海洋能源利用技術(shù)進(jìn)展與展望及韓村油庫(kù)儲(chǔ)罐的危險(xiǎn)性分析論文

PAGE海洋能源利用技術(shù)進(jìn)展與展望本文介紹了海洋能源中潮汐能、波浪能、溫差能、海流能和鹽差能的資源、轉(zhuǎn)換原理和技術(shù)研究進(jìn)展。重點(diǎn)介紹了近20年來(lái)世界各國(guó)開(kāi)發(fā)研究的各種海洋能源轉(zhuǎn)換設(shè)備和裝置，通過(guò)對(duì)海洋能關(guān)鍵技術(shù)及其進(jìn)展的分析，對(duì)海洋能利用的現(xiàn)狀進(jìn)行了評(píng)估。根據(jù)技術(shù)及商業(yè)可行性、資源可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)等要素，預(yù)測(cè)在今后的5-10年內(nèi)，潮汐能將得到更大規(guī)模的應(yīng)用，波浪能和海流能將逐步產(chǎn)業(yè)化。作為戰(zhàn)略能源資源的溫差能將在2020年左右，在海洋開(kāi)發(fā)中發(fā)揮重要作用。結(jié)合中國(guó)的具體情況，建議近期重點(diǎn)研究潮汐發(fā)電機(jī)組技術(shù)、百千瓦級(jí)波浪和海流示范裝置以及溫差能綜合利用試驗(yàn)裝置。

1海洋能源的種類(lèi)與資源

海洋能源通常指海洋中所蘊(yùn)藏的可再生的自然能源，主要為潮汐能、波浪能、海流能（潮流能）、海水溫差能和海水鹽差能。更廣義的海洋能源還包括海洋上空的風(fēng)能、海洋表面的太陽(yáng)能以及海洋生物質(zhì)能等。究其成因，潮汐能和潮流能來(lái)源于太陽(yáng)和月亮對(duì)地球的引力變化，其他均源于太陽(yáng)輻射。

海洋能源按儲(chǔ)存形式又可分為機(jī)械能、熱能和化學(xué)能。其中，潮汐能、海流和波浪為機(jī)械能，海水溫差為熱能，海水鹽差為化學(xué)能。

1．1潮汐能

潮汐能是指海水潮漲和潮落形成的水的勢(shì)能，其利用原理和水力發(fā)電相似。潮汐能的能量與潮量和潮差成正比?；蛘哒f(shuō)，與潮差的平方和水庫(kù)的面積成正比。和水力發(fā)電相比，潮汐能的能量密度很低，相當(dāng)于微水頭發(fā)電的水平。世界上潮差的較大值約為13一15m，我國(guó)的最大值（杭州灣澈浦）為8.9m。一般說(shuō)來(lái)，平均潮差在3m以上就有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

全世界潮汐能的理論估算值為109kW量級(jí)，我國(guó)的潮汐能理論估算值雖為108kW量級(jí)，但實(shí)際可利用數(shù)遠(yuǎn)小于此數(shù)。根據(jù)中國(guó)海洋能資源區(qū)劃結(jié)果，沿海潮汐能可開(kāi)發(fā)的潮汐電站壩址為424個(gè)，總裝機(jī)容量約為2.2Xl07kW。浙江和福建沿海為潮汐能較豐富地區(qū)。

1．2波浪能

波浪能是指海洋表面波浪所具有的動(dòng)能和勢(shì)能。波浪的能量與波高的平方、波浪的運(yùn)動(dòng)周期以及迎波面的寬度成正比。波浪能是海洋能源中能量最不穩(wěn)定的一種能源。臺(tái)風(fēng)導(dǎo)致的巨浪，其功率密度可達(dá)每米迎波面數(shù)千kW，而波浪能豐富的歐洲北海地區(qū)，其年平均波浪功率也僅為20-40kW／m中國(guó)海岸大部分的年平均波浪功率密度為2-7kW／m。

全世界波浪能的理論估算值也為109kW量級(jí)。利用中國(guó)沿海海洋觀(guān)測(cè)臺(tái)站資料估算得到，中國(guó)沿海理論波浪年平均功率約為1．3X107kW。但由于不少海洋臺(tái)站的觀(guān)測(cè)地點(diǎn)處于內(nèi)灣或風(fēng)浪較小位置，故實(shí)際的沿海波浪功率要大于此值。其中浙江、福建、廣東和臺(tái)灣沿海為波能豐富的地區(qū)。

1．3海流能

海流能是指海水流動(dòng)的動(dòng)能，主要是指海底水道和海峽中較為穩(wěn)定的流動(dòng)以及由于潮汐導(dǎo)致的有規(guī)律的海水流動(dòng)。海流能的能量與流速的平方和流量成正比。相對(duì)波浪而言，海流能的變化要平穩(wěn)且有規(guī)律得多。潮流能隨潮汐的漲落每天2次改變大小和方向。一般來(lái)說(shuō)，最大流速在2m／s以上的水道，其海流能均有實(shí)際開(kāi)發(fā)的價(jià)值。

全世界海流能的理論估算值約為IQ8kW量級(jí)。利用中國(guó)沿海130個(gè)水道、航門(mén)的各種觀(guān)測(cè)及分析資料，計(jì)算統(tǒng)計(jì)獲得中國(guó)沿海海流能的年平均功率理論值約為1.4X107kW。其中遼寧、山東、浙江、福建和臺(tái)灣沿海的海流能較為豐富，不少水道的能量密度為15一30kW／m2，具有良好的開(kāi)發(fā)值。值得指出的是，中國(guó)的海流能屬于世界上功率密度最大的地區(qū)之一，特別是浙江的舟山群島的金塘、龜山和西候門(mén)水道，平均功率密度在20kW／m2以上，開(kāi)發(fā)環(huán)境和條件很好。

1．4溫差能

溫差能是指海洋表層海水和深層海水之間水溫之差的熱能。海洋的表面把太陽(yáng)的輻射能的大部分轉(zhuǎn)化成為熱水并儲(chǔ)存在海洋的上層。另一方面，接近冰點(diǎn)的海水大面積地在不到1000m的深度從極地緩慢地流向赤道。這樣，就在許多熱帶或亞熱帶海域終年形成20C以上的垂直海水溫差。利用這一溫差可以實(shí)現(xiàn)熱力循環(huán)并發(fā)電。

全世界海洋溫差能的理論估算值為10“kW量級(jí)。根據(jù)中國(guó)海洋水溫測(cè)量資料計(jì)算得到的中國(guó)海域的溫差能約為1．5X108kW，其中99％在甫中國(guó)海。南海的表層水溫年均在26℃以上，深層水溫（800m深處）常年保持在5℃，溫差為2＝℃，屬于溫差能豐富區(qū)域。

1．5鹽差能

鹽差能是指海水和淡水之間或兩種含鹽濃度不同的海水之間的化學(xué)電位差能。主要存在于河海交接處。同時(shí)，淡水豐富地區(qū)的鹽湖和地下鹽礦也可以利用鹽差能。鹽差能是海洋能中能量密度最大的一種可再生能源。通常，海水（3.5%鹽度）和河水之間的化學(xué)電位差有相當(dāng)于240m水頭差的能量密度，這種位差可以利用半滲透膜（水能通過(guò)，鹽不能通過(guò)）在鹽水和淡水交接處實(shí)現(xiàn)。利用這一水位差就可以直接由水輪發(fā)電機(jī)發(fā)電。全世界海洋鹽差能的理論估算值為10kW量級(jí)，我國(guó)的鹽差能估計(jì)為1．1XI08kW，主要集中在各大江河的出海處。同時(shí)，我國(guó)青海省等地還有不少內(nèi)陸鹽湖可以利用。

2海洋能利用的基本原理與關(guān)鍵技術(shù)

海洋能是各種可再生能源中類(lèi)型最多的一種，其基本轉(zhuǎn)換原理所涉及的學(xué)科較多，包括流體力學(xué)與流體機(jī)械，工程熱物理和電化學(xué)等。本節(jié)將分別介紹各種海洋能轉(zhuǎn)換的基本原理及研究的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。

2．1潮汐發(fā)電的原理與技術(shù)

潮汐能利用的主要方式是發(fā)電。通過(guò)貯水庫(kù)，在漲潮時(shí)將海水貯存在貯水庫(kù)內(nèi)，以勢(shì)能的形式保存，然后，在落潮時(shí)放出海水，利用高、低潮位之間的落差，推動(dòng)水輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。潮汐電站的功率和落差及水的流量成正比。但由于潮汐電站在發(fā)電時(shí)貯水庫(kù)的水位和海洋的水位都是變化的（海水由貯水庫(kù)流出，水位下降，同時(shí)，海洋水位也因潮汐的作用而變化），因此，潮汐電站是在變工況下工作的，水輪發(fā)電機(jī)組和電站系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要考慮變工況、低水頭、大流量以及防海水腐蝕等因素，遠(yuǎn)比常規(guī)的水電站復(fù)雜，效率也低于常規(guī)水電站。

潮汐電站按照運(yùn)行方式和對(duì)設(shè)備要求的不同，可以分成單庫(kù)單向型、單庫(kù)雙向型和雙庫(kù)單向型三種。

2．1．1單庫(kù)單向型

單庫(kù)單向型是在漲潮時(shí)將貯水庫(kù)閘門(mén)打開(kāi)，向水庫(kù)充水，平潮時(shí)關(guān)閘；落潮后，待貯水庫(kù)與外海有一定水位差時(shí)開(kāi)閘，驅(qū)動(dòng)水輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電。單庫(kù)單向發(fā)電方式的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投資少；缺點(diǎn)是發(fā)電斷續(xù)，1天中約有65％以上的時(shí)間處于貯水和停機(jī)狀態(tài)。

2．1．2單庫(kù)雙向型

單庫(kù)雙向型有兩種設(shè)計(jì)方案。第一種方案利用兩套單向閥門(mén)控制兩條向水輪機(jī)引水的管道。在漲潮和落潮時(shí)，海水分別從各自的引水管道進(jìn)入水輪機(jī)，使水輪機(jī)單向旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)。第二種方案是采用雙向水輪機(jī)組。

2．1．3雙庫(kù)單向型

這個(gè)方案采用兩個(gè)水力相聯(lián)的水庫(kù)，可實(shí)現(xiàn)潮汐能連續(xù)發(fā)電。漲潮時(shí)，向高貯水庫(kù)充水；落潮時(shí)，由低貯水庫(kù)排水，利用兩水庫(kù)間的水位差，使水輪發(fā)電機(jī)組連續(xù)單向旋轉(zhuǎn)發(fā)電；其缺點(diǎn)是要建兩個(gè)水庫(kù)，投資大且工作水頭降低。

潮汐發(fā)電的關(guān)鍵技術(shù)主要包括低水頭、大流量、變工況水輪機(jī)組設(shè)計(jì)制造；電站的運(yùn)行控制；電站與海洋環(huán)境的相互作用，包括電站對(duì)環(huán)境的影響和海洋環(huán)境對(duì)電站的影響，特別是泥沙沖淤問(wèn)題；電站的系統(tǒng)優(yōu)化，協(xié)調(diào)發(fā)電量、間斷發(fā)電以及設(shè)備造價(jià)和可靠性等之間的關(guān)系；電站設(shè)備在海水中的防腐等。

2．2波浪能轉(zhuǎn)換的原理與技術(shù)

波浪發(fā)電是波浪能利用的主要方式，此外，波浪能還可以用于抽水、供熱、海水淡化以及制氫等。波浪能利用裝置的種類(lèi)繁多，有關(guān)波能裝置的發(fā)明專(zhuān)利超過(guò)千項(xiàng)。因此，波能利用又被稱(chēng)為發(fā)明家的樂(lè)園。但這些裝置大部源于幾種基本原理，即：利用物體在波浪作用下的振蕩和搖擺運(yùn)動(dòng)；利用波浪壓力的變化；利用波浪的沿岸爬升將波浪能轉(zhuǎn)換成水的勢(shì)能等。經(jīng)過(guò)70年代對(duì)多種波能裝置進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)室研究和80年代進(jìn)行的實(shí)海況試驗(yàn)及應(yīng)用示范研究，波浪發(fā)電技術(shù)已逐步接近實(shí)用化水平，研究的重點(diǎn)也集中于3種被認(rèn)為是有商品化價(jià)值的裝置，包括振蕩水柱式裝置、擺式裝置和聚波水庫(kù)式裝置。

波浪發(fā)電裝置大都可看作為一個(gè)包括三級(jí)能量轉(zhuǎn)換的系統(tǒng)。一般說(shuō)來(lái)，一級(jí)能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)直接與波浪相互作用，將波浪能轉(zhuǎn)換成裝置的動(dòng)能、或水的位能或中間介質(zhì)（如空氣）的動(dòng)能與壓能等；二級(jí)能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)將一級(jí)能量轉(zhuǎn)換所得到的能量轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)機(jī)械的動(dòng)能，如水力透平、空氣透平、液壓馬達(dá)等；三級(jí)能量轉(zhuǎn)換將旋轉(zhuǎn)機(jī)械的動(dòng)能通過(guò)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換成電能。以下分別介紹上述三種最有前途的裝置能量轉(zhuǎn)換原理及過(guò)程。

2．2．1振蕩水柱波能裝置

振蕩水柱波能裝置可分為漂浮式和固定式兩種。目前已建成的振蕩水柱波能裝置都利用空氣作為轉(zhuǎn)換的介質(zhì)。其一級(jí)能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)為氣室，二級(jí)能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)為空氣透平。氣室的下部開(kāi)口在水下與海水連通，氣室的上部也開(kāi)口（噴嘴），與大氣連通。在波浪力的作用下，氣室下部的水柱在氣室內(nèi)作強(qiáng)迫振動(dòng)，壓縮氣室的空氣往復(fù)通過(guò)噴嘴，將波浪能轉(zhuǎn)換成空氣的壓能和動(dòng)能。在噴嘴安裝一個(gè)空氣透平并將透平轉(zhuǎn)軸與發(fā)電機(jī)相連，則可利用壓縮氣流驅(qū)動(dòng)透平旋轉(zhuǎn)并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。振蕩水柱波能裝置的優(yōu)點(diǎn)是轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)不與海水接觸，防腐性能好，安全可靠，維護(hù)方便。其缺點(diǎn)是二級(jí)能量轉(zhuǎn)換效率較低。

2．2．2擺式波能裝置

擺式波能裝置也可分為漂浮式和固定式兩種。擺體是擺式裝置的一級(jí)能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)。在波浪的作用下，擺體作前后或上下擺動(dòng)，將波浪能轉(zhuǎn)換成擺軸的動(dòng)能。與擺軸相聯(lián)的通常是液壓裝置，它將擺的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成液力泵的動(dòng)能，再帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。擺體的運(yùn)動(dòng)很適合波浪大推力和低頻的特性。因此，擺式裝置的轉(zhuǎn)換效率較高，但機(jī)械和液壓機(jī)構(gòu)的維護(hù)較為困難。擺式裝置的另一優(yōu)點(diǎn)是可以方便地與相位控制技術(shù)相結(jié)合。相位控制技術(shù)可以使波能裝置吸收到裝置迎波寬度以外的波浪能，從而大大提高裝置的效率。

2．2．3聚波水庫(kù)波能裝置

聚波水庫(kù)裝置利用喇叭型的收縮波道，作為一級(jí)能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)。波道與海連通的一面開(kāi)口寬，然后逐漸收縮通至貯水庫(kù)。波浪在逐漸變窄的波道中，波高不斷地被放大，直至波峰溢過(guò)邊墻，將波浪能轉(zhuǎn)換成勢(shì)能貯存在貯水庫(kù)中。收縮波道具有聚波器和轉(zhuǎn)能器的雙重作用。水庫(kù)與外海間的水頭落差可達(dá)3一8m，利用水輪發(fā)電機(jī)組可以發(fā)電。聚波水庫(kù)裝置的優(yōu)點(diǎn)是一級(jí)轉(zhuǎn)換沒(méi)有活動(dòng)部件，可靠性好，維護(hù)費(fèi)用低，系統(tǒng)出力穩(wěn)定。不足之處是電站建造對(duì)地形有要求，不易推廣。

波浪能利用中的關(guān)鍵技術(shù)主要包括：波浪的聚集與相位控制技術(shù)；波能裝置的波浪載荷及在海洋環(huán)境中的生存技術(shù)；波能裝置建造與施工中的海洋工程技術(shù)；不規(guī)則波浪中的波能裝置的設(shè)計(jì)與運(yùn)行優(yōu)化；往復(fù)流動(dòng)中的透平研究等。

2．3海洋溫羌能的轉(zhuǎn)換原理與撿求

除了發(fā)電之外，海洋溫差能利用裝置還可以同時(shí)獲得淡水、深層海水、進(jìn)行空調(diào)并可以與深海采礦系統(tǒng)中的揚(yáng)礦系統(tǒng)相結(jié)合。因此，基于溫差能裝置可以建立海上獨(dú)立生存空間并作為海上發(fā)電廠(chǎng)、海水淡化廠(chǎng)或海洋采礦、海上城市或海洋牧場(chǎng)的支持系統(tǒng)。總之，溫差能的開(kāi)發(fā)應(yīng)以綜合利用為主。

海洋溫差能轉(zhuǎn)換主要有開(kāi)式循環(huán)和閉式循環(huán)兩種方式。

2．3．1開(kāi)式循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)

開(kāi)式循環(huán)系統(tǒng)主要包括真空泵、溫水泵、冷水泵、閃蒸器、冷凝器、透平一發(fā)電機(jī)組等部分。真空泵先將系統(tǒng)內(nèi)抽到一定的真空，接著起動(dòng)溫水泵把表層的溫水抽入閃蒸器，由于系統(tǒng)內(nèi)已保持有一定的真空度，所以溫海水就在閃蒸器內(nèi)沸騰蒸發(fā)，變?yōu)檎羝?。蒸汽?jīng)管道由噴嘴噴出推動(dòng)透平運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。從透平排出的低壓蒸汽進(jìn)入冷凝器，被由冷水泵從深層海水中抽上的冷海水所冷卻，重新凝結(jié)為水，并排入海中。在此系統(tǒng)中，作為工作介質(zhì)的海水，由泵吸入閃蒸器蒸發(fā)）推動(dòng)透平作功一經(jīng)冷凝器冷凝后直排人海中，故稱(chēng)此工作方式的系統(tǒng)為開(kāi)式循環(huán)系統(tǒng)。在開(kāi)式循環(huán)系統(tǒng)中，用海水作工作流體和介質(zhì)，閃蒸器和冷凝器之間的壓差非常小。因此，必須充分注意管道等的壓力損耗、且使用的透平尺寸較大。開(kāi)式循環(huán)的副產(chǎn)品是經(jīng)冷凝器排出的淡水，這是它的有利之處。

2．3．2閉式循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)

閉式循環(huán)系統(tǒng)不以海水而采用一些低涕點(diǎn)的物質(zhì)（如丙烷、氟利昂、氨等）作為工作介質(zhì)，在閉合回路內(nèi)反復(fù)進(jìn)行蒸發(fā)、膨脹、冷凝。因?yàn)橄到y(tǒng)使用低沸點(diǎn)的工作介質(zhì)，蒸汽的工作壓力得到提高。

閉式循環(huán)與開(kāi)式循環(huán)的系統(tǒng)組件及工作方式均有所不同，開(kāi)式系統(tǒng)中的閃蒸器改為蒸發(fā)器。當(dāng)溫水泵將表層海水抽上送往蒸發(fā)器時(shí)，海水自身并不蒸發(fā)；而是通過(guò)蒸發(fā)器內(nèi)的盤(pán)管把部分熱量傳遞給低沸點(diǎn)的工作流體，如氨水。溫水的溫度降低，氨水的溫度升育并開(kāi)始沸騰變?yōu)榘睔?。氨氣?jīng)過(guò)透平的葉片通道，膨脹作功，推動(dòng)零平旋轉(zhuǎn)。透平排出的氨氣進(jìn)入冷凝器、在冷凝器內(nèi)由冷水泵抽上的深層冷海水冷卻后重新變?yōu)橐簯B(tài)氨，再用氨泵（工質(zhì)泵）把冷凝器中的液態(tài)氨重新壓進(jìn)蒸發(fā)器，以供循環(huán)使用。

閉式循環(huán)系統(tǒng)由于使用低沸點(diǎn)工質(zhì)，可以大大減小裝置，特別是透平機(jī)組的尺寸。但使用低沸點(diǎn)工質(zhì)會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染。

溫差能利用的最大困難是溫差大小，能量密度太低。溫差能轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵是強(qiáng)化傳熱傳質(zhì)技術(shù)。同時(shí)，溫差能系統(tǒng)的綜合利用，還是一個(gè)多學(xué)科交叉的系統(tǒng)工程問(wèn)題。

2．4海流能利用的原理與關(guān)鍵技術(shù)

海流能的利用方式主要是發(fā)電，其原理和風(fēng)力發(fā)電相似，幾乎任何一個(gè)風(fēng)力發(fā)電裝置都可以改造成為海流發(fā)電裝置。但由于海水的密度約為空氣的1000倍，且裝置必須放于水下。故海流發(fā)電存在一系列的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，包括安裝維護(hù)、電力輸送、防腐、海洋環(huán)境中的載荷與安全性能等。此外，海流發(fā)電裝置和風(fēng)力發(fā)電裝置的固定形式和透平設(shè)計(jì)也有很大的不同。海流裝置可以安裝固定于海底，也可以安裝于浮體的底部，而浮體通過(guò)錨鏈固定于海上。海流中的透平設(shè)計(jì)也是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。

2.5鹽差能的轉(zhuǎn)換原理與關(guān)鍵技術(shù)

鹽差能的利用主要是發(fā)電。其基本方式是將不同鹽濃度的海水之間的化學(xué)電位差能轉(zhuǎn)換成水的勢(shì)能，再利用水輪機(jī)發(fā)電，具體主要有滲透壓式、蒸汽壓式和機(jī)協(xié)化學(xué)式等，其中滲透壓式方案最受重視：

將一層半透膜放在不同鹽度的兩種海水之間，通過(guò)這個(gè)膜會(huì)產(chǎn)生一個(gè)壓力梯度，迫使水從鹽度低的一側(cè)通過(guò)膜向鹽度高的一側(cè)滲透，從而稀釋高鹽度的水，直到膜兩側(cè)水的鹽度相等為止。此壓力稱(chēng)為滲透壓，它與海水的鹽濃度及溫度有關(guān)。下面介紹兩種滲透壓式鹽差能轉(zhuǎn)換方法。

2．5．1水壓塔滲透壓系統(tǒng)

壓塔滲透壓系統(tǒng)主要由水壓塔、半透膜、海水泵、水輪機(jī)一發(fā)電機(jī)組等組成。其中水壓塔與淡水問(wèn)由半透膜隔開(kāi)，而塔與海水之間通過(guò)水泵連通）系統(tǒng)的工作過(guò)程如下：先由海水泵向水壓塔內(nèi)充入海水。伺時(shí)，由于滲透壓的作用，淡水從半透膜向水壓垮內(nèi)滲透，使水壓塔內(nèi)水位上升。當(dāng)塔內(nèi)水位上升到一定高度后，便從塔頂?shù)乃垡绯觯瑳_擊水輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。為了使水壓塔內(nèi)的海水保持一定的鹽度、必須用海水泵不斷向塔內(nèi)打入海水，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)連續(xù)工作，扣除海水泵等的動(dòng)力消耗，系統(tǒng)的總效率約為20％左右。

2．5．2強(qiáng)力滲壓系統(tǒng)

強(qiáng)力系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換方法是在河水與海水之間建兩座水壩分別稱(chēng)為前壩和后壩，并在兩水壩之間挖一低于海平面約200m的水庫(kù)。前壩內(nèi)安裝水輪發(fā)電機(jī)組，使河水與低水庫(kù)相連，而后壩底部則安裝半透膜滲流器，使低水庫(kù)與海水相通。系統(tǒng)的工作過(guò)程為：當(dāng)河水通過(guò)水輪機(jī)流入低水庫(kù)時(shí)，沖擊水輪機(jī)旋轉(zhuǎn)并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。同時(shí)，低水庫(kù)的水通過(guò)半透膜流入海中，以保持低水庫(kù)與河水之間的水位差。理論上這一水位差可以達(dá)到240m。但實(shí)際上要在比此壓差小很多時(shí)，才能使淡水順利通過(guò)透水而不透鹽的半透膜直接排人海中。此外，薄膜必須用大量海水不斷地沖洗才能將滲透過(guò)薄膜的淡水帶走，以保持膜在海水側(cè)的水的鹽度，使發(fā)電過(guò)程可以連續(xù)。

滲透壓式鹽差能發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)是膜技術(shù)和膜與海水介面間的流體交換技術(shù)。

3海洋能轉(zhuǎn)換技術(shù)的研究進(jìn)展和主要項(xiàng)目

海洋能利用的歷史至少可以追溯到中世紀(jì)時(shí)期。11世紀(jì)在高爾、安達(dá)盧西亞和英國(guó)沿岸已有原始的潮汐水車(chē)在運(yùn)轉(zhuǎn)。波浪能和溫差能的利用設(shè)想也早在十九世紀(jì)末就已提出。但是，有規(guī)模的對(duì)海洋能進(jìn)行開(kāi)發(fā)研究是本世紀(jì)50年代以后，首先是潮汐能，然后是波浪能、溫差能等。以下分別就各種海洋能源的研究技術(shù)進(jìn)展和主要項(xiàng)目進(jìn)行介紹。

3．1潮汐能發(fā)電技求進(jìn)展及項(xiàng)目

潮汐發(fā)電的主要研究與開(kāi)發(fā)國(guó)家包括法國(guó)、前蘇聯(lián)、加拿大、中國(guó)和英國(guó)等，它是海洋能中技術(shù)最成熟和利用規(guī)模最大的一種。

3．1．1法國(guó)

位于法國(guó)圣馬洛附近朗斯河口的朗斯潮汐電站工程是當(dāng)今最著名的潮汐裝置。該電站最早的建議干1737年提出，1953年由法政府決定興建，實(shí)際建設(shè)工作開(kāi)始于1961年：月，第一臺(tái)設(shè)備于1966年投入運(yùn)行，發(fā)電站包括24臺(tái)每臺(tái)裝機(jī)容量10Mw的可逆型機(jī)組，總計(jì)電站容量240MW。其水輪機(jī)可用來(lái)在水流流入或流出時(shí)發(fā)電、泵水和起閘門(mén)的作用。這種運(yùn)行的靈活性使電站在1.5m的低水頭下也能在退潮和漲潮時(shí)發(fā)電。由于增加了泵水能力，電站輸出逐步增加，現(xiàn)在年總發(fā)電能力約力為6X108kWh。平均潮差約為8．5m，但最高大潮達(dá)13．5m。水庫(kù)面積90000m2。

燈泡式裝置的性能非常好，其平均利用率穩(wěn)定地增加到實(shí)際最大值的95％，每年因事故而停止運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)間平均少于5天，燈泡式裝置注水門(mén)和船閘的陰極保護(hù)系統(tǒng)在抵抗鹽水腐蝕方面很有效。這個(gè)系統(tǒng)使用的是白金陽(yáng)極，耗電僅為10kW。

這個(gè)工程對(duì)環(huán)境的影響總體是好的。在攔河壩體上修筑的車(chē)道公路使圣馬洛和狄納爾德之間的路線(xiàn)縮短，在夏天每月的最大通車(chē)量達(dá)50萬(wàn)輛，這個(gè)工程本身對(duì)旅游者有巨大的吸引力，每年去那里游覽的人達(dá)20萬(wàn)人。攔河壩有效地把這個(gè)河口變成人工控制的湖泊，大大改善了駕駛游艇、防汛和防浪的條件。

3．1．2蘇聯(lián)

蘇聯(lián)于1968年在烏拉灣中的基斯拉雅灣建成了一座潮汐實(shí)驗(yàn)電站。這個(gè)鋼筋混凝土的站房在摩爾曼斯克附近的一個(gè)干船塢中建好，里面裝了一臺(tái)400扛w的燈泡式水輪機(jī)。然后整個(gè)站房用拖船拖到站址，下沉到預(yù)先準(zhǔn)備好的砂石基礎(chǔ)上。用一些浮簡(jiǎn)來(lái)減少站房結(jié)構(gòu)的吃水，并使其在拖運(yùn)時(shí)保持穩(wěn)定性。

3．1．3加拿大

加拿大于1984年在安納波利斯建成一座裝機(jī)容量為2MW的單庫(kù)單向落潮發(fā)電站。該電站的主要目的是驗(yàn)證大型貫流式水輪發(fā)電機(jī)組的實(shí)用性，為計(jì)劃建造的芬地灣大型潮汐電站提供技術(shù)依據(jù)。安納波利斯電站的單機(jī)容量為20Mw，是世界上最大的機(jī)組。采用了全貫流技術(shù)，可以比燈泡機(jī)組成本低15％。水輪機(jī)的人口直徑為7．6m，額定水頭5．5m，額定效率89.1％，多年運(yùn)行的結(jié)果表明，機(jī)組完好率達(dá)97％以上。

3.1．4中國(guó)

中國(guó)是世界上建造潮汐電站最多的國(guó)家，在50年代至7O年代先后建造了近50座潮汐電站，但據(jù)80年代初的統(tǒng)計(jì)，只有8個(gè)電站仍正常運(yùn)行發(fā)電。江廈電站是中國(guó)最大的潮汐電站，目前已正常運(yùn)行近20年，但未能達(dá)到原設(shè)計(jì)的發(fā)電水平。

廈電站研建是國(guó)家“六五干重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目，總投資為1130萬(wàn)人民幣，1974年開(kāi)始研建，1980年首臺(tái)500kW機(jī)組開(kāi)始發(fā)電，至1985年完成6電站共安裝500kW機(jī)組一臺(tái)，600kW機(jī)組一臺(tái)和700kW機(jī)組3臺(tái)，總?cè)萘?．2MW。電站為單庫(kù)雙作用式，水庫(kù)面積為1．58X106m2，設(shè)計(jì)年發(fā)電量為10．7X106kWh。1996年全年的凈發(fā)電為5．02X106kWh，約為設(shè)計(jì)值的。半。其原因主要是機(jī)組運(yùn)行的設(shè)計(jì)狀態(tài)與實(shí)際狀態(tài)有差別。同時(shí)，機(jī)組的保證率、運(yùn)行控制方式等也都需要提高。但江廈電站總體說(shuō)是成功的，為中國(guó)潮汐電站的建造提供了較全面的技術(shù)，同時(shí)，也為潮汐電站的運(yùn)行、管理和多種經(jīng)營(yíng)等積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。

3．1．5技術(shù)進(jìn)展潮汐發(fā)電的關(guān)鍵技術(shù)包括潮汐發(fā)電機(jī)組、水工建筑、電站運(yùn)行和海洋環(huán)境等。中國(guó)60年代和70年代初建的潮汐電站技術(shù)水平相對(duì)較低。法國(guó)的朗斯電站，加拿大安納波利斯電站和中國(guó)的江廈電站屬技術(shù)上較成熟的電站。

潮汐電站中，水輪發(fā)電機(jī)組約占電站總造價(jià)的50％，且機(jī)組的制造與安裝又是電站建設(shè)工期的主要控制因素。朗斯電站采用的燈泡貫流式機(jī)組屬潮汐發(fā)電中的第一代機(jī)型，單機(jī)容量為10MW，加拿大安納波利斯電站采用的全貫流式機(jī)組為第二代機(jī)型，單機(jī)容量20Mw。中國(guó)的江廈電站機(jī)組參照法國(guó)朗斯電站并結(jié)合江廈的具體條件設(shè)計(jì)，單機(jī)容量0．5一0．7MW，總體技術(shù)水平和朗斯電站相當(dāng)。“八五”期間，在原國(guó)家科委重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目計(jì)劃的支持下，中國(guó)也研究開(kāi)發(fā)了全貫流機(jī)組，單機(jī)容量0.14MW，并在廣東梅縣禪興寺低水頭電站試運(yùn)行。全貫流機(jī)組比燈泡貫流機(jī)組的造價(jià)可降低15％一20％?？偟膩?lái)說(shuō)，潮汐發(fā)電機(jī)組的技術(shù)已成熟，朗斯電站機(jī)組正常運(yùn)行已超過(guò)30年，江廈電站也已工作近20年。但這些機(jī)組的制造是基于60一70年代的技術(shù)。利用先進(jìn)制造技術(shù)、材料技術(shù)和控制技術(shù)以及流體動(dòng)力技術(shù)設(shè)計(jì)，對(duì)潮汐發(fā)電機(jī)組仍有很大的改進(jìn)潛力，主要是在降低成本和提高效率方面。

水工建筑在潮汐電站中約占造價(jià)的45％，也是降低造價(jià)的重要方面。傳統(tǒng)的建造方法多采用重力結(jié)構(gòu)的當(dāng)?shù)夭牧蠅位蜾摻罨炷?，工程量大，造價(jià)貴。前蘇聯(lián)的基斯拉雅電站采用了預(yù)制浮運(yùn)鋼筋混凝土沉箱的結(jié)構(gòu)，減少了工程量和造價(jià)。中國(guó)的一些潮汐電站也采用了這項(xiàng)技術(shù)，建造部分電站設(shè)施，如水閘等，起到同樣效果。

潮汐電站的運(yùn)行是一項(xiàng)高智力的技術(shù)丙妙地利用外海水位和水庫(kù)水位的相位差，可以有效提高電站出力。朗斯電站首先采用了一種稱(chēng)作泵卿的技術(shù)，使電站年凈發(fā)電量約增加10％。泵卿技術(shù)就是在單庫(kù)雙作用電站中，增加雙向泵水功能，它可以通過(guò)使發(fā)電機(jī)組具有發(fā)電或抽水雙重功能來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可以通過(guò)增加雙向水泵來(lái)實(shí)現(xiàn)。其工作過(guò)程是在退潮發(fā)電剛剛結(jié)束之后，用泵把庫(kù)面水位抽低1m左右，從而增加漲潮發(fā)電的水頭。因?yàn)楸们涫窃诜浅５偷乃^下進(jìn)行的，而其后的發(fā)電是在高的水頭下進(jìn)行，所以提高水頭增加的發(fā)電量遠(yuǎn)大于抽水的耗電，而產(chǎn)生很大的凈能量收益。

潮汐電站的海洋環(huán)境問(wèn)題是一個(gè)很復(fù)雜的課題，主要包括兩個(gè)方面。一是建造電站對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的影響，如對(duì)水溫、水流、鹽度分層以及水浸到的海濱產(chǎn)生的影響等。這些變化又會(huì)影響到浮游生物及其他有機(jī)物的生長(zhǎng)以及這一地區(qū)的魚(yú)類(lèi)生活等。對(duì)這些復(fù)雜的生態(tài)和自然關(guān)系的研究還有待深入。二是海洋環(huán)境對(duì)電站的影響，主要是泥沙沖淤問(wèn)題。泥沙沖淤除了與當(dāng)?shù)厮械暮沉坑嘘P(guān)外，還與當(dāng)?shù)氐牡匦渭俺毕筒鞯认嚓P(guān)，作用關(guān)系復(fù)雜。例如，浙江的江廈、沙山、海山三個(gè)電站均在樂(lè)清灣內(nèi)，尤其是江廈和沙山電站，僅颶尺之隔，灣中含沙量相同，但江廈不淤，而沙山電站前階段有淤積問(wèn)題。又如山東的白沙口電站庫(kù)內(nèi)淤積不大，而電站進(jìn)出口渠道上出現(xiàn)淤積問(wèn)題。其原因是與進(jìn)、出口水道的位置安排不當(dāng)直接有關(guān)?？傊?，潮汐電站的環(huán)境問(wèn)題復(fù)雜，且需對(duì)具體電站進(jìn)行具體分析。

3．2波浪能利用的研究進(jìn)展與主要項(xiàng)目

波浪能是全世界被研究得最為廣泛的一種海洋能源。見(jiàn)于文字的波能裝置專(zhuān)利，可上溯到1799年法國(guó)人吉拉德父子所提出的。在本世紀(jì)60年代以前，付諸實(shí)施的裝置報(bào)道至少在10個(gè)以上，遍及美國(guó)、加拿大、澳大利亞、意大利、西班牙、法國(guó)、日本等。本世紀(jì)60年代初，日本的益田善雄研制成功航標(biāo)燈用波浪發(fā)電裝置，開(kāi)創(chuàng)了波能利用商品化的先例。但對(duì)波浪能進(jìn)行有計(jì)劃的研究開(kāi)發(fā)，則是70年代石油危機(jī)之后。以英、美、挪、日為代表，對(duì)眾多的波能轉(zhuǎn)換原理進(jìn)行了較全面的實(shí)驗(yàn)室研究。80年代以來(lái)，波浪能利用進(jìn)入了以實(shí)用化、商品化為目標(biāo)的應(yīng)用示范階段并基本建立了波能裝置的設(shè)計(jì)理論和建造方法。全世界近20年建造的波能示范和實(shí)用裝置在30個(gè)以上，表2列出了各主要裝置的情況。

3．2．1挪威

挪威于80年代中在卑爾根市附近的島上建造了一座500kw的多共振振蕩水柱岸式電站和一座35Qkw的聚波水庫(kù)電站。其中500kw電站于1985年開(kāi)始運(yùn)行，總投資120萬(wàn)美元。站址選擇在面向北海的斷崖上，氣室寬度和深度均為7m，前部為一約6m長(zhǎng)的港口。機(jī)組采用直徑為2m的對(duì)稱(chēng)翼透平，變速恒頻機(jī)構(gòu)保證電機(jī)輸出的電壓和頻率穩(wěn)定。電站在進(jìn)行了一年氣室試驗(yàn)之后，又正常工作了二年多。但電站的總體設(shè)計(jì)基本上是失敗的，三年的運(yùn)行結(jié)果表明，電站的年平均輸出僅為5kW左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)水平。更為不幸的是，在1988年12月的一次強(qiáng)風(fēng)暴襲擊下，鋼結(jié)構(gòu)的氣室頂部被打斷，透平發(fā)電機(jī)組掉到海中。據(jù)稱(chēng)當(dāng)時(shí)的最大波高在20m以上。

350kw的聚波水庫(kù)電站于1986年建成，一直正常運(yùn)行到1991年。電站的關(guān)鍵技術(shù)是它的開(kāi)口寬約60m的喇叭形聚波器和長(zhǎng)約30m的逐漸變窄的楔形導(dǎo)槽。當(dāng)波浪進(jìn)入導(dǎo)槽寬闊的一端向里傳播時(shí)，波高不斷被放大，直至波峰溢過(guò)邊墻，將波浪能轉(zhuǎn)換成勢(shì)能。與導(dǎo)槽相通的是面積約8500m2，與海平面落差約3-8m的水庫(kù)。發(fā)電機(jī)采用常規(guī)水輪機(jī)組。建造者稱(chēng)其轉(zhuǎn)換效率在65％-75％之間，幾乎不受波高和周期的影響。電站的年平均輸出功率約為75kw，是比較成功的一座波浪電站。

3．2．2日本

日本是近年來(lái)研建波浪電站最多的國(guó)家。先后建造了漂浮式振蕩水柱裝置、固定式振蕩水柱裝置和擺式裝置十多座。日本建造的裝置的特點(diǎn)是可靠性較高，但效率較低。

1978年，日本海洋科學(xué)中心與美國(guó)、英國(guó)、挪威、瑞典、加拿大等國(guó)合作，在一條由船舶改造的，長(zhǎng)80m、寬12m，被稱(chēng)作“海明，，號(hào)的漂浮式裝置上進(jìn)行聯(lián)合試驗(yàn)研究。裝置共有13個(gè)振蕩水柱氣室。第一期試驗(yàn)于1978一1979年進(jìn)行，共對(duì)日本、英國(guó)和美國(guó)的三種不同類(lèi)型的裝置同時(shí)進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)，1985一1986年又進(jìn)行了第二期試驗(yàn)，以改進(jìn)發(fā)電效率、減少機(jī)組體積和重量以及海底輸電及錨泊系統(tǒng)?！昂Ｃ鳌钡陌l(fā)電效率令人失望，約為6．5％。但作為一個(gè)大型的國(guó)際合作項(xiàng)目，“海明”的貢獻(xiàn)不僅在于獲得了技術(shù)成果，還在世界范圍推動(dòng)了波能研究。

1983年，日本海洋科學(xué)中心聯(lián)合三井造船和富士電力又在日本西北海岸鶴岡市的三瀨建造了一座40kw的岸式振蕩水柱試驗(yàn)電站，并進(jìn)行了一個(gè)冬季的發(fā)電試驗(yàn)，總投資約8千萬(wàn)日元。站址選擇在內(nèi)凹形的巖岸上。在完成了水下地基之后，吊裝鋼結(jié)構(gòu)氣室框架，然后澆注混凝土。氣室寬度為8.1m，深度為5Tn，40kw的臥式機(jī)組兩端各裝一直徑1．3m的對(duì)稱(chēng)翼透平。當(dāng)波高達(dá)4m時(shí)，電站輸出功率為40kw，平均輸出為11．3kw，總效率約為11％。試驗(yàn)完成后，鑒于管理上的困難，透平機(jī)組被拆除，但氣室結(jié)構(gòu)仍然完好。

同時(shí)，日本室蘭工業(yè)大學(xué)也于1983年在北海道室蘭附近的內(nèi)浦建造了一座裝機(jī)容量為5kW的搖擺式波力電站。電站通過(guò)一個(gè)能在水槽中前后搖擺的擺門(mén)吸取波浪能。它的阻尼是液壓裝置。利用兩聲單向作用的液壓泵驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)便可吸取全周期的波浪能。試驗(yàn)電站的擺寬為2m，最大擺角為士30度。波高1；5m，周期4，時(shí)的正常輸出約為5kw，總效率約為40％，是日本電站中效率最高的一座。另外，在燒夙島的西浦港已建造了一座同樣的裝置，用來(lái)向漁民公寓提供熱水。

1988年，日本株式會(huì)社竹中工務(wù)店在東京以東99里海岸設(shè)計(jì)建造了一座振蕩水柱陣列電站。電站的氣室由10個(gè)直徑為1．5m的鋼管陣列組成，安裝在防波堤前幾米處。當(dāng)氣室內(nèi)水柱上升時(shí)，將空氣通過(guò)排氣管壓縮到一直徑為7m的定壓儲(chǔ)氣罐中。當(dāng)氣室水位下降時(shí)，外部空氣通過(guò)吸氣閥注入氣室，如此反復(fù)。與儲(chǔ)氣罐相聯(lián)的是一個(gè)30kw的常規(guī)沖動(dòng)式透平發(fā)電機(jī)組，出力比較穩(wěn)定。平均輸出約為6kW，供給附近的一個(gè)養(yǎng)殖場(chǎng)。電站計(jì)劃進(jìn)行7年的發(fā)電試驗(yàn)，目前已正常運(yùn)行達(dá)10年。

日本港灣技術(shù)研究所于1989年在酒田市的酒田港建成一防波堤式的振蕩水柱電站。防波堤的沉箱是一個(gè)中空的箱式氣室，其前部為開(kāi)口的防護(hù)隔板，可引入波浪。沉箱迎波寬度20m，厚24．5m，高27m，發(fā)電機(jī)容量60kw，串聯(lián)兩個(gè)直徑為1．3m的對(duì)稱(chēng)翼透平。電力用于示范性的電開(kāi)水器、溫水養(yǎng)魚(yú)和燈塔等。電站的氣室效率約為50％，透平效率約為30一40％,總效率在10％一30％之間。在電站的100多處布置了大量的測(cè)量傳感器，以獲得有關(guān)波浪、負(fù)載、壓力以及運(yùn)動(dòng)和電力數(shù)據(jù)?？偼顿Y超過(guò)7億日元，透平發(fā)電機(jī)組費(fèi)用約6千萬(wàn)日元。

后彎管式波能裝置是日本的一項(xiàng)有創(chuàng)新性的工作，由日本著名波能裝置發(fā)明家益田善雄提出。它是一個(gè)向后伸展的漂浮式振蕩水柱系統(tǒng)。氣室的開(kāi)口在浮體的后方，背向波浪。這種大膽的設(shè)計(jì)可充分利用浮體來(lái)自振蕩和搖擺兩方面的能量，且向后伸展的氣室可以方便地調(diào)整長(zhǎng)度以適應(yīng)不同的波浪。這對(duì)小波浪和淺水區(qū)域顯得特別重要。日本綠星社于1987年進(jìn)行了裝置的海上試驗(yàn)。隨后，益田善雄又與中國(guó)科學(xué)院廣州能源研究所合作開(kāi)發(fā)這種裝置。

日本海洋科學(xué)中心于90年代初開(kāi)始研建一個(gè)稱(chēng)作“巨鯨”的波能裝置，它是一種發(fā)展的后彎管漂浮式裝置。其外形類(lèi)似一條巨大的鯨魚(yú)。裝置的氣室設(shè)計(jì)在結(jié)構(gòu)的前部）長(zhǎng)長(zhǎng)的身體除了利于吸收波能外，還可作為綜合利用的空間，是一個(gè)包括波浪發(fā)電、海上養(yǎng)殖和旅游的綜合系統(tǒng)。裝置于1998年由石川島播磨重工業(yè)公司完成制造，投放于三重縣外海。裝置寬30m，長(zhǎng)50m，安裝了：臺(tái)10kW，＝臺(tái)50kw和2臺(tái)30kW的發(fā)電機(jī)組。

3．2．3英國(guó)

英國(guó)是世界上重要的波能研究國(guó)家，曾投入數(shù)千萬(wàn)英鎊用于波能開(kāi)發(fā)的實(shí)驗(yàn)研究，其中包括著名的蘇爾特鴨式裝置等。但英國(guó)開(kāi)始建造波能示范裝置比較晚，數(shù)量也不多。

英國(guó)女王大學(xué)在能源部支持下于1991年在蘇格蘭西部?jī)?nèi)赫里底群島的艾萊島建成一座裝機(jī)容量70kW的岸式振蕩水柱波浪電站。電站的結(jié)構(gòu)和日本三獺的40kw岸式電站相似。氣室寬4m，縱深10m，高9m。直徑1．2m的雙轉(zhuǎn)子對(duì)稱(chēng)翼透平發(fā)電機(jī)組安裝在氣室背部并采用了飛輪儲(chǔ)能，輸出的電力并入大電網(wǎng)。電站從1986年開(kāi)始施工，建造周期和投資都大大超出預(yù)計(jì)。電站出力也不夠理想，氣室效率在70％一20％間變化，遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)值。電站的平均發(fā)電功率約為7．5kW，基于核電站的工作，女王大學(xué)在能源部和歐共體的支持下，又在電站附近研建一座IMW的同類(lèi)型電站，目前正在施工之中。

蘇格蘭英維尼斯市應(yīng)用研究技術(shù)公司于1995年研建了一座稱(chēng)作“魚(yú)鷹”的波浪能一風(fēng)能聯(lián)合發(fā)電裝置。它是一個(gè)振蕩水柱離岸固定式裝置。裝置主體高20m，為鋼結(jié)構(gòu)，在造船廠(chǎng)加工完畢后，拖運(yùn)到在頓里爾的核電廠(chǎng)外海沉放，吃水深約14m。裝置計(jì)劃安裝2臺(tái)IMW的波浪發(fā)電裝置和：臺(tái)0．5MW的風(fēng)力發(fā)電裝置。項(xiàng)目部分得到歐共體“焦?fàn)枴庇?jì)劃的資助，總費(fèi)用約350萬(wàn)英鎊，使用了850噸鋼材。然而，由于裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的失誤，在沉放就位過(guò)程中沉沒(méi)，項(xiàng)目失敗，目前正計(jì)劃由保險(xiǎn)公司賠償重建。

3．2．4葡萄牙

葡萄牙也是近年來(lái)在波能研究中較為重要的國(guó)家。里斯本大學(xué)和葡萄牙工業(yè)技術(shù)研究院等合作，在歐共體“焦?fàn)枴庇?jì)劃和葡國(guó)政府資助下，正在建造一座0．5MW的岸式振蕩水柱波浪電站。電站位于阿左內(nèi)斯群島的比克島，1998年已完成主體結(jié)構(gòu)，計(jì)劃1999年發(fā)電。電站氣室寬12m，縱深12m，電站頂部高約20m，前墻吃水2．5m。對(duì)稱(chēng)翼透平的直徑2．3m，前后均有活動(dòng)導(dǎo)葉，透平可在750一1500r／min范圍工作，發(fā)電機(jī)額定功率400kw，是世界上目前最大的波浪電站。電站運(yùn)行計(jì)劃應(yīng)用相位控制技術(shù)，以提高在不規(guī)則海浪中的出力。

3．2．5中國(guó)

中國(guó)也是世界上主要的波能研究開(kāi)發(fā)國(guó)家之一。從80年代初開(kāi)始主要對(duì)固定式和漂浮式振蕩水柱波能裝置以及擺式波能裝置等進(jìn)行研究。1985年中科院廣州能源研究所開(kāi)發(fā)成功利用對(duì)稱(chēng)翼透平的航標(biāo)燈用波浪發(fā)電裝置。經(jīng)過(guò)十多年的發(fā)展，已有60W至45W的多種型號(hào)產(chǎn)品并多次改進(jìn)，目前已累計(jì)生產(chǎn)600多臺(tái)在中國(guó)沿海使用，并出口到日本等國(guó)家。“七五”期間，在原國(guó)家科委海洋專(zhuān)業(yè)組的資助下，由中科院廣州能源所牽頭，在珠海市大萬(wàn)山島研建中國(guó)第一座波浪電站并于1990年試發(fā)電成功。電站裝機(jī)容量3kW，對(duì)稱(chēng)翼透平直徑0．8m?！鞍宋濉逼陂g，在原國(guó)家科委的支持下，由中科院廣州能源研究所和國(guó)家海洋局天津海洋技術(shù)所分別研建了20kW岸式電站、5kw后彎管漂浮式波力發(fā)電裝置和8kW擺式波浪電站，均試發(fā)電成功。

20kW岸式波浪電站是在原大萬(wàn)山島3kW電站基礎(chǔ)上改建的。由于3kW電站研建時(shí)受投資的限制，氣室頂偏低，影響機(jī)組安全，同時(shí)機(jī)組容量大小。故在原電站4m寬、3m縱深和5m高（水上部分）的氣室基礎(chǔ)上，利用原發(fā)電機(jī)房修建了過(guò)渡氣室并在過(guò)渡氣室上建造了高約7．4m的導(dǎo)氣管，使透平機(jī)組的位置在標(biāo)高15m之上，大大增加了電站安全性和可靠性。電站采用20kW的與柴油發(fā)電機(jī)聯(lián)合運(yùn)行的變速恒頻機(jī)組，可在1000-2000r／min轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)變速恒頻工作。對(duì)稱(chēng)翼透平直徑為lm。電站總效率為50％一20％，高于國(guó)外同類(lèi)電站的水平。測(cè)量到的最大輸出功率為18kW。由于大萬(wàn)山島沒(méi)有統(tǒng)一電網(wǎng)，而用戶(hù)又難以維持柴油機(jī)組24小時(shí)運(yùn)行，故電站在經(jīng)歷了3個(gè)月的試驗(yàn)運(yùn)行之后關(guān)閉。

“九五”期間，在科技部科技攻關(guān)計(jì)劃支持下，廣州能源研究所正在廣東汕尾市遮浪研建100kW的岸式振蕩水柱電站。電站氣室為一底部直徑6．4m，頂部直徑2．5m，水上高度10m，吃水4m的圓柱體，喇叭形引浪墻與外海相通。前墻吃水2m，開(kāi)口寬度約6m。電站將安裝100kW的異步發(fā)電機(jī)：臺(tái)與電網(wǎng)井網(wǎng)運(yùn)行，計(jì)劃2000年建成發(fā)電。

3．2．6技術(shù)進(jìn)展

過(guò)去20年中，波能轉(zhuǎn)換技術(shù)得到快速發(fā)展，建造技術(shù)趨于成熟，能量轉(zhuǎn)換效率成倍增加，特別是多共振振蕩水柱，對(duì)稱(chēng)翼透平和相位控制技術(shù)的發(fā)展以及后彎管裝置和聚波水庫(kù)等技術(shù)的應(yīng)用起到關(guān)鍵作用。

多共振振蕩水柱首先在挪威的500kW波浪電站得到應(yīng)用。其方法是在波能裝置的氣室前部增加一引浪港口，前港與氣室內(nèi)水柱以及來(lái)波之間在不同頻率下產(chǎn)生諧振，使得波能在裝置的周?chē)环糯?，增加裝置吸收波能的寬度范圍和對(duì)波浪頻率變化的適應(yīng)范圍。通過(guò)利用前港，可以使一個(gè)窄的波能裝置吸收到其迎波寬度之外的能量，從而提高效率，降低成本。一個(gè)設(shè)計(jì)良好的多共振振蕩水柱裝置的一級(jí)能量捕獲寬度比在諧振頻率附近可以達(dá)200％以上。

相位控制也是挪威科學(xué)家提出的一種提高波能裝置效率的有效手段。其方法是通過(guò)控制一級(jí)能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)相位，使其運(yùn)動(dòng)速度的相位（浮體、水柱或擺板等）與入射波浪作用力的相位相適應(yīng)，從而使波浪在裝置周?chē)环糯?，以便有效地吸收波浪能。一般說(shuō)來(lái)，參數(shù)設(shè)計(jì)只能使裝置適應(yīng)某個(gè)頻率，而相位控制則可以使裝置適應(yīng)大范圍的頻率。通過(guò)簡(jiǎn)單地對(duì)裝置的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行鎖定和釋放，可以減小裝置的響應(yīng)頻率，也就可以使一個(gè)小的波能裝置適應(yīng)大周期的波浪，從而達(dá)到節(jié)約成本提高效率的效果。但如果要增加裝置的響應(yīng)頻率，則需要能量對(duì)裝置進(jìn)行加速，一般不予采用。理論和實(shí)驗(yàn)結(jié)果均表明，相位控制技術(shù)可以減少裝置尺寸，提高效率。但由于在不規(guī)則波中的相位控制方法以及實(shí)施設(shè)備還有一些問(wèn)題尚未解決，目前還未得到實(shí)際應(yīng)用。但相位控制是波能實(shí)用化的希望之一。

對(duì)稱(chēng)翼透平是70年代中由英國(guó)女王大學(xué)教授A，A。Wells發(fā)明的，又稱(chēng)Wells透平。它由若干個(gè)安裝角為零，均布于輪毅的對(duì)稱(chēng)翼型葉片組成。對(duì)稱(chēng)翼透平的最大優(yōu)勢(shì)是它的自整流特性，即它可以在往復(fù)交變的雙向氣流中高速單向旋轉(zhuǎn)做功。由于波浪運(yùn)動(dòng)的周期性變化，氣動(dòng)式波能裝置若采用單向作用透平則需要整流閥門(mén)，而采用對(duì)稱(chēng)翼透平則無(wú)需整流閥門(mén)，從而可以大為簡(jiǎn)化裝置的結(jié)構(gòu)。目前大多數(shù)氣動(dòng)式波能裝置均采用對(duì)稱(chēng)翼透平。當(dāng)然，對(duì)稱(chēng)翼透平也存在起動(dòng)性差和效率較低等弱點(diǎn)。因此，高效雙向作用透平仍是波能研究的關(guān)鍵之一。

后彎管裝置，聚波水庫(kù)裝置以及擺式裝置的發(fā)明也對(duì)波能技術(shù)的進(jìn)步起到重要作用。有關(guān)優(yōu)點(diǎn)已在相應(yīng)的裝置介紹中論述過(guò)，不再重復(fù)。

3．3海洋溫差能利用技術(shù)的進(jìn)展與主要項(xiàng)目

美國(guó)、日本和法國(guó)是海洋溫差能研究開(kāi)發(fā)的牽頭國(guó)家。1881年法國(guó)科學(xué)家J．01Arsonval最早提出海洋溫差能利用的設(shè)想，他的學(xué)生6，Claude干1926年首次進(jìn)行了海洋溫差能利用的實(shí)驗(yàn)室原理試驗(yàn)。1929年6月，6，Claude在古巴的馬但薩斯海灣的陸地上，建成了一座輸出功率22kW的溫差能開(kāi)式循環(huán)發(fā)電裝置，引起了人們對(duì)溫差能的濃厚興趣。但由于溫差能利用在技術(shù)上，特別是經(jīng)濟(jì)性能上存在很多問(wèn)題和困難，開(kāi)發(fā)工作一直受到冷遇。直至1973年石油危機(jī)之后，才復(fù)蘇起來(lái)。1979年8月美國(guó)在夏威夷建成第一座閉式循環(huán)海洋溫差發(fā)電裝置是溫差能利用的一個(gè)里程碑。這座50kw級(jí)的電站不僅系統(tǒng)地驗(yàn)證了溫差能利用的技術(shù)可行性，而且為大型化的發(fā)展取得了豐富的設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。

3．1美國(guó)

Mini一OTEC500kW電站由夏威夷州政府和幾家私營(yíng)公司集資300萬(wàn)美元設(shè)計(jì)，建造于一艘向美國(guó)海軍租借的駁船上。項(xiàng)目從1978年開(kāi)始實(shí)施，從設(shè)計(jì)到發(fā)電共用了15個(gè)月的時(shí)間。然后，又進(jìn)行了4個(gè)月的試驗(yàn)。電站采用閉式循環(huán)系統(tǒng)。工質(zhì)為氨，熱水口平均溫度26．1C，冷水口平均溫度為5．6C，冷水管長(zhǎng)度為645m，直徑0。61m，熱交換器總面積407．8m2。在溫差為2＝℃時(shí)，熱力循環(huán)系統(tǒng)效率超過(guò)了2．5％。電站輸出電力為53-47kw，平均出力為48．7kW，扣除系統(tǒng)自身用電（其中冷水泵11．9-13．6kW，熱水泵9．4-10．7kW，氨泵1kW，其它裝置10-19．2kW后，向電網(wǎng)的電力輸出為17．3-5．5kW，平均15kW。

Mini一OTEC的成功，引起了美國(guó)能源部的重視，于1980年支持參與Mini一OTEC的兩家主要公司，在夏威夷建造了另一座被稱(chēng)為OTECI的IMW的實(shí)驗(yàn)裝置。該裝置也是閉式系統(tǒng)，工質(zhì)為氨，主要進(jìn)行熱力系統(tǒng)研究，重點(diǎn)是管殼式熱交熱器和冷水管的性能，沒(méi)有安裝透平發(fā)電機(jī)組。

從1990年洋高技術(shù)研究國(guó)際中心（PICHTR）開(kāi)始一項(xiàng)開(kāi)式循環(huán)溫差能利用計(jì)劃，進(jìn)行了蒸發(fā)器噴嘴、溫海水除氣、濕份分離、冷凝能力等試驗(yàn)研究。在這些試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，于1991年11月開(kāi)始在夏威夷進(jìn)行開(kāi)式循環(huán)凈功生產(chǎn)試驗(yàn)并于1993年4月建成，發(fā)電功率為210kW，扣除系統(tǒng)自身用電后的凈出力為40一50kW，并可產(chǎn)生淡水。PICHTR還開(kāi)發(fā)了多功能的溫差能利用系統(tǒng)，不僅發(fā)電，還同時(shí)產(chǎn)生淡水，進(jìn)行空調(diào)和制冷以及強(qiáng)化的海水養(yǎng)殖等，在太平洋熱帶島嶼有良好的市場(chǎng)前景。

3．3．2日本

日本一共建成3座岸式海洋溫差電站。1980年6月，日本東京電力等公司和日本政府各出資50％，共11億日元，在瑙魯共和國(guó)開(kāi)始建造一座100kW閉式循環(huán)溫差電站，并于1981年10月開(kāi)始發(fā)電試驗(yàn)，運(yùn)行了一年。電站采用R22為工質(zhì)，冷水口溫度7．8C，熱水口溫度29．8”C，冷水管直徑0．7m，長(zhǎng)度950m。電站平均發(fā)電功率100．5kW，扣除系統(tǒng)運(yùn)行動(dòng)力的消耗，平均凈輸出14．9kW，并入當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)。

1981年8月，九洲電力公司等又在鹿兒島縣的德之島開(kāi)始研建50kw的試驗(yàn)電站，并于1982年9月開(kāi)始發(fā)電試驗(yàn)并運(yùn)行到1994年8月為止。工程投資10億日元，由企業(yè)和日本政府各占50％。這是一座混合型電站，工質(zhì)為氨，采用板式熱交換器。電站的熱源不是直接取海洋表層的溫海水，而是利用島上的柴油發(fā)電機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)余熱將表層海水再加熱后作為熱源，熱源溫度可達(dá)40．5C。冷水口溫度為12C，故溫度差可達(dá)28．5C。電站冷水管直徑0．6m，長(zhǎng)度2300m，平均凈出力可達(dá)32kW。此外，九洲大學(xué)還于1985年建造了一座75kw的實(shí)驗(yàn)室裝置，井得到35kw的凈出力。

3．3．3中國(guó)

1980年臺(tái)灣電力公司便計(jì)劃將第3和第4號(hào)核電廠(chǎng)余熱和海洋溫差發(fā)電并用。經(jīng)過(guò)3年的調(diào)查研究，認(rèn)為臺(tái)灣東岸及南部沿海有開(kāi)發(fā)海洋熱能的自然條件，并初步選擇在花蓮縣的和平溪口、石梯坪及臺(tái)東縣的樟原等三地做廠(chǎng)址，并與美國(guó)進(jìn)行聯(lián)合研究。

1985年中國(guó)科學(xué)院廣州能源研究所開(kāi)始對(duì)溫差利用中的：種“霧滴提升循環(huán)”方法進(jìn)行研究。這種方法于1977年由美國(guó)的Ridgway等人提出，其原理是利用表層和深層海水之間的溫差所產(chǎn)生的焓降來(lái)提高海水的位能。據(jù)計(jì)算，溫度從20”C降到7“C時(shí)，海水所釋放的熱能可將海水提升到125m的高度，然后再利用水輪機(jī)發(fā)電。該方法可以大大減小系統(tǒng)的尺寸，并提高溫差能量密度。1％9年，廣州能源研究所在實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)了將霧滴提升到21m高度的記錄。同時(shí)，該所還對(duì)開(kāi)式循環(huán)過(guò)程進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室研究，建造了兩座容量分別為10W和60W的試驗(yàn)臺(tái)。

3．3．4技術(shù)進(jìn)展

海洋溫差發(fā)電在循環(huán)過(guò)程、熱交換器、工質(zhì)以及海洋工程技術(shù)等方面均取得很大進(jìn)展。從技術(shù)上講已沒(méi)有不可克服的困難，且大部分技術(shù)已接近成熟。存在的問(wèn)題主要是經(jīng)濟(jì)性和長(zhǎng)期運(yùn)行的可靠性。熱交換器是溫差發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，約占總生產(chǎn)成本的50％一20％，直接影響了裝置的結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)性。提高熱交換器的性能，關(guān)鍵在于交換器的形式和材料。研究結(jié)果表明，鈦是較優(yōu)材料，其傳熱及防腐性能均好。板式熱交換器因體積小，傳熱效率高，造價(jià)低，在閉式循環(huán)中適合采用。

工質(zhì)也是閉式循環(huán)中的重要課題。從性能的角度，氨和R22被證明是理想的工質(zhì)。但從環(huán)保的角度，還需尋求新的工質(zhì)。

在海洋工程技術(shù)方面，對(duì)冷水管、系留、輸電等技術(shù)均進(jìn)行了研究，特別是冷水管的鋪設(shè)技術(shù)，對(duì)多種連接形式進(jìn)行了試驗(yàn)，已有較成熟的成果。

3．4海流能與鹽差能的研究進(jìn)展

相對(duì)說(shuō)來(lái)，海流能和鹽差能的研究不如其它幾種海洋能源充分。但海流能的研究近年來(lái)有上升的趨勢(shì)，特別是在歐共體得到重視。

3．4．1海流能

世界上從事海流能開(kāi)發(fā)的主要有美國(guó)、英國(guó)、加拿大、日本、意大利和中國(guó)等。70年代來(lái)，中國(guó)舟山的何世鉤自發(fā)地進(jìn)行海流能開(kāi)發(fā)，僅用幾千元錢(qián)建造了一個(gè)試驗(yàn)裝置并得到了6．3kW的電力輸出。80年代初，哈爾濱工程大學(xué)開(kāi)始研究一種直葉片的新型海流透平，獲得較高的效率并于1984年完成60W模型的實(shí)驗(yàn)室研究，之后開(kāi)發(fā)出千瓦級(jí)裝置在河流中進(jìn)行試驗(yàn)。美國(guó)也于1985年在佛羅里達(dá)的墨西哥灣流中試驗(yàn)小型海流透平。2kW的裝置被懸吊在研究船下50m處。加拿大也進(jìn)行了類(lèi)似于達(dá)里厄型垂直風(fēng)機(jī)的海流透平試驗(yàn)，試驗(yàn)機(jī)組為5kW。但整個(gè)80年代較成功的海流項(xiàng)目也許是日本大學(xué)于1980至1982年在河流中進(jìn)行的直徑為3m的河流抽水試驗(yàn)，以及1988年在海底安裝的直徑為1．5m，裝機(jī)容量3．5kW的達(dá)里厄海流機(jī)組，該裝置連續(xù)運(yùn)行了近1年的時(shí)間。

90年代以來(lái)，歐共體和中國(guó)均開(kāi)始計(jì)劃建造海流能示范應(yīng)用電站。中國(guó)的“八五”、“九五”科技攻關(guān)均對(duì)海流能進(jìn)行連續(xù)支持。目前，哈爾濱工程大學(xué)正在研建75kw的海流電站。意大利在歐共體“焦?fàn)枴庇?jì)劃支持下，已完成40kw的示范裝置，并與中國(guó)合作在舟山地區(qū)開(kāi)展了聯(lián)合海流能資源調(diào)查，計(jì)劃開(kāi)發(fā)140kW的示范電站。英國(guó)、瑞典和德國(guó)也在“焦?fàn)枴庇?jì)劃的支持下，從1998年開(kāi)始，正在研建300kw的海流能商業(yè)示范電站。目前正在進(jìn)行方案對(duì)比分析，包括一個(gè)直徑為15m的單轉(zhuǎn)子方案和二個(gè)直徑為10．5m的雙轉(zhuǎn)子方案。

海流能利用研究在透平設(shè)計(jì)制造、裝置的海水防腐、水下安裝與錨定、固定等技術(shù)方面均有很大進(jìn)展。海流透平的能量轉(zhuǎn)換效率已超過(guò)30％。中國(guó)主要利用船舶技術(shù)開(kāi)發(fā)浮體懸吊式裝置，英國(guó)等主要是借用風(fēng)力發(fā)電技術(shù)開(kāi)發(fā)海底固定式水平軸裝置。

3．4．2鹽差能

鹽差能的研究以美國(guó)、以色列的研究為先，中國(guó)、瑞典和日本等也開(kāi)展了一些研究。但總體上，鹽差能研究還處于實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)水平，離示范應(yīng)用還有較長(zhǎng)的路程。

70年代至80年代，以色列和美國(guó)的科學(xué)家對(duì)水壓塔和強(qiáng)力滲透系統(tǒng)均進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，中國(guó)西安冶金建筑學(xué)院也于1985年對(duì)水壓塔系統(tǒng)進(jìn)行了試驗(yàn)研究。上水箱高出滲透器約10m，用30kg干鹽可以工作8-14h，發(fā)電功率為0．9-1.2w。此外，在美還進(jìn)行了滲析電池的研究。

鹽差能開(kāi)發(fā)的技術(shù)關(guān)鍵是膜技術(shù)。除非半透膜的滲透流量能在目前水平的基礎(chǔ)再提高一個(gè)數(shù)量級(jí)，并且海水可以不經(jīng)預(yù)處理。否則，鹽差能利用難以實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。4海洋能利用的前景及對(duì)我國(guó)發(fā)展策略的建議

海洋被認(rèn)為是地球上最后的資源寶庫(kù)，也被稱(chēng)作為能量之海。21世紀(jì)海洋將在為人類(lèi)提供生存空間、食品、礦物、能源及水資源等方面發(fā)揮重要作用，而海洋能源也將扮演重要角色。從技術(shù)及經(jīng)濟(jì)上的可行性，可持續(xù)發(fā)展的能源資源以及地球環(huán)境的生態(tài)平衡等方面分析，海洋能中的潮汐能作為成熟的技術(shù)將得到更大規(guī)模的利用；波浪能將逐步發(fā)展成為行業(yè)，近期主要是固定式，但大規(guī)模利用要發(fā)展漂浮式；可作為戰(zhàn)略能源的海洋溫差能將得到更進(jìn)一步的發(fā)展，并將與開(kāi)發(fā)海洋綜合實(shí)施，建立海上獨(dú)立生存空間和工業(yè)基地相結(jié)合；潮流能也將在局部地區(qū)得到規(guī)?；瘧?yīng)用。

潮汐能的大規(guī)模利用涉及大型的基礎(chǔ)建設(shè)工程，在融資和環(huán)境評(píng)估方面都需要一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的過(guò)程。大型潮汐電站的研建往往需要幾十年，甚至上百年的過(guò)程。因此，應(yīng)重視對(duì)可行性分析的研究。目前，還應(yīng)重視對(duì)機(jī)組技術(shù)的研究。在投資政策方面，可以考慮中央、地方及企業(yè)聯(lián)合投資，也可參照風(fēng)力發(fā)電的經(jīng)驗(yàn)，在引進(jìn)技術(shù)的同時(shí)，由國(guó)外貸款。

波浪能在經(jīng)歷了十多年的示范應(yīng)用過(guò)程后，正穩(wěn)步向商業(yè)化應(yīng)用發(fā)展，且在降低成本和提高利用效率方面仍有很大技術(shù)潛力。依靠波浪技術(shù)、海工技術(shù)以及透平機(jī)組技術(shù)的發(fā)展，波浪能利用的成本可望在6-10年左右的時(shí)間內(nèi)，在目前的基礎(chǔ)上下降2-4倍，達(dá)到成本低于每千瓦裝機(jī)容量：萬(wàn)元人民幣的水平。

目前，日本和歐共體各國(guó)已開(kāi)始了新一輪的波能技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)，這種競(jìng)爭(zhēng)估計(jì)在今后5年內(nèi)會(huì)更加明顯。與70年代波能熱潮中大張旗鼓的宣傳不同，日本和歐共體正在進(jìn)行的項(xiàng)目都更注重技術(shù)上的實(shí)用性和商業(yè)行為。我國(guó)在波能技術(shù)方面與國(guó)外先進(jìn)水平差距不大?？紤]到波能豐富地區(qū)的資源是中國(guó)的5-10倍，以及中國(guó)在制造成本上的優(yōu)勢(shì)，發(fā)展外向型的波能利用行業(yè)大有可為，并且已在小型航標(biāo)燈用波浪發(fā)電裝置方面有良好的開(kāi)端。因此，當(dāng)前應(yīng)加強(qiáng)百千瓦級(jí)機(jī)組的商業(yè)化工作，經(jīng)小批量推廣后，再根據(jù)歐洲的波能資源，設(shè)計(jì)制造出口型的裝置。由于資源上的差別，中國(guó)的百千瓦級(jí)裝置，經(jīng)過(guò)改造，在歐洲則可達(dá)到兆瓦級(jí)的水平，單位千瓦的造價(jià)可望下降2-3倍。

從21世紀(jì)的觀(guān)點(diǎn)和需求看，溫差能利用應(yīng)放到相當(dāng)重要的位置，與能源利用、海洋高技術(shù)和國(guó)防科技綜合考慮。海洋溫差能的利用可以提供可持續(xù)發(fā)展的能源、淡水、生存空間并可以和海洋采礦與海洋養(yǎng)殖業(yè)共同發(fā)展，解決人類(lèi)生存和發(fā)展的資源問(wèn)題。需要安排開(kāi)展的研究課題為：基礎(chǔ)方面，重點(diǎn)研究低溫差熱力循環(huán)過(guò)程，解決高效強(qiáng)化傳熱及低壓熱力機(jī)組以及相應(yīng)的熱動(dòng)力循環(huán)和海洋環(huán)境中的載荷問(wèn)題。建立千瓦級(jí)的實(shí)驗(yàn)室模擬循環(huán)裝置并開(kāi)展相應(yīng)的數(shù)值分析研究，提供設(shè)計(jì)技術(shù)；在技術(shù)項(xiàng)目方面，應(yīng)盡早安排百千瓦級(jí)以上的綜合利用實(shí)驗(yàn)裝置，并可以考慮與南海的海洋開(kāi)發(fā)和國(guó)土防衛(wèi)工程相結(jié)合，作為海上獨(dú)立環(huán)境的能源、淡水以及人工環(huán)境（空調(diào)）和海上養(yǎng)殖場(chǎng)的綜合設(shè)備。

中國(guó)是世界上海流，能量資源密度最高的國(guó)家之一，發(fā)展海流能有良好的資源優(yōu)勢(shì)。海流能也應(yīng)先建設(shè)百干瓦級(jí)的示范裝置，解決機(jī)組的水下安裝、維護(hù)和海洋環(huán)境中的生存問(wèn)題。海流能和風(fēng)能一樣，可以發(fā)展“機(jī)群”，以一定的單機(jī)容量發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備，從而達(dá)到工業(yè)化生產(chǎn)以降低成本的目的。

綜上所述，中國(guó)的海洋能利用，近期應(yīng)重點(diǎn)發(fā)展百千瓦級(jí)的波浪、海流能機(jī)組及設(shè)備的產(chǎn)業(yè)化；結(jié)合工程項(xiàng)目發(fā)展萬(wàn)千瓦級(jí)潮汐電站；加強(qiáng)對(duì)溫差能綜合利用的技術(shù)研究，中、長(zhǎng)期可以考慮的是，萬(wàn)千瓦級(jí)溫差能綜合海上生存空間系統(tǒng)，中大型海洋生物牧場(chǎng)。必須強(qiáng)調(diào)的是，海洋能的利用是和能源、海洋、國(guó)防和國(guó)土開(kāi)發(fā)都緊密相關(guān)的領(lǐng)域，應(yīng)當(dāng)以發(fā)展和全局的觀(guān)點(diǎn)來(lái)考慮。這一點(diǎn)尚未得到應(yīng)有的重視。目錄1緒論 11.1研究課題的目的和意義 11.2國(guó)內(nèi)外安全評(píng)價(jià)現(xiàn)狀的發(fā)展及研究現(xiàn)狀 11.2.1國(guó)外安全評(píng)價(jià)現(xiàn)狀 11.2.2國(guó)內(nèi)安全評(píng)價(jià)現(xiàn)狀 21.2.3石油工業(yè)安全評(píng)價(jià)現(xiàn)狀 31.3論文的主要內(nèi)容和結(jié)構(gòu)： 41.3.1主要內(nèi)容 41.3.2論文結(jié)構(gòu) 42韓村油庫(kù)儲(chǔ)罐的生產(chǎn)現(xiàn)狀 62.1基本情況： 62.2生產(chǎn)現(xiàn)狀： 63韓村油庫(kù)儲(chǔ)罐危險(xiǎn)危害因素分析 83.1自然危險(xiǎn)有害因素辨識(shí) 83.1.1地震 83.1.2雷電 83.1.3洪澇 93.2儲(chǔ)罐危險(xiǎn)有害因素辨識(shí) 93.2.1火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)性分析 93.2.2電氣火災(zāi)危險(xiǎn)性分析 103.2.3機(jī)械傷害危險(xiǎn)性分析 113.2.4高空墜落傷害危險(xiǎn)性分析 113.3中毒傷害危險(xiǎn)性分析 113.3.1汽油中毒傷害性分析 113.3.2煤油中毒傷害性分析 123.3.3柴油中毒傷害性分析 133.4重大危險(xiǎn)源分析 144 選用的評(píng)價(jià)方法介紹 154.1安全檢查表法 154.1.1方法概述 154.1.2安全檢查表的編制依據(jù) 154.1.3安全檢查表編制步驟 164.1.4編制檢查表應(yīng)注意事項(xiàng) 164.1.5應(yīng)用檢查表注意事項(xiàng) 174.1.6安全檢查表的優(yōu)缺點(diǎn) 174.2事故樹(shù)分析法 184.2.1方法概述 184.2.2FTA操作步驟 184.2.3事故樹(shù)分析的優(yōu)缺點(diǎn)及使用范圍 204.3道化學(xué)公司火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)評(píng)價(jià)法 204.3.1方法概述 204.3.2道化學(xué)公司評(píng)價(jià)法的優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍 255對(duì)比分析韓村油庫(kù)儲(chǔ)罐 265.1儲(chǔ)罐簡(jiǎn)介 265.2不同評(píng)價(jià)方法對(duì)比分析 265.2.1安全檢查表法 265.2.2事故樹(shù)分析（FTA） 295.2.3火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)分析 356安全問(wèn)題與對(duì)策措施 406.1一般問(wèn)題 406.2其他安全控制措施建議 407 結(jié)論 42參考文獻(xiàn) 43致謝 441緒論1.1研究課題的目的和意義油庫(kù)是儲(chǔ)存油料的基地。油料具有易燃、易爆、易揮發(fā)和流動(dòng)性等特點(diǎn)，因此，加強(qiáng)油庫(kù)安全管理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除油庫(kù)安全工作中的不安全因素，杜絕各類(lèi)事故的發(fā)生，具有重要的意義。加強(qiáng)油庫(kù)安全管理，重要的是找出油庫(kù)事故發(fā)生的規(guī)律，弄清油庫(kù)安全管理工作的特點(diǎn)，有針對(duì)性地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，采取相應(yīng)措施解決處理并及時(shí)反饋處理結(jié)果和實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)，明確影響油庫(kù)安全的主要因素，采用合理、科學(xué)并適合本油庫(kù)企業(yè)的安全評(píng)價(jià)手段和方式評(píng)價(jià)油庫(kù)安全確保油庫(kù)的安全穩(wěn)定，對(duì)安全控制實(shí)行全過(guò)程監(jiān)控和控制，使得不安全隱患發(fā)現(xiàn)在萌芽狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)、決策、處理并反饋信息，同時(shí)進(jìn)行安全評(píng)價(jià)，這樣才能有效保證油庫(kù)的安全生產(chǎn)。所以選用合理科學(xué)的方法去對(duì)油庫(kù)進(jìn)行安全分析十分重要，在此選用危險(xiǎn)性分析進(jìn)行分析危險(xiǎn)性分析是預(yù)防事故、建立HSE管理體系的前提。危險(xiǎn)性分析是指對(duì)系統(tǒng)、設(shè)備或人員某項(xiàng)操作過(guò)程的危險(xiǎn)和激發(fā)事件進(jìn)行分析，部析它們的因果關(guān)系，分析事故的發(fā)生與發(fā)展過(guò)程，估計(jì)事故的發(fā)生概率。其目的是盡量防止采用不安全的技術(shù)路線(xiàn)、使用危險(xiǎn)性物質(zhì)、工藝和設(shè)備（即使必須使用的也可以從設(shè)計(jì)、工藝上和操作過(guò)程中考慮采取安全措施），使危險(xiǎn)不致發(fā)展成為事故。本次課題設(shè)計(jì)是對(duì)韓村油庫(kù)儲(chǔ)罐的危險(xiǎn)性分析。根據(jù)韓村油庫(kù)儲(chǔ)罐所處位置和地理環(huán)境進(jìn)行危險(xiǎn)性分析，針對(duì)其建設(shè)項(xiàng)目可行性研究報(bào)告的內(nèi)容，對(duì)韓村油庫(kù)儲(chǔ)罐可能存在的危險(xiǎn)、有害因素及可能導(dǎo)致的危險(xiǎn)、危害后果和程度進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)，并根據(jù)可能導(dǎo)致的事故風(fēng)險(xiǎn)的大小，提出相應(yīng)合理可行的安全對(duì)策措施，指導(dǎo)危險(xiǎn)源監(jiān)控和事故預(yù)防，以達(dá)到最低事故率、最少損失和最優(yōu)的安全投資效益。1.2國(guó)內(nèi)外安全評(píng)價(jià)現(xiàn)狀的發(fā)展及研究現(xiàn)狀1.2.1國(guó)外安全評(píng)價(jià)現(xiàn)狀安全評(píng)價(jià)技術(shù)起源于20世紀(jì)30年代到了60年代得到了很大的發(fā)展，首先使用于美國(guó)軍事工業(yè)，1962年4月美國(guó)公布了第一個(gè)有關(guān)系統(tǒng)安全的說(shuō)明書(shū)“空軍彈道導(dǎo)彈系統(tǒng)安全工程”，以此作為對(duì)民兵式導(dǎo)彈計(jì)劃有關(guān)的承包商提出了系統(tǒng)安全的要求，這是系統(tǒng)安全理論的首次實(shí)際應(yīng)用1969年美國(guó)國(guó)防部批準(zhǔn)頒布了最具有代表性的系統(tǒng)安全軍事標(biāo)準(zhǔn)《系統(tǒng)安全大綱要點(diǎn)》（MIL-STD-822），對(duì)完成系統(tǒng)在安全方面的目標(biāo)、計(jì)劃和手段，包括設(shè)計(jì)、措施和評(píng)價(jià)，提出了具體要求和程序，此項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)于1977年修訂為MIL-STD-822A，1984年又修訂為MIL-STD-822B，該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)系統(tǒng)整個(gè)壽命周期中的安全要求、安全工作項(xiàng)目都作了具體規(guī)定。我國(guó)于1990年10月由國(guó)防科學(xué)技術(shù)工業(yè)委員會(huì)批準(zhǔn)發(fā)布了類(lèi)似美國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn)MIL-STD-822B的軍用標(biāo)準(zhǔn)《系統(tǒng)安全性通用大綱》（GJB900-90）。MIL-STD-822系統(tǒng)安全標(biāo)準(zhǔn)從一開(kāi)始實(shí)施，對(duì)世界安全和防火領(lǐng)域產(chǎn)生了巨大影響，迅速為日本、英國(guó)和歐洲其他國(guó)家引進(jìn)使用。此后，系統(tǒng)安全工程方法陸續(xù)推廣到航空、航天、核工業(yè)、石油、化工等領(lǐng)域，并不斷發(fā)展、完善，成為現(xiàn)代系統(tǒng)安全工程的一種新的理論、方法體系，在當(dāng)今安全科學(xué)中占有非常重要的地位。系統(tǒng)安全工程的發(fā)展和應(yīng)用，為預(yù)測(cè)、預(yù)防事故的系統(tǒng)安全評(píng)價(jià)奠定了可靠的基礎(chǔ)。安全評(píng)價(jià)的現(xiàn)實(shí)作用又促使許多國(guó)家政府、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)單位集團(tuán)加強(qiáng)對(duì)安全評(píng)價(jià)的研究，開(kāi)發(fā)自己的評(píng)價(jià)方法，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行事先、事后的評(píng)價(jià)，分析、預(yù)測(cè)系統(tǒng)的安全可靠性，努力避免不必要的損失。由于安全評(píng)價(jià)在減少事故，特別是重大惡性事故方面取得的巨大效益，許多國(guó)家政府和生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)單位愿意投入巨額資金進(jìn)行安全評(píng)價(jià)當(dāng)前，大多數(shù)工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家已將安全評(píng)價(jià)作為工廠(chǎng)設(shè)計(jì)和選址、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、工藝過(guò)程、事故預(yù)防措施及制訂應(yīng)急計(jì)劃的重要依據(jù)。近年來(lái)，為了適應(yīng)安全評(píng)價(jià)的需要，世界各國(guó)開(kāi)發(fā)了包括危險(xiǎn)辯識(shí)、事故后果模型、事故頻率分析、綜合危險(xiǎn)定量分析等內(nèi)容的商用化安全評(píng)價(jià)計(jì)算機(jī)軟件包，隨著信息處理技術(shù)和事故預(yù)防技術(shù)的進(jìn)步，新的實(shí)用安全評(píng)價(jià)軟件不斷地進(jìn)入市場(chǎng)。計(jì)算機(jī)安全評(píng)價(jià)軟件包可以幫助人們找出導(dǎo)致事故發(fā)生的主要原因，認(rèn)識(shí)潛在事故的嚴(yán)重程度，并確定降低危險(xiǎn)的方法。1.2.2國(guó)內(nèi)安全評(píng)價(jià)現(xiàn)狀20世紀(jì)80年代初期安全系統(tǒng)工程引入我國(guó)，受到許多大中型生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)單位和行業(yè)管理部門(mén)的高度重視。通過(guò)吸、消化國(guó)外安全檢查表和安全評(píng)價(jià)方法，機(jī)械、冶金、化工、航空、航天等行業(yè)開(kāi)始應(yīng)用安全收評(píng)價(jià)方法，如安全檢查表（SCL）、事故樹(shù)分析（FTA）．故障類(lèi)型及影響分析（FMFA）、事件樹(shù)分析（ETA）、預(yù)先危險(xiǎn)性分析（PHA）、危險(xiǎn)與可操作性研究（HAZOP）、作業(yè)條件危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)（LEC）等，有許多生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)單位將安全檢查表和事故樹(shù)分析法應(yīng)用到生產(chǎn)班組和操作崗位。此外，一些石油、化工等易燃、易爆危險(xiǎn)性較大的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)單位，應(yīng)用道化學(xué)公司火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)評(píng)價(jià)方法進(jìn)行了安全評(píng)價(jià)，許多行業(yè)部門(mén)制定了安全檢查表和安全評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。1991年，國(guó)家“八五”科技攻關(guān)課題中，安全評(píng)價(jià)方法的研究列為重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目，與此同時(shí)，安全評(píng)價(jià)工作隨著建設(shè)項(xiàng)目“三同時(shí)”工作的開(kāi)展而向縱深發(fā)展。2002年6月29日，中華人民共和國(guó)第70號(hào)主席令頒布了《中華人民共和國(guó)安全生產(chǎn)法》，規(guī)定生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)單位的建設(shè)項(xiàng)目必須實(shí)施“三同時(shí)”，同時(shí)還規(guī)定礦山建設(shè)項(xiàng)目和用于生產(chǎn)、儲(chǔ)存危險(xiǎn)物品的建設(shè)項(xiàng)目應(yīng)進(jìn)行安全條件論證和安全評(píng)價(jià)。2002年1月9日中華人民共和國(guó)國(guó)務(wù)院令第344號(hào)發(fā)布了《危險(xiǎn)化學(xué)品安全管理?xiàng)l例》，在規(guī)定了對(duì)危險(xiǎn)化學(xué)品各環(huán)節(jié)管理和監(jiān)督的同時(shí)，提出了“生產(chǎn)、儲(chǔ)存、使用劇毒化學(xué)品的單位，應(yīng)當(dāng)對(duì)本單位的生產(chǎn)、儲(chǔ)存裝置每年進(jìn)行一次安全評(píng)價(jià)；生產(chǎn)、儲(chǔ)存、使用其他危險(xiǎn)化學(xué)品的單位，應(yīng)當(dāng)對(duì)本單位的生產(chǎn)、儲(chǔ)存裝置每?jī)赡赀M(jìn)行一次安全評(píng)價(jià)”的要求?！吨腥A人民共和國(guó)安全生產(chǎn)法》和《危險(xiǎn)化學(xué)品安全管理?xiàng)l例》的頒布，必將進(jìn)一步推動(dòng)安全評(píng)價(jià)工作向更廣、更深的方向發(fā)展。1.2.3石油工業(yè)安全評(píng)價(jià)現(xiàn)狀石油工業(yè)具有以下特點(diǎn)：生產(chǎn)條件的復(fù)雜多變；外界環(huán)境影響突出；各個(gè)地區(qū)的特色性；作業(yè)環(huán)境的可變性；高風(fēng)險(xiǎn)性。由于石油行業(yè)具有以上這些特點(diǎn)，形成了安全評(píng)價(jià)需要收集檢測(cè)的數(shù)據(jù)復(fù)雜、處理量大、后果定量化難等制約因素，因此，評(píng)價(jià)所根據(jù)實(shí)際情況，及時(shí)引進(jìn)了大型煉化企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估軟件包、事故樹(shù)分析系統(tǒng)、火災(zāi)爆炸傷害模型以及DNV井噴火災(zāi)爆炸模型等評(píng)價(jià)應(yīng)用軟件，實(shí)現(xiàn)了與各油田及有關(guān)機(jī)構(gòu)的聯(lián)網(wǎng)，這些應(yīng)對(duì)策略在評(píng)價(jià)實(shí)踐中發(fā)揮了極其重要的作用。例如，通過(guò)合作引進(jìn)DNV井噴火災(zāi)爆炸模型和毒物擴(kuò)散模型專(zhuān)業(yè)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估商業(yè)軟件，在2003年“12.23”井噴事故井的后期開(kāi)鉆評(píng)價(jià)中，通過(guò)該模擬軟件的定量計(jì)算，得出羅家16H井井噴火災(zāi)爆炸和硫化氫泄漏中毒傷害半徑區(qū)域，為鉆井隊(duì)提供了應(yīng)急處理和周邊人群撤離的定量化依據(jù)，對(duì)指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急起到了重要作用[8]。如今，中國(guó)的安全評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)除具備一流專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才的評(píng)價(jià)隊(duì)伍、數(shù)據(jù)庫(kù)分析系統(tǒng)和評(píng)價(jià)應(yīng)用軟件、勞動(dòng)安全衛(wèi)生檢測(cè)手段外，為了彌補(bǔ)經(jīng)驗(yàn)不足和加強(qiáng)專(zhuān)業(yè)能力，還具備雄厚的專(zhuān)家隊(duì)伍資源，這些人員多為石油行業(yè)專(zhuān)家，具有高級(jí)技術(shù)職稱(chēng)或國(guó)家級(jí)專(zhuān)家資格，為切實(shí)做好安全評(píng)價(jià)工作、提高安全評(píng)價(jià)質(zhì)量、保障安全評(píng)價(jià)工作