專(zhuān)利名稱(chēng)：一種海水淡化及發(fā)電綜合利用裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于海水淡化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用太陽(yáng)能將海水進(jìn)行蒸餾產(chǎn)生蒸汽的海水淡化及發(fā)電綜合利用裝置。
背景技術(shù)：
海洋是地球物質(zhì)資源最豐富的寶庫(kù)，具有巨大的資源開(kāi)發(fā)潛力，海洋中蘊(yùn)藏著潮汐能、波浪能、海浪能、海水溫差能和鹽差能等，對(duì)于一些沿海區(qū)域和海島來(lái)說(shuō)，盡管其供水供電的需求相對(duì)較高，但是它們周?chē)蠖鄶?shù)的海洋能源以及海上豐富的太陽(yáng)能并沒(méi)有被充分利用以滿(mǎn)足這些需求。目前，淡水資源的短缺已經(jīng)成為人類(lèi)發(fā)展的較為嚴(yán)峻的問(wèn)題，從海洋中獲取淡水已然成為一種必然的趨勢(shì)，至今比較可靠的海水淡化技術(shù)主要有多效閃蒸(MED)、多級(jí)蒸餾(MSF)、電滲析(ED)、反滲透(RO)等，但是它們都不同程度地存在成本較高、耗能較大、效率較低、操作較繁瑣、污染較嚴(yán)重等缺陷。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種海水淡化及發(fā)電綜合利用裝置。一種海水淡化及發(fā)電綜合利用裝置，汽輪機(jī)I分別與發(fā)電機(jī)2、冷凝管3以及閃蒸器7的蒸汽出口 17出口相連，冷凝管3的另一端設(shè)有氣泵4和第一閥門(mén)5 ;汽輪機(jī)I與蒸汽出口 17出口間設(shè)有第五閥門(mén)18 ;太陽(yáng)能集熱器12底部的輸出管道與閃蒸器7的進(jìn)液管21相連，兩者之間的輸出管道上依次設(shè)置第四閥門(mén)10、過(guò)濾器9以及第三閥門(mén)8 ;太陽(yáng)能集熱器12與表層海水抽水泵13相連，太陽(yáng)能集熱器12底部具吸熱膜底14 ;有閃蒸器7的再利用溶液出口 23上具有第二閥門(mén)6 ;閃蒸器7上部四周包圍有角度可調(diào)的弧形集熱板15，閃蒸器7上部與真空泵16相連。所述太陽(yáng)能集熱器12的外壁為坡型，坡度比為1:1。所述閃蒸器7包括筒體20外頂部設(shè)置蒸汽出口 17，底部設(shè)置進(jìn)液管21、濃溶液出口 22和再利用溶液出口 23，進(jìn)液管21在筒體20內(nèi)的一端具有霧化噴頭19 ;筒體20外一側(cè)具有真空抽氣管道26，筒體20內(nèi)頂部具有除沫器25，底部一側(cè)設(shè)有溢流堰24。本實(shí)用新型的有益效果為:本裝置所需原料為天然海水，熱源為太陽(yáng)輻射，資源豐富易取，又采取了新的技術(shù)和設(shè)計(jì)，產(chǎn)物無(wú)污染，最大化避免負(fù)功率輸出，相比一些其他的海洋發(fā)電和海水淡化工程來(lái)說(shuō)，提高了效率，減少了投資，降低了成本；整套裝置的運(yùn)行中保證了三種產(chǎn)物的出現(xiàn)，分別是利用太陽(yáng)能對(duì)海水進(jìn)行蒸餾后閃蒸器內(nèi)所剩余的高鹽度的溶液，加熱的高溫蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)出的電能，以及蒸汽冷凝后獲得的淡水，三種產(chǎn)物在系統(tǒng)工作工程中同時(shí)產(chǎn)生，達(dá)到了能源資源的高效利用。

圖1為海水淡化及發(fā)電綜合利用裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；[0009]圖2為海水淡化及發(fā)電綜合利用裝置中太陽(yáng)池結(jié)構(gòu)立體圖；圖3為海水淡化及發(fā)電綜合利用裝置中閃蒸器三視圖；其中各標(biāo)號(hào)為:1_汽輪機(jī)；2_發(fā)電機(jī)；3_冷凝管；4-氣泵；5_第一閥門(mén)；6_第二閥門(mén)-J-閃蒸器；8-第三閥門(mén)；9_過(guò)濾器；10_第四閥門(mén)；11_水泵；12_太陽(yáng)能集熱器；13_表層海水抽水泵；14_吸熱膜底；15_弧形集熱板；16_真空泵；17_蒸汽出口 ；18_第五閥門(mén)；19-霧化噴頭；20_筒體；21_進(jìn)液管；22_濃溶液出口 ；23_再利用溶液出口 ；24_溢流堰；25-除沫器26-真空抽氣管道。圖4為海水淡化及發(fā)電綜合利用裝置的工作流程圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖和具體實(shí)例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。一種海水淡化及發(fā)電綜合利用裝置，如圖1-3所示，汽輪機(jī)I分別與發(fā)電機(jī)2、冷凝管3以及閃蒸器7的蒸汽出口 17出口相連，冷凝管3的另一端設(shè)有氣泵4和第一閥門(mén)5 ；汽輪機(jī)I與蒸汽出口 17出口間設(shè)有第五閥門(mén)18 ;太陽(yáng)能集熱器12底部的輸出管道與閃蒸器7的進(jìn)液管21相連，兩者之間的輸出管道上依次設(shè)置第四閥門(mén)10、過(guò)濾器9以及第三閥門(mén)8 ;太陽(yáng)能集熱器12與表層海水抽水泵13相連，太陽(yáng)能集熱器12底部具吸熱膜底14 ;有閃蒸器7的再利用溶液出口 23上具有第二閥門(mén)6 ;閃蒸器7上部四周包圍有角度可調(diào)的弧形集熱板15，閃蒸器7上部與真空泵16相連。閃蒸器7包括筒體20外頂部設(shè)置蒸汽出口17，底部設(shè)置進(jìn)液管21、濃溶液出口 22和再利用溶液出口 23，進(jìn)液管21在筒體20內(nèi)的一端具有霧化噴頭19 ;筒體20外一側(cè)具有真空抽氣管道26，筒體20內(nèi)頂部具有除沫器25，底部一側(cè)設(shè)有溢流堰24。按照?qǐng)D4所示的流程圖，裝置中的太陽(yáng)能集熱器12放置在海上平臺(tái)，裝置工作前，用真空泵16將裝置中的氣體抽出使得系統(tǒng)達(dá)到接近真空的狀態(tài)。表層海水抽水泵13將淺層海水抽入太陽(yáng)能集熱器12，太陽(yáng)能集熱器12內(nèi)的海水吸收太陽(yáng)輻射升溫，通過(guò)水泵11將其底部海水抽入過(guò)濾器9，過(guò)濾后的溫海水有管道輸送至閃蒸器7，通過(guò)閃蒸器7進(jìn)口處的霧化噴頭19被霧化成小液滴，液滴在閃蒸器中發(fā)生閃蒸產(chǎn)生水蒸氣，再起底部和頂部形成的壓差帶動(dòng)水蒸氣上升，在上升過(guò)程中，由于閃蒸器7外部包圍著的弧形集熱板15聚集了大量的太陽(yáng)輻射，因而管內(nèi)的蒸汽被加熱為高溫蒸汽，待高溫蒸汽聚集一段時(shí)間后創(chuàng)造足夠的壓強(qiáng)條件，此時(shí)打開(kāi)第五閥門(mén)18，高溫蒸汽流入汽輪機(jī)I推動(dòng)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)發(fā)電機(jī)2發(fā)電產(chǎn)生電能，從汽輪機(jī)I流出的蒸汽進(jìn)入冷凝管3，在冷凝管3內(nèi)迅速液化，冷凝管3置于冷海水中，由于穩(wěn)定的蒸汽流入冷凝管3液化，在管內(nèi)便會(huì)形成一股穩(wěn)定的吸力，作為蒸汽流過(guò)輪機(jī)的動(dòng)力，并在系統(tǒng)中作為連續(xù)循環(huán)的動(dòng)力，定期打開(kāi)閃蒸器底部的第五閥門(mén)18收集高濃度鹽溶液，發(fā)生意外時(shí)，真空泵16與第五閥門(mén)18可用作使系統(tǒng)穩(wěn)定的應(yīng)急工具。整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)作的過(guò)程中同時(shí)產(chǎn)生了電能、鹽鹵水和淡水。本裝置中，表層海水抽水泵13將淺層海水抽入太陽(yáng)能集熱器12后，通過(guò)池底涂敷的吸熱膜底14吸收太陽(yáng)輻射，形成太陽(yáng)能向熱能的轉(zhuǎn)化，池底連接輸出管道通過(guò)水泵可將一次加熱的溫海水輸入下一級(jí)閃蒸器的霧化噴頭，太陽(yáng)能集熱器12外壁設(shè)計(jì)成坡型，采用1:1坡度比，裝置深度的選擇依賴(lài)于對(duì)貯存熱量的要求，裝置底涂敷深色(黑色)吸熱集熱材料作為熱能的吸收部件-吸熱膜底14，裝置造價(jià)低，故障率也很小，可以充分利用海洋富裕的太陽(yáng)能資源，加熱效率較高。本裝置中，閃蒸器7進(jìn)口處的霧化噴頭19，真空泵16和管底部的濃溶液出口 22，真空泵16將閃蒸器7管體20內(nèi)的氣體抽出后為海水的閃蒸創(chuàng)造低壓條件，管道中的溫海水流進(jìn)霧化噴頭19中被霧化成小液滴噴入提升管內(nèi)，在低壓環(huán)境中，霧滴快速閃蒸完成，用提升管底部和頂部形成的壓差帶動(dòng)閃蒸的水蒸氣上升，同時(shí)在提升管的四周放置角度可調(diào)的弧形集熱板15，聚集太陽(yáng)輻射的熱量以加熱管內(nèi)的蒸汽，用來(lái)提供溫度維持壓強(qiáng)，最終的高溫蒸汽從管體20頂部流出，進(jìn)入汽輪機(jī)I中推動(dòng)葉片發(fā)電，閃蒸器中剩余的高鹽度溶液從管底部的濃溶液出口 22流出。本實(shí)裝置是一套將海水淡化、發(fā)電及高濃度鹽溶液生產(chǎn)效果三合一的一體化新型裝置，海水裝置利用太陽(yáng)能集熱器使海水升溫并借助集熱板聚集太陽(yáng)輻射產(chǎn)生高溫蒸汽，充分發(fā)揮了海洋能和太陽(yáng)能兩種新能源的優(yōu)勢(shì)，并采用一種帶有霧化噴頭的提升管作為蒸餾裝置，提高了閃蒸效率?？傊?，本新型海水淡化及發(fā)電綜合利用裝置的整體結(jié)構(gòu)和各環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)獲得了低成本、低耗能的效益，具有實(shí)用性和高效性。
權(quán)利要求1.種海水淡化及發(fā)電綜合利用裝置，其特征在于:汽輪機(jī)(I)分別與發(fā)電機(jī)(2)、冷凝管(3)以及閃蒸器(7)的蒸汽出口(17)出口相連，冷凝管(3)的另一端設(shè)有氣泵(4)和第一閥門(mén)(5 );汽輪機(jī)(I)與蒸汽出口( 17 )出口間設(shè)有第五閥門(mén)(18 );太陽(yáng)能集熱器(12 )底部的輸出管道與閃蒸器(7)的進(jìn)液管(21)相連，兩者之間的輸出管道上依次設(shè)置水泵(11)、第四閥門(mén)(10)、過(guò)濾器(9)以及第三閥門(mén)(8);太陽(yáng)能集熱器(12)與表層海水抽水泵(13)相連，太陽(yáng)能集熱器(12)底部具吸熱膜底(14);有閃蒸器(7)的再利用溶液出口(23)上具有第二閥門(mén)(6);閃蒸器(7)上部四周包圍有角度可調(diào)的弧形集熱板(15)，閃蒸器(7)上部與真空泵(16)相連。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海水淡化及發(fā)電綜合利用裝置，其特征在于:所述太陽(yáng)能集熱器(12)外壁為坡型，坡度比為1:1。
3.據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海水淡化及發(fā)電綜合利用裝置，其特征在于:所述閃蒸器(7)包括筒體(20)外頂部設(shè)置蒸汽出口(17)，底部設(shè)置進(jìn)液管(21)、濃溶液出口(22)和再利用溶液出口(23)，進(jìn)液管(21)在筒體(20)內(nèi)的一端具有霧化噴頭(19);筒體(20)外一側(cè)具有真空抽氣管道(26)，筒體(20)內(nèi)頂部具有除沫器(25)，底部一側(cè)設(shè)有溢流堰(24)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了屬于海水淡化技術(shù)領(lǐng)域的一種海水淡化及發(fā)電綜合利用裝置。此裝置主要由太陽(yáng)能集熱器、閃蒸器、集熱板、汽輪機(jī)、冷凝管組成，其將海水輸送至太陽(yáng)能集熱器，從池底引出的高溫海水借助霧化噴頭進(jìn)入閃蒸器中進(jìn)行閃蒸，利用集熱板聚集太陽(yáng)輻射對(duì)管壁進(jìn)行加熱使得產(chǎn)生的蒸汽升溫，高溫蒸汽沿管道流入汽輪機(jī)使其轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生電能，流出汽輪機(jī)的蒸汽被置于海水中的冷凝器快速冷凝得到淡水。本實(shí)用新型利用太陽(yáng)能的熱效應(yīng)使海水升溫蒸發(fā)，并采用一種帶有霧化噴頭的提升管作為蒸餾裝置，具有原料易取、耗能少、成本低、效率高、對(duì)環(huán)境無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C02F1/14GK202924780SQ201220689340
公開(kāi)日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2012年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月13日
發(fā)明者朱永強(qiáng), 周楠, 邱揚(yáng), 王欣, 段春明 申請(qǐng)人:華北電力大學(xué)