球(20)内的钢珠(22)相互摩擦产生热量，并将热量传递到所述第二罐体内的液氨中，对其进行加热。3.如权利要求1或2所述的洋流能与波浪能耦合发电系统，其特征在于，所述洋流能与波浪能耦合发电系统还包括设置在所述波浪能发热装置(13)和发电装置之间的太阳能发热装置，所述太阳能发热装置包括相互连接的太阳能集热器(2)和换热器(3)，工作时，所述太阳能集热器(2)吸收太阳能的热量并对管内的高温抗燃油进行加热，加热后的高温抗燃油进入所述换热器(3)中，通过换热作用加热所述波浪能发热装置(13)排出的氨蒸汽。4.如权利要求3所述的洋流能与波浪能耦合发电系统，其特征在于，所述波浪能发热装置(13)与所述发电装置之间设置有第一通道和第二通道，并分别通过第一阀门(15)和第二阀门(4)控制所述第一通道和第二通道的开闭，其中所述第一通道用于将所述波浪能发热装置(13)排出的氨蒸汽与所述太阳能换热装置进行换热后送入所述发电装置，所述第二通道用于将所述波浪能发...

【专利技术属性】
技术研发人员：张立麒，陈爱玲，陆通通，鲁博文，张泽武，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42