利用浮力采能的变形式朗肯循环低温差能开发系统技术方案

利用浮力采能的变形式朗肯循环低温差能开发系统，它应属于低温差能开发应用领域，它是利用两种不同温度的水，冷却和加热一种置于水下装置内的工质，这种装置叫伸缩腔，其结构特征为：上下两个呈半封闭的缸筒，中间为可伸缩体，热水入水阀，热水出水阀，加热器，冷水入水阀，冷水出水阀，冷凝器，两缸筒的未封闭面和伸缩体相连，加热器在下缸筒，冷凝器在上缸筒。它在下位时被加热体积膨胀，在上升过程中牵引绳对它作用，它在上位时被冷却体积收缩，下降过程中它对牵引绳的作用，在上升过程中体积变大，在下降过程中体积变小，由于在水中存在浮力，这两者的所耗能量差值即为系统输出的能量。

Change the form of low-temperature Rankine cycle using buoyancy energy extraction to poor development system

Change the form of low-temperature Rankine cycle using buoyancy energy extraction to poor development system, it should belong to the low temperature difference energy development and application, it is the use of two different water temperatures, cooling and heating in a water device within the working fluid, this device is called the expansion chamber, the utility model is characterized in that: two a semi closed cylinder, the middle telescopic body, a hot water inlet water valve, a hot water outlet valve, water heater, water valve, water outlet valve, condenser, two cylinder closed surface and the telescopic body is in cylinder heater, condenser in cylinder. It is heated in the lower volume expansion, the traction rope on its action in the rising process, it is in the cooling shrinkage, drop in the process of the action of the traction rope, in the course of rising volume change, in the process of falling volume, due to the presence of buoyancy in the water, both of which are energy consumption difference is the system output energy.

【技术实现步骤摘要】
利用浮力采能的变形式朗肯循环低温差能开发系统
：这是一种利用浮力原理采能的，变形式朗肯循环低温差能利用开发系统的构想，它应属于低温差能开发应用

技术介绍
：朗肯循环系统是以相应的物质作为工作介质(简称工质)的闭环能量转化系统，它的目的是把一些物质之间的温差能转化成有序动能。图1是朗肯循环的经典构造和过程示意图(标记号见附图说明)，图中箭头方向表示工质流动方向，这种循环如果用文字描述过程为；第一步，液态工质经过加压泵(61)加压，结果使液态工质从低压强到高压强，第二步，液态工质从加压泵(61)流出后，进入工质加热室(62)被加热，结果使它形成气体，第三步，从加热器流出的已形成了气体的工质，进入汽轮机(64)推动汽轮机叶片旋转，产生的动能经汽轮机中心轴输出，带动发电机(66)发电向外输出电能。第四步，从汽轮机流出的气体工质，进入冷凝室(65)，由于被冷却，它又从气体变为液体，从冷凝室(65)流出的液态工质又进入加压泵(61)，回到了过程的第一步，从而，工质在系统内进行反复循环。总结一下，工质在进行循环过程中必须要经过以下四个阶：1：液体加压阶段，2：液体加热汽化阶段，3：气体做功阶段，4：气体冷却液化阶段。
技术实现思路
：要解决的问题及目的是：要使一些低温资源热水冷水之间的温差能具备商业开发价值。技术方案：该系统是利用两种不同温度的资源水，利用热水加热系统工质，使工质汽化，利用冷水冷却系统工质，使工质冷凝液化，这一开发系统主要是利用海洋的表面热水(25-30摄氏度)和海底冷水(10-15摄氏度)温差，或者在陆地上有符合这一温度温差条件的两种水。这一开发系统是建立在朗肯循环础上的，与朗肯循环的原理是一致的，但它们的工作方式不同(见下表格)，所以它是一种变形形式。系统工质采用二氧化碳等其他物理性质符合该系统工作条件的一些有机物质作为工质。该系统的主要器件及结构：伸缩腔(见后文)安装在水下的固定轨道上，在规定的上下限范围内做往复运动，到下限跟热水入.出阀相接，从而使热水通过伸缩腔内加热器，使伸缩腔内液态工质受热汽化，伸缩腔到上限跟冷水入.出水阀相接，从而使冷水通过伸缩腔内冷却器，使伸缩腔内气态工质冷却液化。由于浮力的存在，伸缩腔在上升过程中牵引绳对它作用，它又在下降过程中它对牵引绳的作用，这两者的所耗能量差值即为系统输出的能量。下表格是朗肯循环系统与本系统的各个工作阶段的工作方式；专利技术效果是：针对气轮机及现有相关设备对一些只具有膨胀系数不大，压差又不能做到十分稳定的气体具有采能缺陷，由于，只具备上述这些条件的气体，非常易得，例如：利用海洋中海面水和海底水的温差，热电厂尾气和自然水等其他具有低温差之间的物质，它们用于加热和冷却相应的一些气体，如二氧化碳等一些物质，这些气体在特定条件下，从较高温度到较低温度，又从较低温度到较高温度，从较高压力到较低压力，又从较低压力到较高压力，从气体到液体，又从液体到气体，在这些变化过程中，必然有大量气体分子储存的动能或者势能向外输出有序能量的这一过程，探索一种对这些能量较好的接收和转化方式，有着非常重要的意义和广阔的市场前景，该系统由于利用浮力采能具有其独到的优势主要表现有以下三点：1：热工转换效率高，因为无论气体的收缩与膨胀多么弱，它都能以浮力的形式表现出来，而被系统检测，如果不考虑水的阻力及系统摩擦力，转换效率能达到百分之百。2：如果把高温资源水与低温资源水的温差用横向轴表示，每一温差点所含能量用纵轴表示，而建立这样一个能带曲线，该系统所有的能级理论上都被利用，而
技术介绍
即传统的朗肯循环，蒸发器与冷凝器是分开的，蒸发器与冷凝器之间的气压差是要求固定的，所以无论热水还是冷水，只能利用它们温差能级上的很窄的区间。3：该系统加热器冷凝器始终工作在内外基本相等的压强下，所以它们器壁可以做的很薄，非常利于热传导，从而提高换热效率，极大降低在这方面成本。鉴于以上3点：使得该系统应具有商业开发价值，使得这些低温差水之间所含的能量被人们应用成为可能。附图说明：所有图中相同的标记号表示的是同一器件或部件，并且在该系统同一位置。图1：朗肯循环系统结构经典示意图，图中标记号表示：61为工质加压泵，62为工质加热室，63为加热管，64为汽轮机，65为冷凝室，67为冷凝管，66为发电机。图2：本开发系统结构主视图，图中标记号表示：9为伸缩腔，10为配重物，1，4，5，8，为对撞阀，所有对撞阀构造都是相同的，所不同只是在系统中的具体位置不同，2，3，6，7四阀是固定安装在伸缩腔9上的，是伸缩腔器9的器件组成部分，22、23、24、25为牵引绳的导向滑轮，26为输出轮，27为冷水抽水泵，28为热水抽水泵，29为位置编码器，19、20、21为水面上浮筒，30为用于伸缩腔与配重块相连的牵引绳，33为输出轮电动刹车器，34为热水输入管，35为冷水输入管，36为发电机(用三相异步电动机代替)。图3：对撞阀结构主视图：51为动阀片，52为动阀定位轨道，53为动阀片复位弹簧，54为动阀片对撞杆，55为静阀片，56为阀体。图4：伸缩腔结构主视图：图中标记表示：2，3，6，7是安装在腔体上的对撞阀，81为冷凝器，82为加热器，83上缸筒，84为下缸筒，89为伸缩体。图5：为加热盘和冷却盘结构主视图，它有A盘和B盘两块盘组成的。图中箭头方向表示水流方向。图6：伸缩腔纵视剖面立体结构效果图，对撞阀纵视剖面立体构造效果图。图7：系统构造立体效果图。具体实施办法：一：系统主要部件结构：1：对撞阀图3左图：为两阀趋于独立状态时，是由于复位弹簧53的作用，阀门都呈现关闭状态。图3右图为当两阀门相向发生位移，两阀门随即粘合在一起，两阀边沿接触，形成封闭面，水流不能通过此接触面外溢或流入，同时，两阀中间对撞杆54相互施力，对撞杆又对动阀片51施力，导致动阀片远离静阀片，两阀同时都被打开，水流可随图中箭头方向流入流出，因此，两阀分开时两阀都关闭，两阀相碰时，两阀都打开，呈互流状态(见图6伸缩腔.对撞阀立体结构剖视效果图)。2：伸缩腔的结构：图4结构主视图表示构成该器件的部件有：上下两个呈半封闭的缸筒83缸筒84，中间可伸缩体89，热水入水阀6，热水出水阀7，加热器82，冷水入水阀2，冷水出水阀3，冷凝器81，两缸筒的未封闭面和伸缩体相连，缸筒可用钢板及其他相关材料制作，伸缩体可用橡胶及其他软材料制作，拐点处加金属圆环强化，在上下缸筒的两侧分别安装对撞阀，内部的冷却器管和加热器分别与它们相连，加热器安装在伸缩腔下缸筒内，冷却器安装在伸缩腔上缸筒内(见图6对撞阀立体结构剖视效果图)。加热器用很薄的金属管绕制成若干个直径大小不一的环状管组成，它们内外相连，形成盘状结构。图5分别是A，B两种盘式加热器的外形图，安装时把它们叠放在一起，把A盘2与B盘3连接在一起，即中心点相通，A盘1与入水阀相连，水流从A盘2流出，又从3流入B盘，从B盘4流出进入出水阀。也可以采用数盘并联的方法加大交换面积，但A盘B盘数量要相等。冷凝器的结构与加热器相同，由于是跟气体进行热交换，所以交换面积比加热器要大些，并联的盘数多一些，这里，我们选用相应的物质作为工作介质，在伸缩腔置于水下相应的深度的前提下，伸缩腔内部加热器全部浸在液态工质里，最大量蒸发时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用浮力采能的变形式朗肯循环低温差能开发系统，包括加热器(82)和冷凝器(81)，其特征在于：一固定构架被竖直支撑在3个在水面上浮筒(19)、(20)、(21)上，所属固定构架上端面在水面以上，对撞阀(1)和对撞阀(4)分别安装于伸缩腔(9)运行轨道上位线左右侧的所属固定构架上，对撞阀(5)和对撞阀(8)分别安装在所述伸缩腔(9)运行轨道下位线左右侧的所述固定构架上，资源冷水输送管道(35)、所述对撞阀(1)、处于上位状态的所述伸缩腔(9)、所述对撞阀(4)、资源冷水抽水泵(27)依次开环连接，资源热水输送管道(34)、所述对撞阀(5)、处于下位状态的所述伸缩腔(9)、所述对撞阀(8)、资源热水抽水泵(28)依次开环连接，导向滑轮(22)、(24)、输出轮(26)、导向滑轮(25)、(23)依次连接于所述固定构架上端部平面，牵引绳(30)依次通过导向滑轮(22)、(24)、输出轮(26)、导向滑轮(25)、(23)，两端与所述伸缩腔(9)和配重物(10)相连，所述固定构架与所述对撞阀(1)、(4)、(5)、(8)连接所形成的：为所述内含加热器(82)和冷凝器(81)的受程序控制运行的伸缩腔(9)，纵向作上下往复运动的轨道。...

【技术特征摘要】
2016.04.24 CN 20162038995931.一种利用浮力采能的变形式朗肯循环低温差能开发系统，包括加热器(82)和冷凝器(81)，其特征在于：一固定构架被竖直支撑在3个在水面上浮筒(19)、(20)、(21)上，所属固定构架上端面在水面以上，对撞阀(1)和对撞阀(4)分别安装于伸缩腔(9)运行轨道上位线左右侧的所属固定构架上，对撞阀(5)和对撞阀(8)分别安装在所述伸缩腔(9)运行轨道下位线左右侧的所述固定构架上，资源冷水输送管道(35)、所述对撞阀(1)、处于上位状态的所述伸缩腔(9)、所述对撞阀(4)、资源冷水抽水泵(27)依次开环连接，资源热水输送管道(34)、所述对撞阀(5)、处于下位状态的所述伸缩腔(9)、所述对撞阀(8)、资源热水抽水泵(28)依次开环连接，导向滑轮(22)、(24)、输出轮(26)、导向滑轮(25)、(23)依次连接于所述固定构架上端部平面，牵引绳(30)依次通过导向滑轮(22)、(24)、输出轮(26)、导向滑轮(25)、(23)，两端与所述伸缩腔(9)和配重物(10)相连，所述固定构架与所述对撞阀(1)、(4)、(5)、(8)连接所形成的：为所述内含加热器(82)和冷凝器(81)的受程序控制运行的伸缩腔(9)，纵向作上下往复运动的轨道。2.如权利要求1一种利用浮力采能的变形式朗肯循环低温差能开发系统包括所述伸缩腔，其特征在于：上缸筒(83)、伸缩体(89)、下缸筒(84)依次连接。3.如权利要求2一种利用浮力采能的变形式朗肯循环低温差能开发系统包括所述上缸筒(83)，其特征在于：冷凝器(81)安装于所述上缸筒(83)内部，两端口分别连接于所述上缸筒(83)两侧对称位置，其两端口出口分别与上缸筒外部对撞阀(2)、对撞阀(3)连接。4.如权利要求2一种利用浮力采能的变形式朗肯循环低温差能开发系统包括所述下缸筒(84)，其特征在于：加热器(82)安装于所述下缸筒(84)内部，两端口分别连接于所述下缸筒(84)两侧对称位置，其两端口出口分别与缸筒外部对撞阀(6)、对撞阀(7)连接。5.如权利要求2一种利用浮力采能的变形式朗肯循环低温差能开发系统包括所述伸缩体(89)，其特征在于：伸缩体结构为有一想象的圆柱体空间，在这...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕书龙，
申请(专利权)人：吕书龙，
类型：发明
国别省市：安徽,34