工程热力学综合性大作业
径是提高冷、温海水的温差，温海水与冷海水的温度差至少要在2 0℃以上才能实现海洋温差发电。按海水表面25℃的平均温度计算，5℃左右的冷海水一般取自千米左右的大洋深处，若要继续扩大温差，则深度会更深。这样一来，不仅投资更大，可利用的海域面积也将大为减少。在海面建一座“浮标式”的太阳池，利用天然阳光“煮”上一池海水，再用水泵将海面的温海水抽出，顺着管道流经被加热的池底。如此一来，池底的高温可将温海水加热至32℃，与洋底冷海水间的温差可提高到27℃。这样经过太阳池的加热，海洋温差发电的效率即可提高10％，达到l2％左右，性价比大幅提高。
将温水泵抽出的温海水先送往太阳能集热器加热，温度升高后再进入蒸发器加热循环工质；也可用于提高汽轮机人口处工质的温度，即将从蒸发器出来的工质送到太阳能集热器进行再热后，送入汽轮机做功。无论用太阳能集热器加热温海水还是加热工质，都是通过提高汽轮机人口工质的温度而使朗肯循环的效率提高。这样，在机组装机容量100kW不变的前提下，SOTEC系统朗肯循环效率的提高，使得冷海水的质量流率降低，导致冷海水泵的耗功比OTEC的降低了30％左右，温海水泵和循环工质泵的耗功也相应减小。因此，SOTEC的净输出功高于OTEC系统。
3.6海洋温差发电技术难题
海洋温差发电存在着若干技术难题，它们是制约技术发展的瓶颈。 a) 热交换器表面容易附着微生物使表面换热系数降低，这对整个系统的经济性
影响极大。BergerLR等的研究结果表明，换热器管道中附着25-50m微生物时，换热率降低40-50％。美国阿贡实验室发现，每天进行1小时的间断加氯，可有效控制生物体附着。但这种方法对环境有一定影响，因此仍有待于寻找更合适的方法。科学家在1977年的一项模拟换热器实验中，换热器工作十周后，尽管换热器表层附着物很薄，系统的热传导仍有明显的降低。1985年夏威夷的实验研究证实，虽然定期对微生物进行清扫可以清除大部分附着的微生物，但长期使用后换热器表面仍有一层坚硬的附着层不能通过简单清扫清除。另外一项研究表明，使用含有添加剂的海面橡胶可以有效去除附着于系统中的微生物，然而这样会使微生物附着并生长速度加快，清扫工作将会越来越频繁。
b) 冷水管是未来OTEC技术发展面临的极大挑战。冷水管必须有足够的强度，
以保证30年使用寿命。冷水管的保温性能也要好，以免冷海水温度升高影响热效率。这些问题现在还没有完全解决。
c) 要达到海洋温差能的商业规模利用，并实现产业化，除了解决技术上的难题
以外，还需要考虑另外一些因素。如自然条件和地理位置，只有在赤道附近一定范围内的海域，表层海水温度达到25℃以上，才适宜海洋温差发电。如
11
工程热力学综合性大作业
果发电位置与负荷中心距离太远，势必加大输电成本；风速、海浪、洋流等影响表面温度稳定的因素都对装置的整体效率带来直接影响。 3.7经济、环保质量评价
海洋温差发电设备的功率范围为1-100MW。对于100MW的发电设备，总造价约为600-700亿日元，单位造价约为60-70万日元/kW，厂内用电功率约占20％。当电站功率为1MW时，厂房内部自用电约占50％。由此可见，它的发展趋势是大型化，这有利于提高经济效益；另外一个发展趋势是多种经营、综合利用。不管是抽取的热水还是冷水，在发电后可进行多目的综合利用，如水产养殖、动物饲养、植物培育、冷房冷库等。由于深层海水具有营养、清净、低温等性能，其综合利用前景更为广阔。
12