[发明专利]一种应用于海洋平台燃机发电与温差发电的联合系统

说明书

本发明公开了一种应用于海洋平台燃机发电与温差发电的联合系统，属于海洋平台的燃机发电技术领域，包括燃气涡轮发电系统和海水冷却系统，以燃机尾部排气为热源，以海水为冷源，把半导体温差发电机的两端面分别与燃机排气热源和海水冷源紧密接触制成半导体温差发电机，让航改燃机排气和海水分别通过半导体温差发电机的两端，航改燃机排气的热量通过半导体温差发电机后传给海水吸热，在半导体温差发电机金属面板两侧产生温差，半导体温差发电机的两端由温差产生电势差而发电。通过热能的多阶梯利用，燃机联合发电效率提高10%左右，实现热能转换成电能的最大有效输出。

技术领域

本发明属于海洋平台的燃机发电技术领域，特别是涉及燃机排气烟气热能的回收利用、半导体温差发电结合的交叉技术领域。

背景技术

自1954年在委内瑞拉马拉开波湖建立的第一座采用燃气轮机驱动压缩机的气体回注平台到现在，燃气轮机由于其自身特有的优点，如旋转运动不存在往复式运动的振动问题，功率/重量(功率/体积)比大，安装及维护工作量少等，己使它广泛用于海洋平台。以欧洲北海汕田的85座平台为例，燃气轮机发出的功率己占平台总功率的98%，燃气轮机在平台上应用广泛，但是由于海洋平台的特殊环境，海洋平台的燃机发电主要是采用简单循环，无联合循环，燃机驱动交、直流发电机组，主要照明及日常动力发电，燃机排出的热量很少，一部分可用于海水脱盐、船员工作/生活区取暖(或降温)、局部加热。燃机效率普遍在23%左右，甚至更低，而海洋平台特别是离陆地远平台，燃料输送十分困难成本高昂，如何提高燃机效率降低燃料消耗，提高海洋平台燃料利用率是我们不得不思考问题。

自1821年，德国物理学家赛贝克发现热电现象，根据塞贝克原理，当P型和N型半导体接触的两端存在温差时其回路会产生电动势，也叫热电势，回路的开路两端产生电势差。热电转换效率热电优值ZT与热电转换效率的关系，定性来看，ZT值越高，热电转换效率就越高，因为热电转换效率表示的含义是热能和电能之间相互转换成对方的程度，从Z与热电参数‘’三剑客‘’之间的关系(Z=S²α/κ)可以得知，要想Z越大，塞贝克系数S应变大，电导率α应越大，热导率κ应越小，近年来，随着高性能热电材料的热电优值ZT达到1.81（SPS工艺）甚至更高，120℃时材料的有效负载输出效率≥16%；生产的半导体热电转换芯片，半导体温差发电技术已经应用的越来越成熟。国内国际的半导体发电机产品越来越适合密集的燃机单循环废热发电，通过热能的多阶梯利用，实现热能转换成电能的最大有效输出。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理的应用于海洋平台燃机发电与温差发电的联合系统。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种应用于海洋平台燃机发电与温差发电的联合系统，其特征是，包括燃气涡轮发电系统和海水冷却系统；

所述燃气涡轮发电系统包括用于接收环境空气的入口壳体，所述入口壳体连接压气机，所述压气机连接燃气透平，所述燃气透平连接燃机发电机，所述燃气透平通过高温烟气入口管线连接余热温差发电机组的热端入口，所述余热温差发电机组的烟气出口通过烟气排出管线连通至烟囱；

所述海水冷却系统包括用于过滤海水的入口滤网，所述入口滤网安装在冷却水进口管线的进水端，且在冷却水进口管线上还依次安装有冷却水泵、出口逆止门和出口电动门，所述冷却水进口管线的出水端连接余热温差发电机组的冷端入口，所述余热温差发电机组的出水口连接冷却水排水管线，所述冷却水排水管线上安装有排水电动门。

进一步的，所述冷却水进口管线的底部设有与大气接通的冷却水进口管线排污阀，用于管线排污。

进一步的，所述余热温差发电机组的冷端入口集箱顶部设有与大气接通的冷端入口集箱排空阀，用于管线及设备的排空。

进一步的，所述余热温差发电机组的冷端出口集箱底部设有与大气接通的冷端出口集箱排污阀，用于设备的排污。

进一步的，所述冷却水排水管线的底部设有与大气接通的冷却水出口管线排污阀，用于管线排污。