混合循环OTEC系统的设计与应用

5.3.4.1 混合OTEC系统的结构和原理

另一种方法是将这两个过程组合成一个开式循环/闭式循环混合系统，从而将这两种系统的功能结合起来，如图5.12所示。在混合OTEC设计中，海水和氨等其他流体都可以作为工质^[26，27]。

图5.12 混合OTEC过程的一般结构 （根据美国夏威夷自然能源实验室资料重绘，详见：http：//www.nelha.org，2008年3月）(www.xing528.com)

在混合OTEC系统中，与开式循环蒸发过程类似，温海水首先进入真空室，在那里部分温海水闪蒸成蒸汽。然后蒸汽进入另一个蒸发器，释放其热量以蒸发氨等工质，其方法类似于闭式循环蒸发过程。通过将第二种工质与温海水物理混合，得到沸腾的两种物质的两相混合物。蒸发的第二种工质从蒸汽/海水中分离出来，类似于闭式循环那样实现再冷凝。低压涡轮机很容易通过海水/氨水混合物的相变来驱动。然后，蒸发的流体工质驱动涡轮机发电，蒸汽在换热器内凝结并转化成淡化水。

海水和第二种流体工质的紧密耦合是混合OTEC设计的主要优势。尽管蒸发器换热器不是必需的，但冷凝器换热器却是必需的。两种工质的分离还需要一些特殊的设计^[28，29]。氨蒸汽/液氨混合物需要使用压缩机来完全变为液相。

相对于闭式循环系统来说，混合系统避免了微生物淤积造成的换热器性能降低的问题，因为冷水换热器几乎没有或者根本没有微生物淤积^[19]。在这个系统的第二个蒸发器中，可以生产出淡化水这个副产品。与开式循环系统相比，它的发电能力也得以提升。