專利名稱：充分利用自然資源(冷能和熱能)的水上海水淡化系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及海水淡化技術，尤其是涉及不占用土地資源而又能充分利用大自然能源(常溫海水的“冷能”和太陽的“熱能”)并以充當主要能源提供者的角色來協(xié)助完成常規(guī)、特別是大規(guī)模海水淡化過程的技術。
背景技術：
當前的海水淡化系統(tǒng)(廠或設施或設備或器具)最常用的現(xiàn)有海水淡化技術是海水加熱蒸餾冷凝法，或海水加熱多次蒸餾冷凝法，其不足是1.海水淡化廠生產(chǎn)的淡水原料就是海水，然而，一般的海水淡化廠，尤其是上規(guī)模的海水淡化廠都是建造在陸地上的，實屬多此一舉既浪費了寶貴的地皮，又難以根據(jù)水質情況隨時調整從海上汲取原料海水的入水口地理位置。
2.通過加熱過程蒸餾或多次蒸餾產(chǎn)出的水蒸氣，在對它冷卻液化的設備中，通常采用以下的二種方法A.建造在陸地上的海水淡化廠，為了充分利用常溫靜態(tài)水當中的冷能和節(jié)約水泵的電能，使用冷卻水池中的常溫靜態(tài)水來實現(xiàn)水蒸氣冷卻液化的過程，因此，經(jīng)常發(fā)生冷卻水溫升高而不得不中斷淡水生產(chǎn)的情況，只有排除了冷卻水池中的熱水換進常溫靜態(tài)水之后，才能夠恢復淡水的繼續(xù)產(chǎn)出。
B.建造在陸地上的海水淡化廠，也有采用通過水泵造成冷卻水池中常溫水的循環(huán)流動來液化產(chǎn)出淡水的，其液化淡水的“冷能”就地依靠空氣對噴淋出來的循環(huán)冷卻水源進行“風冷”來實現(xiàn)的，效率低下且需要消耗人為提供的“風冷”能源，例如提供給風機實施“風冷”所消耗的電能，這樣的方法效果雖好，但與上述的“A”相比較，耗用人為提供的能源自然會多一些。

發(fā)明內容
本發(fā)明之目的對現(xiàn)有技術進行的具有多方面意義(例節(jié)能和不占地)的改進。
為了實現(xiàn)發(fā)明目的，擬采用的技術如下本發(fā)明包括海水蒸發(fā)器及其加熱設施，以及水蒸汽液化器及其冷卻設施。其特征在于A.包括海水蒸發(fā)器及其加熱設施以及水蒸汽液化器及其冷卻設施在內的全部裝備均設置在船體上。
B.上述海水蒸發(fā)器除了采用常規(guī)加熱設施加熱外，還可以利用太陽同時能對它進行輔助性加熱(在炎熱夏季中午和下午的特定時段陽光很可能成為熱能輸出的主角)。
C.在就地利用常溫海水對水蒸汽液化器中的高溫水蒸氣進行冷卻液化(該常溫海水也同時被加熱成溫度偏高的“預熱”海水)后，再讓其中一部分作為淡水生產(chǎn)原料進入海水蒸發(fā)器中，通過對它的進一步加熱沸騰后相變成水蒸氣。
D.在海水淡化過程中，要求冷卻設施的海水進出管口之間的距離越遠越好(例50米)，并且，應該將本發(fā)明停泊在近岸易于受到潮汐影響的淺海水域?！S時都在變化的海洋漲落潮水位，相對于風平浪靜時的深海水域來說，對淺海水域將會形成明顯的潮汐水流現(xiàn)象，即造成明顯的漲潮水流和落潮水流，這不斷往復流動的水流將會確保本發(fā)明附近水域的常溫海水，不會因為被大量用于冷卻高溫水蒸氣而有所升溫。這樣，就可以實現(xiàn)充分利用潮汐水流來保證對本發(fā)明的高溫水蒸氣被冷卻液化的效果。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術比較的特點A.由于本發(fā)明是設置在作為淡水原料和冷卻介質的海水水面上，為節(jié)約寶貴的陸地廠房用地資源和方便地就近利用大自然中常溫海水的“冷能”資源均創(chuàng)造了條件。
B.由于能夠就近利用常溫海水中取之不盡的“冷能”來冷卻液化高溫水蒸氣后產(chǎn)出淡水，以及將太陽能作為對海水蒸發(fā)器加熱的輔助能源，這使得本發(fā)明對大自然資源中的能源利用(不含上述為沸騰蒸發(fā)而“預熱”海水的廢熱能回收利用)，占海水淡化系統(tǒng)中消耗總能源的50％以上，為節(jié)約大量本來應該由人為提供的能源創(chuàng)造了條件。
C.由于可以方便地調整直接從海中就近汲取海水的地理位置，為確保作為淡水原料的海水質量(與其中微量礦物質的含量和海水被污染的程度有關)和作為冷卻介質的常溫海水質量(本發(fā)明不易造成其升溫即可高效率地協(xié)助產(chǎn)出淡水)均創(chuàng)造了條件。
D.由于可以在水上方便移動，為本發(fā)明的低成本批量生產(chǎn)和以后又可以重新方便地由水路返回到本發(fā)明制造廠址(檢修條件齊全)定期或不定期地檢修均創(chuàng)造了條件。


圖示意了本發(fā)明的一個實施例(海水淡化系統(tǒng)的所有裝備設置在一個船體中)。
1船體；2水蒸氣液化器；3冷卻設施；4水閥；5海水蒸發(fā)器；6常規(guī)的加熱設施；7排水閥；8海水出口；9淡水輸出口；10海水進口；11水泵。
具體實施例方式本發(fā)明的海水淡化系統(tǒng)(設施或裝備或器具)包括的主要部分(部件)有海水蒸發(fā)器5(由密封殼體構成)及其加熱設施6(由電熱或燃油或燃煤等加熱方式供熱)，以及水蒸氣液化器2(由密封殼體構成——其上表面采用易于接受太陽能的材料制成)及其冷卻設施3(水冷式密集布局盤管型)，它們都是設置在一個船體1中的。一般的海水淡化主要目的是為了缺乏淡水地區(qū)(例海上油氣開采基地、無淡水的海島、阿拉伯半島和北非近海沙漠地區(qū)或國家)解決人們對寶貴的淡水的基本需求(例飲用)，因此，海水淡化生產(chǎn)規(guī)模通常不會設計得很大，這樣，完全可以將整個的海水淡化系統(tǒng)(例日產(chǎn)幾十噸至幾百噸的淡水)設置在一個船體1上面；若海水淡化系統(tǒng)的規(guī)模確實需要很大，也可以將其分解設置在一個以上的船體1當中。
本發(fā)明停泊工作在海岸邊附近的海面上，它的冷卻設施3中所需要的冷海水就地取材于常溫海水，通過水泵11讓海水在冷卻設施3中以由下而上流動的形式冷卻水蒸氣液化器2中的高溫水蒸氣；之后，該海水從冷卻設施3的上部流出去一路流出船體1再從海水出口8處回歸大海，另一路通過水閥4進入海水蒸發(fā)器5中，可以考慮控制海水蒸發(fā)器5中的海水容積占據(jù)總容積的一半為妥，排水閥7用于將濃縮后高含鹽量的濃海水(不干化成固體鹽易于流出容器)排出；當加熱裝置6對它海水蒸發(fā)器5中的海水加熱到沸騰時，就會生成大量的水蒸氣從海水的上表面析出，然后，水蒸氣受到自身壓力的驅動再通過海水蒸發(fā)器5頂部的管道進入水蒸氣液化器2的上部，該高溫水蒸氣由上而下地經(jīng)過常溫海水由下而上的冷卻作用后，即被液化成淡水；最后，該淡水從淡水輸出口9通過專用的淡水輸送管道(通常采用柔性軟管來充當)輸送到需求淡水的地方?！魵庖夯?設置在略高出船體1的甲板上，以便于讓白天太陽光的直接照射也能夠對它進行輔助性加熱。
本發(fā)明若能夠選擇在離海岸很近且海水又始終處于流動狀態(tài)(例海水的平均流速達到每秒0.5米左右)的水域，即受到明顯潮汐水流影響的水域(其流動海水的水質一般都是很好的或較好的)停泊工作，在本發(fā)明大量使用該水域的常溫海水冷卻大量的高溫水蒸氣的過程中，將不易造成本發(fā)明近旁的海水明顯升溫現(xiàn)象(與確保冷卻液化高溫水蒸氣的效率有關)，因此，這樣的潮汐水域，是本發(fā)明應該首選的工作泊位。
海水淡化時，水相變的能量轉化數(shù)量占到主導地位，并且，“水變氣”的“汽化熱”與“氣變水”的“液化熱”是相等的。本發(fā)明的海水淡化系統(tǒng)中“水變氣”的過程由為主的加熱設施6提供的熱能和為輔的太陽能共同來承擔，而“氣變水”的過程則完全由常溫海水中的“冷能”來承擔，顯然，免費的大自然能源被利用率(不含淡水液化過程而被高溫水蒸氣“預熱”原料海水的廢熱能利用)可以超過系統(tǒng)總能耗的50％。
權利要求
1.一種充分利用自然資源的水上海水淡化系統(tǒng)，它包括海水蒸發(fā)器(5)及其加熱設施(6)以及水蒸汽液化器(2)及其冷卻設施(3)；其特征在于包括上述海水蒸發(fā)器(5)及其加熱裝置(6)以及水蒸汽液化器(2)及其冷卻設施(3)在內的全部裝備不是設置在陸地上而都是設置在船體(1)上的；上述海水蒸發(fā)器(5)不是僅僅是能夠利用加熱設施(6)加熱，而且還能夠同時利用太陽能對它進行輔助性加熱；上述水蒸汽液化器(2)是就地利用常溫海水對其中的高溫水蒸氣進行冷卻液化的。
2.一種如權利要求1所述的充分利用自然資源的水上海水淡化系統(tǒng)，其特征在于所述的常溫海水的就地利用過程是首先讓常溫海水對水蒸汽液化器(2)中的高溫水蒸氣進行冷卻液化，然后再讓其中的一部分作為淡水生產(chǎn)原料進入海水蒸發(fā)器(5)中，通過對它進一步加熱沸騰后相變成水蒸氣。
3.一種如權利要求1所述的充分利用自然資源的水上海水淡化系統(tǒng)，其特征在于所述的船體(1)停泊工作時應該選擇的位置易于受到潮汐往復水流影響的近岸淺海水域。
全文摘要
一種充分利用自然資源的水上海水淡化系統(tǒng)，包括太陽能海水蒸發(fā)器5及其常規(guī)加熱設施6(電熱、燃油和燃煤等等)以及水蒸汽液化器2及其冷卻設施3在內的所有裝備都是設置在船體1上的，它就地汲取作為冷卻介質和淡水原料的海水，首先在冷卻液化高溫水蒸氣相變成淡水的過程中充分地利用其取之不盡的作為“冷能”提供者的常溫海水資源，然后再將該海水的其中部分作為生產(chǎn)淡水的原料，通過加熱相變成水蒸氣。這樣，既為不占用寶貴的陸地(建廠)資源創(chuàng)造了條件，又為大幅度地節(jié)約了本來應該由人為提供的海水淡化能源創(chuàng)造了條件。它尤其適用于缺乏淡水的炎熱地區(qū)，例如阿拉伯半島和北非臨海沙漠地區(qū)和無淡水的海島以及海上油氣生產(chǎn)基地。
文檔編號C02F103/08GK1803673SQ20051006196
公開日2006年7月19日 申請日期2005年12月13日 優(yōu)先權日2005年12月13日
發(fā)明者梁嘉麟 申請人:梁嘉麟