一种热熔盐蓄热的海洋温差能-太阳能联合氢能生产系统技术方案

本发明专利技术涉及一种热熔盐蓄热的海洋温差能‑太阳能联合氢能生产系统。目的是提供一种热熔盐蓄热的海洋温差能‑太阳能联合氢能生产系统，该系统可综合利用海洋温差能、太阳能并通过热熔盐蓄热模块，使得系统运行更加稳定。技术方案是：一种热熔盐蓄热的海洋温差能‑太阳能联合氢能生产系统包括海洋温差能‑太阳能联合发电模块、热熔盐蓄热模块及氢能生产模块，以利用海洋温差能、太阳能产生电能并转化为氢能储存，并同时产生氧气作为副产品。

【技术实现步骤摘要】
一种热熔盐蓄热的海洋温差能-太阳能联合氢能生产系统
本专利技术涉及一种热熔盐蓄热的海洋温差能-太阳能联合氢能生产系统，用于通过海洋温差能、太阳能产生电能并转化为氢能储存。
技术介绍
随着大量化石能源的开采与利用，我国的环境问题日益严峻，在能源结构方面，化石能源向可再生能源的转型已势在必行。海洋能是典型的可再生能源，具有清洁、环保等优点，且储量极其丰富，在我国具有十分广阔的应用前景。其中海洋温差能与海洋表面太阳能的有效利用是海洋能开发的重要方向。目前已有的海洋温差能发电技术多基于朗肯循环，利用海洋表层26℃左右的温海水和深层温度约为4℃的冷海水之间的温度差驱动透平做功发电。海洋温差能-太阳能联合发电系统便是在温差能发电的基础上增加了对太阳能的热利用。与太阳能光伏发电相比，太阳能热利用设备结构更为简单、使用寿命更长且维护成本更低。太阳能蓄热是太阳能热利用的一个重要部分，目前已有的太阳能蓄热方法主要分为显热蓄热、化学反应热蓄热与潜热蓄热，其中显热蓄热是原理最简单、成本最低廉的一种。热熔盐蓄热技术即为显热蓄热方法，已有电站选取60％NaNO3与40％KNO3复合熔盐作为传热与蓄热介质对太阳能进行利用。然而目前热熔盐的研究仍处于发展阶段，在多种能量综合利用系统中，热熔盐的使用仍然很少。我国海洋温差能发电潜能巨大，因此利用海洋能发电将获得十分可观的电能，对电能的存储也是极其重要的一环。现有的海洋温差能利用系统多使用蓄电池作为储能方式；而蓄电池在长期储存时无法避免会产生电能的流失，且海面盐度、湿度较高的环境也并不利于蓄电池的长期工作，若蓄电池长期使用后电解液泄漏还会对环境产生污染。
技术实现思路
本专利技术目的是克服上述
技术介绍
的不足，提供一种热熔盐蓄热的海洋温差能-太阳能联合氢能生产系统，该系统可综合利用海洋温差能、太阳能并通过热熔盐蓄热模块，使得系统运行更加稳定。基于上述目的，本专利技术提供的技术方案是：一种热熔盐蓄热的海洋温差能-太阳能联合氢能生产系统包括海洋温差能-太阳能联合发电模块、热熔盐蓄热模块及氢能生产模块，以利用海洋温差能、太阳能产生电能并转化为氢能储存，并同时产生氧气作为副产品。所述海洋温差能-太阳能联合发电模块，包括布置在海下近海面处以使循环工质受热蒸发的温海水蒸发器、与温海水蒸发器接通以将循环工质加热为高温蒸汽的热熔盐换热室、与热熔盐换热室接通以接受高温蒸汽驱动进而带动发电机的透平机、与透平机出口接通以对做功后的乏汽进行冷凝的冷凝器、接通在冷凝器出口的分流器、连通分流器第一出口与工质储存室入口的第一工质泵以及连通分流器第二出口与温海水蒸发器进口的第二工质泵，工质储存室出口还连通第二工质泵入口；所述热熔盐蓄热模块包括依照热熔盐流动方向依次首尾连通的冷熔盐储罐、冷熔盐泵、太阳能吸热器、热熔盐储热罐、热熔盐泵以及热熔盐换热室的放热管路，热熔盐换热室的吸热管路的两端分别连通温海水蒸发器出口与透平机进口，从而实现对循环工质的二次加热；所述氢能生产模块包括由透平机驱动的发电机、由发电机供电的电解水装置、连通电解水装置阳极与储氧罐的氧气压缩机以及连通电解水装置阴极与储氢室的氢气压缩机。所述冷凝器上还连通伸入深海且带有冷海水泵的管道，以通过深海水带走冷凝器中循环工质液化释放出的热量。所述冷熔盐储罐上配有液位计。所述冷熔盐储罐与冷熔盐泵之间的管道中、所述热熔盐储热罐与热熔盐泵之间的管道中、所述透平机进口与热熔盐换热室之间的管道中以及所述温海水蒸发器出口与热熔盐换热室之间的管道中分别配有阀门；所述分流器与第一工质泵之间的管道中、分流器与第二工质泵之间的管道中以及工质储存室出口与第二工质泵之间的管道中分别配有阀门。所述冷凝器与冷海水泵之间的管道中配有阀门。所述储氧罐与氧气压缩机之间的管道中以及高压储氢室与氢气压缩机之间的管道中分别配有阀门。所述温海水蒸发器为沉浸式管式蒸发器；所述冷凝器为管壳式换热器。所述循环工质为氨；所述热熔盐为60％NaNO3与40％KNO3的复合熔盐。所述储氢室为高压储氢室。本专利技术的有益效果包括以下几个方面：本专利技术提供的热熔盐蓄热的海洋温差能-太阳能联合氢能生产系统实现了海洋温差能、太阳能的综合利用。循环过程中循环工质汽化所需的大量能量通过沉浸式海水换热器从温海水中获取，实现了储量巨大的海洋温差能的有效利用。使用沉浸式换热器不需要对海水进行预处理，且不易出现管道堵塞，运营维护成本较低,适合于系统的长期运转。在此基础上，本系统增加了热熔盐蓄热模块，将太阳能转换为熔盐的热能，一方面提高了循环工质的进口温度，增大了系统的效率，另一方面可通过熔盐进行蓄热，白天、夜晚均可加热循环工质，实现了系统的全天运行。所述热熔盐蓄热的海洋温差能-太阳能联合氢能生产系统选择氢能作为储能方式。氢能是纯绿色、无污染的能源，大力发展氢能是解决能源危机的重要途径之一。本系统工作于海上，使用氢能作为储能方式不仅可以实现能源的长期储存，而且在生产使用过程中绿色环保，符合当今能源产业的发展需求。所述热熔盐蓄热的海洋温差能-太阳能联合氢能生产系统运行过程中无任何污染物排放，是清洁、绿色的多能互补发电储能系统。附图说明图1是本专利技术的系统结构图。图2是本专利技术中海洋温差能-太阳能联合发电模块流程示意图。图3是本专利技术中热熔盐蓄热模块流程示意图。图4是本专利技术中氢能生产模块流程示意图。附图标记说明：1为温海水蒸发器，2为热熔盐换热室，3为冷熔盐储罐，4为液位计，5为冷熔盐泵，6为太阳能吸热器，7为热熔盐储热罐，8为热熔盐泵，9为透平机，10为发电机，11为电解水装置，12为储氧罐，13为氧气压缩机，14为氢气压缩机，15为储氢室，16为冷凝器，17为冷海水泵，18为分流器，19为第一工质泵，20为工质储存室，21为第二工质泵，22-31均为管路中的阀门。具体实施方式以下结合附图对本专利技术做进一步的详细描述。图1为本专利技术提供的一种热熔盐蓄热的海洋温差能-太阳能联合氢能生产系统的系统图。根据其中各部分的功能可将其分为海洋温差能-太阳能联合发电模块、热熔盐蓄热模块及氢能生产模块三个模块。海洋温差能-太阳能联合发电模块包括温海水蒸发器1、热熔盐换热室2、透平机9、发电机10、冷凝器16、冷海水泵17、分流器18、第一工质泵19、工质储存室20、第二工质泵21及若干阀门；热熔盐蓄热模块包括冷熔盐储罐3、液位计4,、冷熔盐泵5、太阳能吸热器6、热熔盐储热罐7、热熔盐泵8；氢能生产模块包括电解水装置11、储氧罐12、氧气压缩机13、氢气压缩机14、储氢室15及若干阀门。图2所示为本专利技术海洋温差能-太阳能联合发电模块构成图。循环工质在温海水蒸发器a中受热蒸发，之后在热熔盐换热室b中二次受热成为高温蒸汽，高温蒸汽进入发电装置中发电。乏汽通过冷凝器d冷凝后流回温海水加热器a开始下一次循环。所述海洋温差能-太阳能联合发电模块中选取氨本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热熔盐蓄热的海洋温差能-太阳能联合氢能生产系统，包括海洋温差能-太阳能联合发电模块、热熔盐蓄热模块及氢能生产模块，以利用海洋温差能、太阳能产生电能并转化为氢能储存，并同时产生氧气作为副产品；/n所述海洋温差能-太阳能联合发电模块，包括布置在海下近海面处以使循环工质受热蒸发的温海水蒸发器(1)、与温海水蒸发器接通以将循环工质加热为高温蒸汽的热熔盐换热室(2)、与热熔盐换热室接通以接受高温蒸汽驱动进而带动发电机的透平机(9)、与透平机出口接通以对做功后的乏汽进行冷凝的冷凝器(16)、接通在冷凝器出口的分流器(18)、连通分流器第一出口与工质储存室(20)入口的第一工质泵(19)以及连通分流器第二出口与温海水蒸发器进口的第二工质泵(21)，工质储存室出口还连通第二工质泵入口；/n所述热熔盐蓄热模块包括依照热熔盐流动方向依次首尾连通的冷熔盐储罐(3)、冷熔盐泵(5)、太阳能吸热器(6)、热熔盐储热罐(7)、热熔盐泵(8)以及热熔盐换热室(2)的放热管路，热熔盐换热室的吸热管路的两端分别连通温海水蒸发器出口与透平机进口，从而实现对循环工质的二次加热；/n所述氢能生产模块包括由透平机驱动的发电机(10)、由发电机供电的电解水装置(11)、连通电解水装置阳极与储氧罐(12)的氧气压缩机(13)以及连通电解水装置(11)阴极与储氢室(15)的氢气压缩机(14)。/n...

【技术特征摘要】
1.一种热熔盐蓄热的海洋温差能-太阳能联合氢能生产系统，包括海洋温差能-太阳能联合发电模块、热熔盐蓄热模块及氢能生产模块，以利用海洋温差能、太阳能产生电能并转化为氢能储存，并同时产生氧气作为副产品；
所述海洋温差能-太阳能联合发电模块，包括布置在海下近海面处以使循环工质受热蒸发的温海水蒸发器(1)、与温海水蒸发器接通以将循环工质加热为高温蒸汽的热熔盐换热室(2)、与热熔盐换热室接通以接受高温蒸汽驱动进而带动发电机的透平机(9)、与透平机出口接通以对做功后的乏汽进行冷凝的冷凝器(16)、接通在冷凝器出口的分流器(18)、连通分流器第一出口与工质储存室(20)入口的第一工质泵(19)以及连通分流器第二出口与温海水蒸发器进口的第二工质泵(21)，工质储存室出口还连通第二工质泵入口；
所述热熔盐蓄热模块包括依照热熔盐流动方向依次首尾连通的冷熔盐储罐(3)、冷熔盐泵(5)、太阳能吸热器(6)、热熔盐储热罐(7)、热熔盐泵(8)以及热熔盐换热室(2)的放热管路，热熔盐换热室的吸热管路的两端分别连通温海水蒸发器出口与透平机进口，从而实现对循环工质的二次加热；
所述氢能生产模块包括由透平机驱动的发电机(10)、由发电机供电的电解水装置(11)、连通电解水装置阳极与储氧罐(12)的氧气压缩机(13)以及连通电解水装置(11)阴极与储氢室(15)的氢气压缩机(14)。


2.根据权利要求1所述的热熔盐蓄热的海洋温差能-太阳能联合氢能生产系统，其特征在于：所述冷凝器上还连通伸入深海且带有冷海水泵(17)的管道，以通过深海水带走冷凝器中循环工质液化释放出的热量。...

【专利技术属性】
技术研发人员：戚志清，曹帅，刘晓曼，侯炜鹏，
申请(专利权)人：浙江汽轮成套技术开发有限公司，西安交通大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33