ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ
КОНФИГУРАЦИИ ОКЕАНСКИХ ТЕПЛОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЭНЕРГИИ
Известны два основных подхода к созданию океанских тепловых. ростанций: с гидравлическим турбинами; с паровыми турбинами.
В первом случае за счет разности температур поверхностной и глубинной создается гидравлический напор, используемый для привода обычных во - I турбин. Главным преимуществом этого подхода является отсутствие теп - 'ченного оборудования.
Рассмотрим полусферический герметичный контейнер, изображенный на рис. 4.2. Длинная труба заполнена холодной водой, а короткая — юй. Воздушное пространство внутри контейнера вакуумируется так, что лдный объем заполняет только водяной пар. В реальности под купол рерывно выделяются газы, растворенные в воде, и они должны непре - ю удаляться.
"ри температуре 15 °С давление водяных паров под куполом составляет око - 15 кПа (0,017 атм). При таком давлении теплая вода, имеющая температуру С. вскипает и образующийся водяной пар конденсируется на поверхностях, [аемых холодной водой. Конденсат сбрасывается в океан. Описанные гссы приводят к непрерывному потоку теплой воды в контейнер. На этом ке гожет быть установлена гидравлическая турбина, вырабатывающая по - ю энергию. Эквивалентный гидравлический напор, конечно же, невелик,
и для выработки существенной мощности требуется турбина больши - размеров.
Схема, изображенная на рис. 4.2 справа, обеспечивает некоторое повышенг гидравлического напора по сравнению со схемой слева. В этом случае холодной водой охлаждается не купол, а внутренняя поверхность трубы, расположенн в центре под куполом. При этом конденсат собирается преимущественно внутг трубы, создавая гидравлический напор, приводящий в движение гидравличесю турбину, установленную на потоке конденсата.
Стенка, охлаждаемая |
Частичный холодной водой |
Купол Уровень конденсат* Выхог конденс |
вакуум |
!ІГТуі*и |
НІ |
Турбина Вход теплой воды |
Вход теплой воды |
Насос холодной воды |
Стенка, охлаждаемая холодной водой Частичный вакуум Насос ХОЛОДНОЙ х воеи, I г‘ |
Кипящая теплая вода Двухстенный S купол Конденсат Выход ХОЛОДНО*' воды Выход конденсата |
Выход холодной воды |
Вход
холодной ВО Ш1 |
холодной
воды
Рис. 4.2. Гидравлические океанские тепловые электростанции
Энергоустановки, разработанные в 80-х и последующих годах, основываю^ ся преимущественно на использовании не гидравлических, а паровых турбі Они могут быть открытого (рис. 4.3, А и Б), замкнутого (рис. 4.3, В) или с шанного цикла (рис. 4.3, Г). В установках открытого цикла не требуется тег-| лообменника (или же, если турбина работает на водяном паре пресной вог нужен лишь один теплообменник). Недостатком этого варианта является J что при рассматриваемых температурах давление водяного пара весьма м;. н необходимы пароводяные турбины очень большого диаметра. Эта пробл^ может быть решена путем перехода к замкнутому (или комбинированное циклу с использованием низкокипяшего рабочего тела, например аммиь Большинство последних разработок относится именно к замкнутым цик. которые потенциально могут обеспечить большую эффективность преобразо ния энергии. Вместе с тем оборудование для реализации замкнутого цикла боя дорого, чем для открытого.
Неконценсируемые |
Мощность А |
газы А |
Испари - і ПаР |
Дегаза тор |
Конденсатор ^ Г“ Холодная вода |
)1 Турбина |
Теплая вода |
Теплая вода |
Н е конденсируемые газы |
Мощность |
Теплая вода |
Теплая вода |
Конден- |
Дистилли - ► рованная вода |
Холодная вода |
Испаритель |
Мощность Конден
сатор
Пары NH3
Пары NH3 |
Дегаза |
і J Испари- |
тор |
тель |
Теплая вода |
П*1 Теплая вода |
Пар |
Неконденсируемые газы |
Теплообменник |
'Ж |
Жидкий NH3 | J Г[ары |
NH, |
Холодная вода |
Рис. 4.3. Океанские тепловые преобразователи энергии с открытым циклом без производства дистиллированной воды (А), с открытым циклом с производством опресненной воды (Б), с замкнутым циклом (В) и со смешанным циклом (Г) |
і Насос для1 Дистилли - конден - і > рованная сата | вода