大工20春《新能源发电》大作业题目参考答案.pdf

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1、大工大工 2020 春新能源发电大作业及要求春新能源发电大作业及要求注意：从以下注意：从以下 5 5 个题目中任选其一作答。个题目中任选其一作答。题目五：温差发电的利用题目五：温差发电的利用温差发电的利用温差发电的利用一、海洋温差发电原理海水随著深度愈深，温度愈低。根据调查，南太平洋的海水温度在水面是摄氏三十度，水面下一百公尺处是二十三度，二百公尺处急降为十四度，五百公尺处就低到七度而已。也就是利用这种温度差转为能量的。它的基本原理是利用太阳辐射的热量进入海面以下 1 米处，就有 6068被海水吸收掉了，而几米以下的热量已所剩无几了，即使海面上有波浪搅动，水温有所调节，但水深200米处，几乎没

2、有热量传到。海洋温差发电就是将海洋表面的温水引进真空锅炉，这时因压力突然大幅度下降，温度不高的温水也立即变成蒸汽。例如，在压力为0.031 兆帕时，24的水也会沸腾。利用这种温度不高的蒸汽可以推动汽轮发电机发电，然后用深层的冷海水冷凝乏气，继续使用。从理论上说，冷、热水的温差在 16.6即可发电，但实际应用中一般都在20以上。凡南北纬度在 20 度以内的热带海洋都适合温差发电。例如，我国西沙群岛海域，在 5 月份测得水深 30 米以内的水温为 30，而 1000 米深处便只有 5，完全适合温差发电。二、海洋温差发电的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。1)热交换器

3、表而容易附着生物使表而换热系数降低，这对整个系统的经济性影响极大。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。2)冷水管问题。冷水管是未来 nIEC 技术发展而临的极大挑战。因为海洋温差仅 20 0C，所以冷热海水的流量要非常大才能获得所希望的功率。而为了减小海水在管内流动的压头损失，管道直径必须非常大。据估计，商业规模电站的冷水管直径应在 S m 左右。冷水管必须足够长，以便其入曰能到达深层。尤其是岸式系统要求冷水管长度达 2 000 m，才可到达 600 一 900 m 深度。冷水管必须有足够的强度，以保

4、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。3)开式循环系统的低压汽轮机效率太低，这也是开式循环系统还不能商业化的重要原因。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、洋流等影响表而温度稳定的因素都对装置的整体效率带来直接影响。三、国内外温差发电技术的发展（一）国外温差发电技术的发展（一）国外温差发电技术的发展1973 年

5、石油危机以后,海洋温差能的研究工作开始取得实质性进展。1979年美国在夏威夷西部海岸建成了一座 mini-OTCE 发电装置,额定功率 50 kW,净功率 15 kW。这是世界上首次从海洋温差能获得有实用意义的电力。太平洋高技术国际研究中心(PICHTR)于 1991 年 11 月开始在夏威夷进行开式循环发电试验,并于1993年4月建成发电功率210 kW,净输出4050 kW,并产生淡水的装置。PICHTR还开发了利用冷海水进行空调、制冷及海水养殖等附属产业,在热带岛屿显示出良好的市场前景9。日本在海洋温差能研究开发方面投资力度很大,并在海洋热能发电系统和换热器技术方面领先于美国,迄今共建造

6、了 3 座海洋温差试验电站,均为岸基式。日本的日立造船和里见产业在印度试验海水温差发电，拟试验成功后推广用于发动机冷却水和海水的温差发电，以供船用发电设备。这样不产生C02，大型化后使发电成本可达核电水平，是有发展前途的发电方式。由于此技术适于在表层海水温度高的地区实施，印度政府利用 1000 千瓦级发电试验为发展 2 万5万千瓦机组打下基础。若规模达 10 万千瓦时，单位发电成本可比火电低和核电水平相当。美国洛克希德公司与美国能源部签署了建造一个由玻璃纤维与合成材料建造的管道原型合同。2009 年与美国海军研究用温差能解决关岛上海军陆战队用电和淡水的问题。（二）国内温差发电技术的发展中国的海

7、洋温差能储量比较丰富，但研究工作起步晚。20 世纪 80 年代初，中国科学院广州能源研究所、中国海洋大学和天津国家海洋局海洋技术中心研究所等单位开始温差发电研究。1986 年广州研制完成开式温差能转换试验模拟装置，利用30以下的温水，在温差20的情况下，实现电能转换。1989 年又完成了雾滴提升循环实验研究，有效提升高度达 20m，1989 年，该研究所还对开式循环过程进行了实验室研究，建造了两座容量分别为 10 W 和 60 W 的实验台，雾滴提升高度为当时同类设备的最高值。2004-2005 年，天津大学完成了对混合式海洋温差能利用系统理论研究课题，并就小型化试验用 200W 氨饱和蒸汽透

8、平进行了研究开发。国家海洋局第一海洋研究所在“十一五”期间重点开展了闭式海洋温差能利用的研究，完成了海洋温差能闭式循环的理论研究工作，并完成了250W 小型温差能发电利用装置的方案设计，2008 年，承担了“十一五”科技支撑“15 千瓦海洋温差能关键技术与设备的研制”课题。四、海洋温差能的利用理论上，OTEC 的效率约为 3%，扣除发电系统中的机械损失后，实际效率仅约 2%，而燃煤火电厂的效率为 30%，因此仅从发电上看比常规能源发电成本高。海洋温差能是一种全面的资源系统，评价其开发利用在商业上取得成功的关键不仅要看发电，而且要考虑获得淡水、海水养殖、制冷空调等的综合效益。因此，要充分发挥海洋

9、温差能的优势，围绕海洋热能发电技术的开发，积极开展海洋资源的综合利用。海洋温差能的综合利用途径：1 海水淡化开式循环和混合式循环系统本身就是一个海水淡化器，开式循环的冷凝水和混合式循环蒸发器的冷凝水就是淡水，可供人们饮用或农业利用。在太平洋岛屿上，淡水的市场价格达到 1-4.60 美元/千加仑(0.27-1.21 美元/升)，在没有地下水资源的地方价格会更高。而在太平洋岛屿上 1.5 MW(电)净功率开式海洋温差发电系统则可日产淡水 300 万升。美国太平洋高技术研究国际中心设计了一个多功能的 MW 级 OTEC 系统，除发电以外，佑计每天可产淡水 4750m3，足够 2 万人使用。2 制冷和

10、空调排放的深层冷海水一方面可以用来冷凝淡水，还可以用于冷水空调系统中。研究表明，一家有 300 间客房的酒店使用 1MW 的 MP-OTEC 系统的冷水用于空调，其运行费用仅为常规空调的 25%。3 海水养殖深海冷水含有丰富的氮、磷、硅等营养盐类，十分有利于海水养殖。据计算，一座4万 kW的 OTEC 电站，其深海水流量约 800m3/s。这些海水每年可输送约 8000吨的氮到海洋表层，能增产 8 万吨干海藻或 800 吨鱼。事实上，海洋养殖的开发是成功的。夏威夷海洋农场用一种称为“综合养殖”的方法养殖鲜鱼、鲍鱼、海胆和牡蛹。实验表明，鲜鱼和海藻在一起都生长得很好，海藻为鲜鱼提供氧气，鲜鱼的排

11、泄物则成为海藻的肥料;而牡蛹食动物的作用，保持水池清洁;鲍鱼和海胆放在不同的水槽内，供海藻生长。目前在夏威夷，由 OTEC 派生的海水养殖业已投入 5000 万美元，用于养殖龙虾、比目鱼、海胆和海藻。4 热带农业夏威夷大学首先提出把冷海水用于农业的想法。在地下埋一排冷水管，创造出热带地区没有的低温气候环境。此系统由于大气中的水分子在管子表面上的冷凝还可以产生滴灌效果。使用此方法，可以在热带地区终年生产草荀和其他春季收获的谷物和花卉。经过几年的研究，商业开发人员已建起一个占地 4100m2 的试验点。五、结论海水温差能作为一种清洁、可再生的能源，具有很好的发展前景。其开发、利用对我国经济的可持续

12、发展和人民生活水平的提高具有重要的现实意义。迄今为止，海洋温差发电技术的研究在热动力循环方式、高效紧凑型热交换器、微型透平、工质选择以及海洋工程技术等方面均已取得长足的发展，很多技术已渐趋成熟。对海洋温差发电及其相关技术展开研究，是一项考虑长远可持续能源需求的高技术投资项目。虽然不能指望它很快见到实效，但是它在未来能源资源的多样化、可持续化中的作用，以及它的环境效益和长远经济效益都将难以估量。以下内容可以删除：（一）非标准劳动关系产生的原因非标准劳动关系是从标准劳动关系发展而来。标准劳动关系是一种典型的劳动契约关系，产生于资本主义社会，并一直延续至今。自20 世纪 60 年代始，随着经济的迅速

13、发展，信息技术的普遍应用，各国的产业结构和知识结构发生了巨大变化，进而要求劳动力作为生产要素流动性增强，灵活就业、弹性就业需求增大。因为，在工业、机械制造业占主导的产业结构模式下，固定用工制度、长期就业合同是主流的用工和就业形式，但随着商业、服务业的不断扩大，简单、统一的传统就业形式已经不能满足劳动关系双方主体的自身需求，取而代之的应是形式灵活、富于弹性的就业形式，非标准劳动关系也就应运而生。一方面，企业可以根据市场的需求变化，通过灵活多样的用工形式来雇佣非核心员工，弹性用工能够降低企业劳动力成本，提高企业竞争力，追逐利益最大化。“企业想要更好的迎接全球化带来的巨大的挑战，人力资源的运用必须要

14、有弹性，也就是劳动弹性化。”另一方面，随着社会的发展，人们的就业观念发生了重大变化，更多的人认为工作的目的不仅仅是为了生存，而是为了实现自身的价值，人们不再愿意从事那种传统的束缚于单位的就业形式，而更愿意寻找一种适合自己意愿的、满足自己爱好的、更加自由的就业方式，从而拥有更多属于自己的自由时间和空间来安排自己的生活、实现个人的价值，近年来兴起的 SOHO 一族就是典型例证。SOHO是 Small Office Home Office（小办公室、居家办公室）的缩写，它是指个人以自己的家或小型场所为办公室而从事工作的小型事业体（个体户）。SOHO 代表了一种自由的新型就业方式，其工作场所不固定，工

15、作时间自由，收入高低也不确定，特别适合与高新科技、信息技术相关工作的劳动者，如软件程序员、网络工程师、记者、编辑、自由撰稿人、音乐制作人、广告工作者、咨询师等。（二）非标准劳动关系面对的挑战我国的非标准劳动关系是在市场经济快速发展，就业形式日益严峻的大背景下产生并发展起来的，更多的是缓解就业压力的产物。由于国有企业改革，我国的城镇失业率一直居高不下，而传统的僵化的固定就业模式刚性太大，不利于缓解就业压力。非标准劳动关系对于降低用人单位的用工成本、方便劳动者自由选择劳动时间、缓解就业压力、扩大就业机会等作用越来越突出，正成为就业的重要渠道，使劳动关系呈现出多元化、复杂化格局。非标准劳动关系突破了

16、标准劳动关系的内涵，对原有的劳动关系法律调整机制提出了新的挑战。随着非标准劳动关系的不断发展，我国传统的标准劳动关系法律调整体系已经越来越不适应非标准劳动关系调整的需求。非标准劳动关系对传统法律的挑战主要体现在以下几方面：1.法律适用和劳动主体方面我国现行的劳动法律主要以标准劳动关系为主，很多非标准劳动关系被排斥在基本法律调整的范围之外。此外，我国劳动法主要覆盖的是传统行业的劳动者，范围狭窄。非标准劳动关系就业人员中有些是在劳动法或者劳动合同法调整范围之内，如劳动者派遣关系中的劳动者等，但还有很多人被排斥在这两部法律的调整之外，如家政人员等。我国非标准劳动关系调整的现状要求劳动主体适用范围必须

17、扩大。2.劳动关系的建立方面根据劳动法的规定，只有用人单位与劳动者之间才能建立劳动关系。用人单位可以是企业也可以是个体经营者，但不能是个人。但是在非标准劳动关系领域，用人的一方有可能是个人、家庭和自营经济实体等。不属于劳动法规定的用人单位，因此这种法律关系不受劳动法的调整。因此，很长时间以来，非标准劳动关系就业人员与用人方之间仅被视为具有平等主体之间的民事权利义务关系。发生民事权益问题，按民事诉讼的程序处理。实际上，无论是标准劳动关系就业还是非标准劳动关系就业，都是具有劳动能力的公民从事为国家和社会承认的社会工作，并以此获得用以维持本人及家庭生活的劳动报酬或者经营收入。因此，将非标准劳动关系放

18、在劳动关系调整之外不符合非标准劳动关系的本质特征，也容易导致非标准劳动关系就业人员丧失本该享有的劳动权利。3.劳动关系和雇佣关系的处理劳动关系中对劳动者的保护比较全面，它包括了劳动过程中的各项权利，除法定的劳动标准外，还包括无过错责任的工伤保护原则和接触劳动关系的补偿原则等。而雇佣关系中的劳动者的权利仅受私法的调整，按照平等主体之间的民事权利义务关系来处理，如出现劳动中的人身伤害，只能根据过错程度来分担责任。但实际上，雇佣关系跟劳动关系在本质上是相同的，因为两种关系中间的劳动者都不拥有生产资料且劳动的目的都是生产过程和获得劳动报酬，而且雇佣关系和劳动关系一样，具有从属性，雇员接受雇主的指挥、管理和监督，雇主为雇员提供合理的劳动条件和安全保障。因此，如果直接用雇佣关系的原则来调整一些非标准劳动关系不符合我国劳动者权益保护这一劳动法宗旨。4.社会保障方面在我国，社会保障是实现社会保护的核心所在，非标准劳动关系的社会保障问题是一项宪法权利。但是，目前我国法律对于社会保险制度的规范，都是按照标准就业的特点设计运作的，包括计费年限、缴费办法和待遇标准等。这种模式的社会保障制度以就业的稳定性和缴费的连续性为基础，而这种制度不完全适合非标准劳动关系就业的特点。比如社会保险的转移由于各地社会保险的缴费标准、待遇标准等不同，操作起来比较困难。