專利名稱：塔式太陽能-風(fēng)能海水汽化制水設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種塔式太陽能-風(fēng)能海水汽化制水設(shè)備，尤其是涉及一種環(huán)海島嶼的海水淡化供水、供電工程，可以推廣應(yīng)用于沿海城市、農(nóng)村的海水淡化以及內(nèi)陸地區(qū)沿江、沿湖的污水凈化，屬于海水淡化技術(shù)領(lǐng)域和污水凈化技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
半個(gè)多世紀(jì)以來，公知的國(guó)內(nèi)外海水淡化技術(shù)主要有高溫閃蒸蒸餾法、中溫多效蒸餾法和反滲透膜法等多種，制水成本高、售水價(jià)格貴是共同存在的最大瓶頸性問題，根本無法與現(xiàn)有用水價(jià)格相競(jìng)爭(zhēng)，只能適用于極少數(shù)富裕和極端缺水沿海城市中的補(bǔ)充性飲用水和部分工業(yè)補(bǔ)水工程，不能用于全部解決沿海城市的生活用水、工業(yè)用水、生態(tài)環(huán)境用水和農(nóng)業(yè)灌溉用水等缺水問題，更不能解決多數(shù)經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)大規(guī)模缺水的沿海城市和農(nóng)村的水資源危機(jī)，對(duì)于沿江、沿河、沿湖等廣袤內(nèi)陸地區(qū)嚴(yán)重的干旱缺水問題無法推廣應(yīng)用，特別是對(duì)于海域中許多無水、無電、無人居的環(huán)海島嶼更無法安裝使用。常規(guī)海水淡化技術(shù)的主要特點(diǎn)是用城市電網(wǎng)中的電力作為能源動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)蒸汽鍋爐或高壓水泵，產(chǎn)生中高溫蒸汽或高壓，通過海水蒸餾或反滲透膜而實(shí)現(xiàn)從脫鹽制取淡水。其結(jié)果是各海水淡化工藝設(shè)備布置分散，占用土地面積多，工程投資大；中高溫蒸汽或高壓技術(shù)，對(duì)于設(shè)備材料的防腐蝕和承壓要求較高，設(shè)備投資增大；大量耗用市電網(wǎng)中的電力能源，能耗成本大、制水成本高、售水價(jià)格貴，還嚴(yán)重污染沿海城市和海洋的生態(tài)環(huán)境；常規(guī)海水淡化工程的制水純度差、產(chǎn)水率低、淡水產(chǎn)量??；從根本上制約了其商業(yè)化市場(chǎng)的推廣應(yīng)用。
我國(guó)各水系中的許多江河湖泊及地下水均受到了不同程度的水質(zhì)性污染，是導(dǎo)致水資源匱乏的主要原因之一，也是污染和破壞生態(tài)環(huán)境的根源之一，然而，國(guó)內(nèi)外至今還沒有一種理想的技術(shù)設(shè)備適用于低成本、高效率、大規(guī)模的污水凈化處理。發(fā)明內(nèi)容
要解決的技術(shù)問題本發(fā)明塔式太陽能-風(fēng)能海水汽化制水設(shè)備要解決以下技術(shù)問題
I、現(xiàn)有海水淡化技術(shù)只能用于少數(shù)沿海城市，不能推廣應(yīng)用于所有沿海城市和農(nóng)村，無法應(yīng)用于無水、無電的環(huán)海島嶼上，更不能應(yīng)用于沿江、沿河、沿湖等廣袤內(nèi)陸的干旱缺水地區(qū)；
2、現(xiàn)有海水淡化技術(shù)的運(yùn)行動(dòng)力完全依賴于城市電網(wǎng)中的電力能源，是一個(gè)耗電大戶，加劇我國(guó)的能源危機(jī)，運(yùn)行成本太高，售水價(jià)格昂貴，與現(xiàn)有城市自來水價(jià)格根本不具備可比性；
3、現(xiàn)有海水淡化技術(shù)大量消耗污染性常規(guī)能源，對(duì)于陸地和海洋的生態(tài)環(huán)境污染破壞嚴(yán)重；
4、現(xiàn)有海水淡化工程中的各種設(shè)備安裝在地面上，大量的占用土地，致使工程投資增大，；
5、現(xiàn)有海水淡化技術(shù)中，對(duì)于電力和鍋爐蒸汽的能源利用率很低，而且很難回收和再利用；
6、現(xiàn)有海水淡化采用單一的鍋爐高溫加熱、中溫加熱或高壓反滲透技術(shù)，產(chǎn)水率低、淡水產(chǎn)量小、純度差，很難形成大規(guī)模制水，不能全面的解決城市農(nóng)村的生活用水、工業(yè)用水、農(nóng)業(yè)灌溉用水、生態(tài)環(huán)境用水問題，而且無法遠(yuǎn)距離輸送，不能根本解決我國(guó)的干旱缺水問題；
7、現(xiàn)有海水淡化設(shè)備規(guī)格分級(jí)凌亂不清，很難實(shí)現(xiàn)性能型譜化、規(guī)格系列化和產(chǎn)品通用化；
8、現(xiàn)有海水淡化技術(shù)從根本上說，是不符合水運(yùn)行的自然規(guī)律，因而不具有發(fā)展前景。
技術(shù)方案
以礁灘式環(huán)海島嶼上應(yīng)用的直立型塔式制水設(shè)備為代表實(shí)例，來說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
本發(fā)明的塔式太陽能-風(fēng)能海水汽化制水設(shè)備，簡(jiǎn)稱塔式制水設(shè)備，是由塔基中的預(yù)處理池、濃鹽水池、承重支柱、環(huán)形平臺(tái)，塔身中的低溫加熱室、正四棱柱筒形冷凝室、 汽化室、錐型冷凝室，塔頂中的冷水箱，共三個(gè)部分9個(gè)主要功能部件自下而上逐層組建而形成的一體化塔式結(jié)構(gòu)，為了不占或少占土地，整體設(shè)備選址建筑在環(huán)海島嶼的灘涂淺水區(qū)，塔基的預(yù)處理池在海水面以下，池頂蓋板及以上部分在海水面以上；在塔身內(nèi)部裝配 U型氣液換熱器、電輔助加熱器、霧化噴頭，塔身外部安裝水泵、風(fēng)機(jī)、排氣閥、檢測(cè)探頭、顯示控制器和管路系統(tǒng)；在塔式制水設(shè)備的兩側(cè)安裝配置磁浮風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)， 南側(cè)安裝窗式孔板太陽能空氣集熱器矩陣的循環(huán)式太陽能加熱系統(tǒng)，便組成了塔式太陽能-風(fēng)能海水汽化制水工程，簡(jiǎn)稱塔式制水工程。
在塔基中，濃鹽水池、承重支柱和環(huán)形平臺(tái)均為正方形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，多個(gè)承重支柱均勻的同心布置在濃鹽水池外圍，環(huán)形平臺(tái)建筑在濃鹽水池和承重支柱的頂面上，環(huán)形平臺(tái)的外緣周圈均勻的預(yù)埋螺栓群。
塔身內(nèi)部中心的低溫加熱室和汽化室依次建筑和裝配在環(huán)形平臺(tái)的內(nèi)緣上，而塔身外部結(jié)構(gòu)的正四棱柱筒形冷凝室和錐形冷凝室同心裝配在環(huán)形平臺(tái)的外緣上，從而實(shí)現(xiàn)了內(nèi)外兩部分的套裝結(jié)構(gòu)，內(nèi)外兩部分中間的凈空間便形成了凝結(jié)室；正四棱柱筒形冷凝室和錐形冷凝室是由復(fù)合保溫外筒和金屬內(nèi)筒通過底緣和頂緣翻邊上的螺栓孔結(jié)構(gòu)同心裝配成一體的中空結(jié)構(gòu)，內(nèi)外兩筒之間的凈空間通過底緣和頂緣上的大孔口便形成了整個(gè)冷凝室內(nèi)上下貫通的海水流道。
塔頂中的冷水箱安裝在冷凝室的頂緣上，頂面設(shè)有鉛直向的排氣管，排氣管為金屬管時(shí)，還兼有避雷針的作用；冷水箱的底板為預(yù)先加工好的金屬板，中心部分為上凹的曲面，該曲面可以是半球面，也可以是拋物面和圓柱面，在靠近曲面的外環(huán)平面上設(shè)有周圈的大孔口，以保證冷水箱中的冷水流經(jīng)大孔口進(jìn)入錐形冷凝室、正四棱柱筒形冷凝室，并通過管路返回到低溫加熱室；冷水箱的金屬底板和錐形冷凝室及正四棱柱筒形冷凝室中內(nèi)筒的金屬壁面，構(gòu)成了外側(cè)冷凝室中的冷水和內(nèi)側(cè)凝結(jié)室中的汽化蒸汽之間大面積的換熱橋結(jié)構(gòu)，當(dāng)冷水箱中的冷水均勻的流經(jīng)冷水箱金屬底板、錐形冷凝室和正四棱柱筒形冷凝室中的金屬內(nèi)筒壁面時(shí)，大量回收凝結(jié)室內(nèi)的熱能，并通過環(huán)形管和噴嘴返回低溫加熱室內(nèi)重復(fù)利用，一方面凝結(jié)室的蒸汽高效率凝結(jié)成淡水，另一方面凝結(jié)室釋放出的熱能又得到了高效回收和循環(huán)利用，對(duì)于提高能源利用率、減少太陽能集熱器的安裝量和降低工程投資十分有利。
低溫加熱室內(nèi)上出口斷面為設(shè)計(jì)水位，在設(shè)計(jì)水位及以下，依次裝配海水霧化壓力噴頭鉛直向上的噴射系統(tǒng)、環(huán)形管和噴嘴淹沒射流的渦流系統(tǒng)和循環(huán)式太陽能低溫加熱系統(tǒng)中的U型氣液換熱器；安裝在低溫加熱室內(nèi)表層低溫海水中的壓力噴頭海水霧化系統(tǒng)，通過露出設(shè)計(jì)水位的壓力噴頭，將表層低溫?zé)崴畤娚涞缴厦娴钠覂?nèi)，實(shí)現(xiàn)海水的充分霧化；在低溫加熱室內(nèi)U型氣液換熱器和海水霧化系統(tǒng)的中間位置水平布置安裝的環(huán)形管，環(huán)形管頂面均勻安裝周圈的多個(gè)噴嘴，形成環(huán)形管和噴嘴淹沒射流的渦流系統(tǒng)，噴嘴射流的仰角91和水平向心偏角02均各自保持一致，射流仰角Q1 = 15° 45°，水平向心偏角θ2=15° 30°，大流量的淹沒射流產(chǎn)生強(qiáng)烈的渦旋流動(dòng)，增大低溫加熱室內(nèi)海水的紊流度，提高U型氣液換熱器的換熱效率和海水汽化的效率。
在低溫加熱室的中部安裝U型氣液換熱器是循環(huán)式太陽能低溫加熱系統(tǒng)中的核心產(chǎn)品，一般采用多臺(tái)并聯(lián)的連接方式，每臺(tái)U型氣液換熱器均以中間的分流板為對(duì)稱形成上下兩個(gè)換熱單元，每個(gè)換熱單元中的所有金屬板均壓型成均勻布置的雙向流線型壓鼓，各金屬板按相背方向相互焊接成一體，形成中間多孔的流線型流道，風(fēng)電驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)將太陽能集熱器矩陣內(nèi)所產(chǎn)生的熱能輸送到U型氣液換熱器中，對(duì)海水進(jìn)行循環(huán)式高效的低溫加熱，為了綜合提高該產(chǎn)品的性能價(jià)格比，低溫加熱的設(shè)計(jì)溫度Td<55°C。
低溫加熱室的設(shè)計(jì)水位到環(huán)形平臺(tái)頂面的垂直高度H1 ^ 10米，以便于在水泵向外抽出淡水時(shí)低溫加熱室內(nèi)海水液面上產(chǎn)生較大真空度，顯著增大海水的汽化效率和淡水產(chǎn)量。
汽化室的剖面形狀為方變圓錐形，也可以是方變圓拋物線型或方變圓流線型管嘴型，汽化室的壁面為復(fù)合保溫結(jié)構(gòu)，汽化室的高度Htl是頂口內(nèi)徑Dtl的3-4倍，方形底口的寬度Btl與頂口直徑Dtl的比值為(2 4)。
山體式環(huán)海島嶼上的傾斜型塔式制水設(shè)備是礁灘式環(huán)海島嶼的直立型塔式制水設(shè)備的一種變沿，制水原理和主體構(gòu)造基本相同，將直立型塔式制水設(shè)備沿北側(cè)面的鉛垂中心線半徑方向剖開并展平，兩側(cè)面封閉，形成一個(gè)三層結(jié)構(gòu)的復(fù)合體，再傾斜的安裝在坡面上。
在塔式制水設(shè)備的南向安裝窗式孔板太陽能空氣集熱器矩陣，組成循環(huán)式太陽能加熱系統(tǒng)，兩側(cè)安裝磁浮風(fēng)力發(fā)電機(jī)，組成風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，為塔式制水設(shè)備的海水汽化制取淡水提供可靠的能源動(dòng)力保證。
運(yùn)行原理海風(fēng)推動(dòng)磁浮風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電，海水在自然壓力下，經(jīng)濾水網(wǎng)濾清和引水管自流進(jìn)入海水預(yù)處理池，經(jīng)過各級(jí)預(yù)處理后形成清水，進(jìn)入末端清水池；風(fēng)電驅(qū)動(dòng)水泵①抽送清水到塔式制水設(shè)備頂部的冷水箱，在重力作用下冷水流經(jīng)錐形冷凝室和正四棱柱筒形冷凝室，再通過環(huán)形管和噴嘴，以射流的方式進(jìn)入低溫加熱室內(nèi)，形成強(qiáng)烈的海水渦旋紊動(dòng)；當(dāng)?shù)蜏丶訜崾覂?nèi)的水位淹沒U型氣液換熱器時(shí)，風(fēng)電驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，將窗式孔板太陽能空氣集熱器矩陣所產(chǎn)生的熱空氣輸送到U型氣液換熱器內(nèi)對(duì)海水進(jìn)行循環(huán)式低溫加熱；風(fēng)電驅(qū)動(dòng)水泵②抽取低溫加熱室內(nèi)被加熱后的表層熱水經(jīng)霧化噴頭噴射，在汽化室內(nèi)霧化；汽化室的結(jié)構(gòu)實(shí)質(zhì)上是一個(gè)管嘴式太陽能煙囪，在低溫加熱、噴頭霧化、噴嘴渦旋和煙囪效應(yīng)聯(lián)合技術(shù)的作用下，低溫加熱室內(nèi)的海水汽化蒸發(fā)，并形成蒸汽在汽化室內(nèi)向上浮升流動(dòng)，并進(jìn)入凝結(jié)室；蒸汽流經(jīng)過冷水箱的金屬底板和冷凝室內(nèi)，通過冷水流經(jīng)的金屬板釋放熱能、降溫、凝結(jié)而形成淡水，逐漸積存在凝結(jié)室底部，凝結(jié)室內(nèi)的水位逐漸升高；此時(shí)，安裝在凝結(jié)室中部的排氣閥經(jīng)檢測(cè)探頭和顯示控制器的指令被自動(dòng)打開，汽化室和凝結(jié)室內(nèi)原有的空氣在汽化室內(nèi)蒸汽流的推力和凝結(jié)室內(nèi)上升水位的擠壓下，逐漸從排氣閥排出；當(dāng)凝結(jié)室內(nèi)的淡水水位上升到排氣閥內(nèi)口時(shí)，表明汽化室和凝結(jié)室內(nèi)原有的空氣已經(jīng)排凈，檢測(cè)探頭和顯示控制器指令排氣閥關(guān)閉；打開水泵④和水泵③的壓力管道閥門，風(fēng)電驅(qū)動(dòng)水泵④抽取凝結(jié)室底部的淡水輸送到供水系統(tǒng)中的水塔，同時(shí)，風(fēng)電驅(qū)動(dòng)水泵③抽取濃鹽水池內(nèi)的濃鹽水到島上加工廠，凝結(jié)室和汽化室內(nèi)的壓強(qiáng)同時(shí)急速下降，形成汽化室內(nèi)的較大真空度，低溫加熱室內(nèi)的海水在低溫加熱、霧化噴頭、噴嘴渦旋、煙囪效應(yīng)和真空技術(shù)的共同作用下，急速高效的汽化蒸發(fā)，形成高速蒸汽流動(dòng)，連續(xù)高效的熱交換， 遇冷、降溫、升壓、凝結(jié)成淡水；蒸汽凝結(jié)所釋放出的熱能被冷凝室的冷水高效率吸收，并隨水流返回到低溫加熱室內(nèi)循環(huán)利用；使塔式制水設(shè)備進(jìn)入設(shè)計(jì)制水量工況下的穩(wěn)定高效運(yùn)行。
有益效果
I、將海水預(yù)處理、低溫加熱、霧化噴頭、真空、煙囪效應(yīng)、汽化蒸發(fā)、冷凝、凝結(jié)各工藝部件沿鉛直向組合，設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，組建在淺水區(qū)，不占用土地，減小制水工程的總投資。
2、塔式制水設(shè)備各工藝的鉛垂向組合，巧妙地實(shí)現(xiàn)了能量的高效回收和循環(huán)利用，使工程系統(tǒng)的運(yùn)行效率大大提高，太陽能集熱器產(chǎn)品的安裝面積顯著減少，使工程總投資明顯降低。
3、采用太陽能和風(fēng)能替代市電網(wǎng)的電力，顯著降低制水成本，售水價(jià)格低，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。
4、利用海水作為制水原料，可以穩(wěn)定的獲得廉價(jià)、高純度和大流量的淡水，具有與城市自來水價(jià)格的競(jìng)爭(zhēng)性，從制水后的濃鹽水中制取海鹽、提煉貴重的化學(xué)元素，綜合經(jīng)濟(jì)意義顯著。
5、塔式制水設(shè)備應(yīng)用于環(huán)海島ill與,能為我國(guó)6000多個(gè)無水、無電、無人居的三無島嶼有效提供充足的淡水和電力，為居住和駐守海島、開發(fā)海洋資源和保護(hù)領(lǐng)海權(quán)益提供可靠保證。6、塔式制水設(shè)備還可以通用于我國(guó)沿海地區(qū)和內(nèi)陸沿江、沿湖地區(qū)，為眾多城市和廣大農(nóng)村提供生活用水、工業(yè)用水、生態(tài)環(huán)境用水和農(nóng)業(yè)灌溉用水等，有效解決水資源危機(jī)問題。
7、塔式制水設(shè)備有利于實(shí)現(xiàn)大型化和微型化生產(chǎn)，從而可實(shí)現(xiàn)不同規(guī)格產(chǎn)品的型譜化和系列化，以滿足環(huán)海島嶼、沿海地區(qū)和沿江沿湖地區(qū)的城市、農(nóng)村及艦船等各種市場(chǎng)需要。
8、塔式制水設(shè)備還可用于污染的江河湖泊，進(jìn)行污水凈化，解決生態(tài)環(huán)境污染破壞的根源。
9、塔式太陽能-風(fēng)能海水汽化制水設(shè)備同樣也適用于世界各國(guó)，具有廣泛的市場(chǎng)推廣價(jià)值。


本發(fā)明的塔式太陽能-風(fēng)能海水汽化制水設(shè)備有直立型和傾斜型兩種，但結(jié)構(gòu)原理相同，以直立型塔式制水設(shè)備的技術(shù)方案為實(shí)施例結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
圖I、圖2、圖3和圖4分別是塔式制水設(shè)備的預(yù)處理池的建筑平面示意圖、池頂面俯視圖、A-A剖面圖和C-C剖面圖。
圖5、圖6、圖7、圖8、圖9和圖10分別是在濃鹽水池、低溫加熱室南墻中7個(gè)預(yù)埋管件的示意圖，7個(gè)預(yù)埋管件包括水泵③的吸水管、帶法蘭盤的上下短風(fēng)管、左右水平粗水管、水泵②的吸水管和壓水管。
圖11、圖12、圖13和圖14分別是U型氣液換熱器連接管件的俯視圖、正視圖、A-A 剖面圖和B-B剖面圖。
圖15、圖16和圖17分別是U型氣液換熱器的俯視圖、A-A剖面圖和B-B剖面圖。
圖18、圖19和圖20分別是環(huán)形管和噴嘴的俯視圖、側(cè)視圖和A-A剖面圖。
圖21和圖22分別是霧化噴頭的裝配示意圖和剖面示意圖。
圖23是直岔管、檢測(cè)探頭和排氣閥的裝配結(jié)構(gòu)示意圖。
圖24、圖25、圖26、圖27和圖28分別是在低溫加熱室內(nèi)部裝配好U型氣液換熱器連接管、U型氣液換熱器、環(huán)形管、噴嘴、霧化噴頭產(chǎn)品以后濃鹽水池和低溫加熱室的俯視圖、正視圖、A-A剖面圖、B-B剖面圖和C-C剖面圖。
圖29、圖30、圖31和圖32分別是汽化室的俯視圖和三種汽化室形式的剖面圖。
圖33、圖34、圖35和圖36分別是正四棱柱筒形冷凝室的俯視圖、正視圖、A-A剖面圖和B-B剖面圖。
圖37和圖38分別是方變圓錐形冷凝室的俯視圖和A-A剖面圖。
圖39和圖40分別是冷水箱的俯視圖和A-A剖面圖。
圖41、圖 42、圖 43、圖 44、圖 45、圖 46、圖 47、圖 48、圖 49、圖 50、圖 51、圖 52、圖53、圖54和圖55分別是水泵①、水泵②、水泵③、水泵④、風(fēng)機(jī)、藥液投料攪拌器、電輔助加熱器和顯示控制器產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)示意圖和簡(jiǎn)圖符號(hào)。
圖56、圖57、圖58和圖59分別是安裝水泵①、水泵③、水泵④、風(fēng)機(jī)、藥液投料攪拌器、電輔助加熱器和顯示控制器產(chǎn)品以后塔式制水設(shè)備俯視圖、A-A剖面圖、B-B剖面圖和C-C剖面圖。
圖60和圖61分別是磁浮風(fēng)力發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖和簡(jiǎn)圖符號(hào)。
圖62和圖63分別是窗式孔板太陽能空氣集熱器產(chǎn)品和集熱器矩陣示意圖。
圖64、圖65和圖66分別是塔式制水工程的俯視圖、正視圖和側(cè)視圖。
圖67和圖68是山體式環(huán)海島嶼上傾斜型塔式制水設(shè)備的正視圖和A-A剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖中，I、環(huán)海島嶼，2、島岸線，3、南向?yàn)┩繙\水區(qū)，4、磁浮風(fēng)力發(fā)電機(jī)，5、窗式孔板太陽能空氣集熱器，6、塔式制水設(shè)備，7、預(yù)處理池，8、濃鹽水池，9、低溫加熱室，10、汽化室，11、冷凝室，12、凝結(jié)室，13、冷水箱，14、靜水池，15、I級(jí)處理池，16、II級(jí)處理池，17、清水池，18、海平面，19、海底面，20、預(yù)處理池南圍護(hù)墻，21、短引水管，22、長(zhǎng)引水管，23、濾水網(wǎng)，24、溢流口，25、池頂蓋板，26、正方形ABCD塔基底面，27、水泵①，28、水泵③，29、水泵 ④，30、風(fēng)機(jī)，31、藥劑投料攪拌器，32、顯示控制器，33、承重支柱，34、環(huán)形平臺(tái)，35、螺栓群 ②，36、低溫加熱室頂面，37、螺栓群①，38、水泵③吸水管，39、水泵③壓水管，40、島岸加工廠，41、帶法蘭盤的短風(fēng)管，42、U型氣液換熱器連接管，43、U型氣液換熱器，44、電輔助加熱器，45、熱風(fēng)管，46、冷風(fēng)管，47、水泵②吸水管，48、水泵②壓水管，49、水泵②，50、鉛直短管， 51、霧化噴頭，52、低溫加熱室內(nèi)設(shè)計(jì)水位，53、水平粗水管，54、環(huán)形管，55、噴嘴，56、鉛垂粗水管，57、鋼筋混凝土 η字形門洞，58、門洞側(cè)墻，59、門洞側(cè)墻底部，60、門洞側(cè)墻底部的外側(cè)管孔，61、門洞側(cè)墻底部的內(nèi)側(cè)淡水管，62、水泵④吸水管，63、水泵④壓水管，64、蓄水塔， 65、門洞側(cè)墻頂部，66、預(yù)埋直岔管，67、排氣閥，68、檢測(cè)探頭，69、汽化室壁面，70、汽化室底緣，71、汽化室底緣螺栓孔①，72、汽化室頂口，73、正四棱柱筒形冷凝室，74、正四棱筒形冷凝室柱復(fù)合保溫外筒，75、正四棱柱筒形冷凝室金屬內(nèi)筒，76、正四棱柱筒形冷凝室頂緣， 77、正四棱柱筒形冷凝室底緣，78、正四棱柱筒形冷凝室頂緣和底緣上的螺栓孔②，79、正四棱柱筒形冷凝室頂緣上的大孔口②，80、η字形窗口，81、η字形窗口側(cè)面板，82、管箍，83、 方變圓錐形冷凝室，84、方變圓錐型冷凝室復(fù)合保溫外筒，85、方變圓錐型冷凝室金屬內(nèi)筒， 86、方變圓錐型冷凝室頂緣，87、方變圓錐型冷凝室底緣，88、錐形冷凝室頂緣和底緣上的螺栓孔③，89、錐形冷凝室頂緣和底緣上的大孔口①，90、冷水箱頂面，91、冷水箱圓柱側(cè)壁面，92、冷水箱頂面鉛直金屬排氣管，93、冷水箱圓柱筒底緣，94、冷水箱圓柱筒底緣螺栓孔④，95、冷水箱給水彎管，96、冷水箱金屬底板，97、冷水箱底板的上凹曲面，98、冷水箱底板的外環(huán)平面，99、冷水箱大孔口③，100、冷水箱底板螺栓孔⑤，101、上凹曲面空間，102、錐型筒空間，103、正四棱柱筒形空間，104、水泵①壓水管，105、山體式環(huán)海島嶼，106、傾斜型塔式制水設(shè)備，107、水泥坡面，108、水泥側(cè)墻，109、流線型支墩，110、橫梁，111、第一層復(fù)合保溫板，112、一層空間，113、壓型金屬板，114、下金屬導(dǎo)流柱，115、上金屬導(dǎo)流柱，116、二層空間，117、第二層復(fù)合保溫板，118、三層空間，119、平行六面體冷水箱，120、復(fù)合六面體，121、 傾斜型塔式制水工程。
具體實(shí)施方式
在礁灘式環(huán)海島嶼I的島岸線2選址一個(gè)適宜的南向?yàn)┩繙\水區(qū)3建設(shè)塔式太陽能-風(fēng)能海水汽化制水工程，該工程是由多臺(tái)磁浮風(fēng)力發(fā)電機(jī)4所組成的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)、窗式孔板太陽能空氣集熱器5矩陣所組成的循環(huán)式太陽能加熱系統(tǒng)和塔式制水設(shè)備6三大部分共同組成。塔式太陽能-風(fēng)能海水汽化制水設(shè)備是整體工程中的主體，由海水預(yù)處理池 7、濃鹽水池8、低溫加熱室9、汽化室10、冷凝室11、凝結(jié)室12和冷水箱13七個(gè)主要部件自下而上逐層組建和裝配而成，同時(shí)，在塔式制水設(shè)備上裝配動(dòng)力設(shè)備、電輔助加熱設(shè)備、顯示調(diào)控器、輸氣管路、輸水管路、輸電線路等。
如圖I、圖2、圖3和圖4所示的鋼筋混凝土預(yù)處理池，是塔式太陽能-風(fēng)能海水汽化制水設(shè)備的基礎(chǔ)，由靜水池14、I級(jí)處理池15、II級(jí)處理池16和清水池17四個(gè)主要功能水池緊湊的圍合成一個(gè)矩形面積，總長(zhǎng)度為％，總寬度為Idci ;預(yù)處理池池墻的墻基建筑在海平面18以下的海底面19上，各墻的頂面高程齊平且高于海平面；在靜水池的南圍護(hù)墻20 底部預(yù)埋一根短引水管21，短引水管的外口接一根長(zhǎng)引水管22，沿海底坡面鋪設(shè)，進(jìn)入深海區(qū)的表層海水以下，長(zhǎng)引水管的進(jìn)水口裝配有濾水網(wǎng)23，以便于在自然水壓下溫度較低、 污染較輕的海水自流進(jìn)入靜水池；在預(yù)處理池隔墻的墻頂上，按對(duì)角線的布置方式預(yù)留好一定寬度和深度的矩形斷面海水溢流口 24 ;在池墻頂平面上建筑鋼筋混凝土池頂蓋板25， 其中，正方形ABCD的池頂蓋板為塔式制水設(shè)備的塔基底面26 ;在池頂蓋板的預(yù)定位置上，預(yù)留有水泵①27、水泵③28、水泵④29、風(fēng)機(jī)30、藥劑投料攪拌器31和顯示控制器32的底座和預(yù)留孔。
圖5、圖6、圖7、圖8、圖9和圖10是預(yù)先加工制作好預(yù)埋在塔式制水設(shè)備中濃鹽水池和低溫加熱室南墻內(nèi)的5種7個(gè)管件,包括水泵③的吸水管、上下兩個(gè)帶法蘭盤的短風(fēng)管、左右兩個(gè)水平粗水管和水泵②的吸水管和壓水管。
圖11、圖12、圖13、圖14、圖15、圖16、圖17、圖18、圖19、圖20、圖21、圖22和圖23是預(yù)先加工生產(chǎn)和購(gòu)置好準(zhǔn)備安裝在塔式制水設(shè)備內(nèi)的U型氣液換熱器連接件、U型氣液換熱器、環(huán)形管、噴嘴、霧化噴頭、預(yù)埋直岔管、排氣閥和檢測(cè)探頭8個(gè)產(chǎn)品的示意圖。
如圖24、圖25、圖26、圖27和圖28所示，是在塔內(nèi)安裝7個(gè)預(yù)埋管件和8個(gè)配套產(chǎn)品以后的濃鹽水池、承重支柱、環(huán)形平臺(tái)和低溫加熱室的俯視圖、正視圖和A-A、B-B、C-C三個(gè)剖面圖，在預(yù)處理池池頂蓋板上邊長(zhǎng)為B4的ABCD正方形面積中心處，建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的濃鹽水池，濃鹽水池為正方形，內(nèi)邊長(zhǎng)為Btl，外邊長(zhǎng)為B1，高度為H2，沿四個(gè)周邊均勻布置建筑承重支柱33，支柱數(shù)量為4根或以上，高度與濃鹽水池相同，在濃鹽水池池頂和承重支柱的頂面上建筑環(huán)形平臺(tái)34，環(huán)形平臺(tái)及其以下的濃鹽水池、承重支柱和預(yù)處理池統(tǒng)稱為塔式制水設(shè)備的基礎(chǔ)，簡(jiǎn)稱為塔基；在環(huán)形平臺(tái)的內(nèi)緣周圈上建筑正方形的低溫加熱室， 低溫加熱室的內(nèi)墻面和外墻面與濃鹽水池的相應(yīng)墻面一致，即，低溫加熱室的內(nèi)邊長(zhǎng)為Btl, 外邊長(zhǎng)為B1,高度為H1,低溫加熱室建筑后的環(huán)形平臺(tái)剩余寬度為b = (B4-B1)/2,設(shè)計(jì)要求低溫加熱室的高度H1 > 10米；在環(huán)形平臺(tái)的外緣周圈均勻預(yù)埋螺栓群②35，在低溫加熱室的頂面36上預(yù)埋螺栓群①37 ;沿濃鹽水池和低溫加熱室南墻的鉛垂中心線自下而上預(yù)埋各管件，其中，水泵③的吸水管38預(yù)埋在濃鹽水池南墻的底部，吸水管內(nèi)口直通濃鹽水池， 外口與水泵③和壓水管39連接，直通島岸上的加工廠40，以便于抽送濃鹽水池中的濃鹽水到加工廠制鹽和化學(xué)元素提煉；將低溫加熱室南墻的鉛垂中心線段，分為上中下三個(gè)區(qū)段， 中區(qū)段南墻的上下位置預(yù)埋上下兩個(gè)帶法蘭盤的短風(fēng)管41，兩個(gè)短風(fēng)管的內(nèi)口分別通過上下兩個(gè)U型氣液換熱器連接管42與U型氣液換熱器43的進(jìn)出口接通，上短風(fēng)管外口依次向外連接電輔助加熱器44、熱風(fēng)管45和窗式孔板太陽能空氣集熱器矩陣的出口接通，下短風(fēng)管外口依次向外連接冷風(fēng)管46、風(fēng)機(jī)和窗式孔板太陽能空氣集熱器矩陣的進(jìn)口連通，從而形成一個(gè)循環(huán)式太陽能低溫加熱系統(tǒng)；在上區(qū)段南墻的頂部，上面預(yù)埋水泵②吸水管47， 下面預(yù)埋水泵②壓水管48，吸水管的內(nèi)口直通低溫加熱室，外口通過管道向下與水泵②49 和壓水管外口連接，壓水管沿水平方向直通低溫加熱室中心，內(nèi)口安裝開口向上的90°彎頭、鉛直短管50和霧化噴頭51，并使霧化噴頭露出低溫加熱室內(nèi)的設(shè)計(jì)水位52，以便于水泵③抽取低溫加熱室內(nèi)被加熱的表層海水經(jīng)噴頭噴射至汽化室內(nèi)充分霧化；在水泵②壓水管和帶法蘭盤的上短風(fēng)管中間點(diǎn)的兩側(cè)，對(duì)稱的預(yù)埋左右兩根水平粗水管53，兩個(gè)內(nèi)口與環(huán)形管54連通，在環(huán)形管的頂面上均勻布置著周圈的低壓噴嘴55，噴嘴的射流仰角Θ i和射流的水平向心偏角θ2均各自保持一致，Q1 = 15° 45°，θ2=15° 30°，兩個(gè)水平粗水管的外口通過彎頭向下安裝鉛垂粗水管56 ;為便于低溫加熱室南墻上各預(yù)埋管件外口的連接裝配、調(diào)試和維修，在低溫加熱室南墻面預(yù)埋各管件的條形區(qū)域外圍，建筑一個(gè)鋼筋混凝土的η字形門洞57，門洞深度為b，門洞的左右兩個(gè)側(cè)墻58坐落在環(huán)形平臺(tái)上，門洞的頂面略低于低溫加熱室頂面；在門洞兩個(gè)側(cè)墻底部59均預(yù)留出左右兩個(gè)管孔，靠外側(cè)的兩個(gè)粗管孔60用以安裝粗水管，靠?jī)?nèi)側(cè)的兩個(gè)管孔內(nèi)預(yù)埋好內(nèi)側(cè)淡水管61，淡水管的外口與一個(gè)水平向的Y形三通管件連接，三通的匯流出口再安裝水泵④的吸水管62、水泵④ 和壓水管63，壓水管直通淡水供應(yīng)系統(tǒng)的蓄水塔64 ;在η字形門洞的一個(gè)側(cè)墻頂部65靠近低溫加熱室外墻面的位置，預(yù)埋一個(gè)直岔管66，以便于安裝排氣閥67和檢測(cè)探頭68，隨時(shí)在系統(tǒng)運(yùn)行中檢測(cè)凝結(jié)室內(nèi)流體流動(dòng)的溫度、壓力和水位變化值。
如圖29、圖30、圖31和圖32所示，是預(yù)先加工好的汽化室部件示意圖，汽化室為方變圓的錐形，剖面形狀是直錐型，也可以是拋物線型和標(biāo)準(zhǔn)流線管嘴型，汽化室的壁面69 為復(fù)合保溫的三層結(jié)構(gòu)，內(nèi)外層為非金屬?gòu)?fù)合材料板加工而成，中間為保溫層，將汽化室底緣70上的螺栓孔①71和低溫加熱室頂面上的螺栓群①對(duì)齊套入并密封固定安裝；汽化室頂口 72的內(nèi)徑為Dtl，底口的內(nèi)邊長(zhǎng)為Btl，汽化室的設(shè)計(jì)值=Btl= (2 4)Dtl，高度Htl = (3 4)D0。
如圖33、圖34、圖35和圖36所示，是預(yù)先加工生產(chǎn)好的一個(gè)正四棱柱筒形冷凝室73，屬于整個(gè)冷凝室的下半部分，由正四棱柱筒形冷凝室復(fù)合保溫外筒74同心套裝在正四棱柱筒形冷凝室金屬內(nèi)筒75的外面，內(nèi)外兩個(gè)筒間的凈空間距離均保持一定尺寸b2，該空間是正四棱柱筒形冷凝室內(nèi)的海水流動(dòng)通道；內(nèi)外兩個(gè)筒的頂口和底口均加工成90 ° 的內(nèi)外翻邊，翻邊相互搭接裝配后形成正四棱柱筒形冷凝室的頂緣76和底緣77，在頂緣和底緣的懸臂外緣周圈上，均設(shè)有螺栓孔②78，孔徑、間距和數(shù)量與環(huán)形平臺(tái)上的預(yù)埋螺栓群一致，在正四棱柱筒形冷凝室流體通道正上方的頂緣周圈設(shè)有均勻布置的大孔口②79， 以便于海水的暢通流動(dòng)；在正四棱柱筒形冷凝室南側(cè)面頂緣以下，沿鉛垂中心線預(yù)留一個(gè) η字形窗口 80，窗口的頂面和左右兩個(gè)側(cè)面均采用頂面板和側(cè)面板81牢靠封死，窗口的內(nèi)寬度和高度與低溫加熱室南墻壁面上的鋼筋混凝土 η字形門洞尺寸相應(yīng)一致，以便于在與低溫加熱室同心套裝時(shí)配合安裝和密封固定，正四棱柱筒形冷凝室的底面密封固定在環(huán)形平臺(tái)的螺栓群②上，η字形窗口上面的頂緣則通過螺栓孔與η字形門洞上的螺栓群密封固定，η字形窗口的兩個(gè)內(nèi)側(cè)面和η字形門洞的外側(cè)面采用不銹鋼角鋼牢靠的密封固定；在η 字形窗口兩個(gè)內(nèi)側(cè)面板的底部，均預(yù)留有對(duì)稱的兩個(gè)管孔，兩個(gè)管孔內(nèi)安裝固定管箍82，管箍的外口與η字形門洞底部的外側(cè)管孔相對(duì)；當(dāng)正四棱柱筒形冷凝室同心套裝并密封固定在低溫加熱室的外面以后，正四棱柱筒形冷凝室的頂口與低溫加熱室的頂口齊平，即高度為H1,內(nèi)邊長(zhǎng)為B2，外邊長(zhǎng)為B4,內(nèi)壁面和低溫加熱室外壁面之間的凈空間間距為b3，b3 = (B2-B1)/2，該空間即為凝結(jié)室。
如圖37和圖38所示的方變圓錐形冷凝室83，和正四棱柱筒形冷凝室的結(jié)構(gòu)相似， 由錐形冷凝室復(fù)合保溫外筒84和錐形冷凝室金屬內(nèi)筒85同心套裝而成的中空結(jié)構(gòu)，內(nèi)外筒的頂口和底口同樣是加工成90°的內(nèi)外翻邊，翻邊相互搭接裝配后形成方變圓錐形冷凝室的頂緣86和底緣87，在頂緣和底緣的懸臂外緣周圈上，均設(shè)有螺栓孔③88，底緣上的螺栓孔孔徑、間距和數(shù)量與正四棱柱筒形冷凝室頂緣上的螺栓孔相應(yīng)一致，在錐型冷凝室的頂緣和底緣周圈均設(shè)有均勻布置的大孔口①89，以便于海水的暢通流動(dòng)；錐形冷凝室的高度為H0，頂口內(nèi)徑為D1，底口內(nèi)邊長(zhǎng)為B2，外邊長(zhǎng)為B4 ;將整體的方變圓錐形冷凝室同心的套裝在方變圓錐形汽化室的外側(cè)面，底緣上的螺栓孔與正四棱柱筒形冷凝室頂緣上的螺栓孔對(duì)正并使用螺栓密封固定，裝配后的錐形冷凝室頂面與里面的汽化室頂口齊平。
如圖39和圖40所示，是一個(gè)圓柱體的冷水箱，冷水箱的圓形頂面90和圓柱側(cè)壁面91是由非金屬?gòu)?fù)合材料加工制造而成的圓柱筒，頂面上預(yù)先設(shè)有一個(gè)內(nèi)螺扣管孔，在管孔內(nèi)安裝一根鉛直向上的金屬排氣管92，排氣管兼有避雷針的功能，圓柱筒底緣93是預(yù)先加工好的90°外翻邊，底緣的中心圓周上設(shè)有螺栓孔④94 ;圓柱筒的側(cè)面底部預(yù)留有一管孔，圓孔內(nèi)安裝一個(gè)開口向下的給水彎管95 ;與圓柱筒裝配的冷水箱底板96是一個(gè)預(yù)先加工好的金屬板，底板中心處是一個(gè)向上凹起的曲面97，曲面可以是半球面或旋轉(zhuǎn)拋物面，半球面的直徑為D1，底板的外環(huán)平面98上設(shè)有內(nèi)外兩排周圈的孔口，內(nèi)排孔口為流體流通的大孔口③99，大孔口的孔徑、間距和數(shù)量與錐型冷凝室頂緣的大孔口對(duì)應(yīng)一致，外排孔口為螺栓孔⑤100，與錐型冷凝室頂緣的螺栓孔對(duì)應(yīng)一致；將冷水箱圓柱筒、冷水箱金屬板和錐型冷凝室頂緣的螺栓孔、大孔口對(duì)齊，使用螺栓將三者密封固定，此時(shí)，塔式制水設(shè)備的主體安裝完成；汽化室頂口和冷水箱底板之間的上凹曲面空間101、錐型冷凝室與汽化室之間的錐型筒空間102、四棱柱冷凝室與低溫加熱室和鋼筋混凝土 η字型窗口外側(cè)面圍合的正四棱柱筒形空間103共同組成了一個(gè)整體的凝結(jié)室。
如圖41、圖42、圖43、圖44、圖45、圖46、圖47、圖48、圖49、圖50、圖51、圖52、圖53、圖54和圖55所示，是在塔式制水設(shè)備主體外部需要裝配的8種產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖和簡(jiǎn)圖符號(hào)，產(chǎn)品包括水泵①、水泵②、水泵③、水泵④、風(fēng)機(jī)、藥劑給料攪拌器、電輔助加熱器、排氣閥、檢測(cè)探頭和顯示控制器。
圖56、圖57、圖58和圖59是在上述8種產(chǎn)品安裝以后塔式制水設(shè)備的俯視圖和 Α-Α、B-B, C-C三個(gè)剖面的裝配結(jié)構(gòu)示意圖，從冷水箱給水彎管的管口向下鋪設(shè)水泵①的壓水管104 ;與預(yù)處理池池頂蓋板上的水泵①連通；在正四棱柱筒形冷凝室窗口側(cè)面板底部的兩個(gè)預(yù)留管箍上對(duì)稱安裝短管道，穿過η字形門洞側(cè)墻底部的外管孔，通過向上的90° 彎頭和兩個(gè)鉛垂粗水管的下管孔連通，至此，直立型塔式太陽能-風(fēng)能海水汽化制水設(shè)備組建完成。
圖60和圖61分別是磁浮風(fēng)力發(fā)電機(jī)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不意圖和簡(jiǎn)圖符號(hào)；圖62和圖63 分別是窗式孔板太陽能空氣集熱器和集熱器矩陣的示意圖；磁浮風(fēng)力發(fā)電機(jī)安裝在塔式制水設(shè)備的兩側(cè)，對(duì)于多臺(tái)塔式制水設(shè)備的制水工程，則在塔式制水設(shè)備的中間，按風(fēng)電場(chǎng)的設(shè)計(jì)要求安裝多臺(tái)磁浮風(fēng)力發(fā)電機(jī)，配套安裝輸電設(shè)備和線路，形成一個(gè)獨(dú)立的風(fēng)電網(wǎng)，為塔式制水設(shè)備中的所有動(dòng)力設(shè)備運(yùn)行和環(huán)海島嶼上的其它功能應(yīng)用提供全部電力；由多臺(tái)窗式孔板太陽能空氣集熱器組成的集熱器矩陣安裝在塔式制水設(shè)備南側(cè)預(yù)處理池頂面蓋板上，集熱器矩陣的進(jìn)出口分別與熱風(fēng)管、冷風(fēng)管、風(fēng)機(jī)、電輔助加熱器、帶法蘭的短風(fēng)管和 U型氣液換熱器連接，從而形成了一個(gè)循環(huán)式太陽能低溫加熱系統(tǒng)，用于對(duì)低溫加熱室內(nèi)的海水進(jìn)行低溫加熱。
圖64、圖65和圖66是建設(shè)在礁灘式環(huán)海島嶼上的塔式制水設(shè)備裝配風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和循環(huán)式太陽能低溫加熱系統(tǒng)以后的塔式制水工程的總體布置示意圖。
如圖67和圖68所示，是山體式環(huán)海島嶼105的傾斜型塔式制水設(shè)備106的正視圖和結(jié)構(gòu)剖面示意圖，具體施工方法是首先，在預(yù)先選定好的山體式島嶼山坡面上，按山勢(shì)的自然坡度平整成一個(gè)一定坡度的傾斜水泥坡面107，底緣與海水預(yù)處理池的池頂蓋板銜接；沿傾斜水泥坡面的東西兩個(gè)邊線對(duì)稱建筑水泥側(cè)墻108，兩個(gè)側(cè)墻的底面與預(yù)處理池池頂蓋板建筑成一體；沿側(cè)墻的中心線方向，在墻體內(nèi)自下而上的預(yù)埋水泵③吸水管、帶法蘭的上下短風(fēng)管、短粗水管、水泵②吸水管和壓水管；在傾斜水泥坡面上合理布置安裝若干排流線型支墩109，使所有流線型支墩的頂面形成一個(gè)傾斜平面，在支墩的頂面上固定安裝11橫梁110，橫梁的兩端固定在水泥側(cè)墻內(nèi)；在低溫加熱室區(qū)域內(nèi)的各排流線型支墩的中間， 自下而上的安裝固定U型氣液換熱器連接管、U型氣液換熱器、環(huán)形管、噴嘴、霧化噴頭，并與水泥側(cè)墻內(nèi)相應(yīng)的預(yù)埋管件內(nèi)口對(duì)應(yīng)連接；在橫梁上安裝固定第一層復(fù)合保溫板111， 兩側(cè)與側(cè)墻密封固定，使復(fù)合保溫板與水泥坡面間形成一層空間112，該空間自下而上自然形成濃鹽水池、低溫加熱室和汽化室，其中，低溫加熱室與汽化室的分界水平面便是設(shè)計(jì)水位；在第一層復(fù)合保溫板上面安裝一層壓型的金屬板113，金屬板的兩側(cè)與側(cè)墻密封固定， 該金屬板的下面預(yù)先焊接好一定數(shù)量的流線型下金屬導(dǎo)流柱114，在金屬板上面預(yù)先焊接好流線型上金屬導(dǎo)流柱115，下金屬導(dǎo)流柱底面與第一層復(fù)合保溫板固定，使金屬板和第一層復(fù)合保溫板之間形成了二層空間116，該空間便是凝結(jié)室；上金屬導(dǎo)流柱的頂面與側(cè)墻頂面高程相同，在上金屬導(dǎo)流柱的頂面和等高程的兩個(gè)側(cè)墻頂面上安裝固定第二層復(fù)合保溫板117，該保溫板和金屬板之間所形成的三層空間118便是冷凝室；在與凝結(jié)室空間底部相對(duì)應(yīng)的側(cè)墻內(nèi)預(yù)埋水泵④的吸水管，中部側(cè)墻預(yù)埋直岔管；在冷凝室底部相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)側(cè)墻內(nèi)各預(yù)埋安裝一根短粗水管，外管口通過管件與低溫加熱室側(cè)墻外的短粗水管外口連通；在汽化室、凝結(jié)室和冷凝室的頂口平面上安裝固定平行六面體的冷水箱119，冷水箱的構(gòu)造原理和與汽化室、凝結(jié)室、冷凝室的裝配方法，與直立型塔式制水設(shè)備完全相同，側(cè)墻內(nèi)預(yù)埋管件外口與塔體外需要裝配的各水泵、壓水管、風(fēng)機(jī)、電輔助加熱器、冷熱風(fēng)管、排氣閥、檢測(cè)探頭、顯示控制器等產(chǎn)品的安裝方式也相同，待各產(chǎn)品安裝完畢后，該三層空間的復(fù)合六面體120便是傾斜型塔式制水設(shè)備，配置磁浮風(fēng)力發(fā)電機(jī)及其供電系統(tǒng)和窗式孔板太陽能空氣集熱器及其循環(huán)式太陽能低溫加熱系統(tǒng)，便組成了山體式環(huán)海島嶼供水、供電的傾斜型塔式制水工程121。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明所述的塔式太陽能-風(fēng)能海水汽化制水設(shè)備是由塔基中的預(yù)處理池、濃鹽水池、承重支柱、環(huán)形平臺(tái)，塔身中的低溫加熱室、正四棱柱筒形冷凝室、汽化室、錐型冷凝室，塔頂中的冷水箱，共三個(gè)部分9個(gè)主要功能部件自下而上逐層組建而形成的一體化塔式結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的塔式太陽能-風(fēng)能海水汽化制水設(shè)備，其特征是在塔基中，預(yù)處理池池頂蓋板以下的部分均建筑在海平面以下，池頂蓋板以上的濃鹽水池、承重支柱和環(huán)形平臺(tái)均為正方形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，多個(gè)承重支柱均勻的同心布置在濃鹽水池外圍，環(huán)形平臺(tái)建筑在濃鹽水池和承重支柱的頂面上，環(huán)形平臺(tái)的外緣周圈均勻的預(yù)埋螺栓群。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的塔式太陽能_風(fēng)能海水汽化制水設(shè)備，其特征是塔身是由中心結(jié)構(gòu)的低溫加熱室、汽化室與外圍結(jié)構(gòu)的正四棱柱筒形冷凝室、錐形冷凝室分別同心套裝在一起，并分別組建裝配在環(huán)形平臺(tái)的內(nèi)緣和外緣上，使套裝后中心結(jié)構(gòu)和外圍結(jié)構(gòu)之間的凈空間形成了凝結(jié)室，其中，正四棱柱筒形冷凝室和錐形冷凝室是由復(fù)合保溫外筒和金屬內(nèi)筒通過底緣和頂緣翻邊上的螺栓孔結(jié)構(gòu)同心裝配成一體的中空結(jié)構(gòu)，內(nèi)外兩筒之間的凈空間通過底緣和頂緣上的大孔口形成了上下貫通的冷凝室。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的塔式太陽能-風(fēng)能海水汽化制水設(shè)備，其特征是塔頂中的冷水箱金屬底板中心部分為上凹的曲面，該曲面可以是半球面，也可以是拋物面和圓柱面，靠近曲面的外環(huán)平面上設(shè)有大孔口，以保證冷水箱中的冷水流經(jīng)大孔口進(jìn)入錐形冷凝室。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或3所述的塔式太陽能_風(fēng)能海水汽化制水設(shè)備，其特征是低溫加熱室內(nèi)上出口斷面為設(shè)計(jì)水位，在設(shè)計(jì)水位及以下，依次裝配海水霧化壓力噴頭鉛直向上的噴射系統(tǒng)、環(huán)形管和噴嘴的淹沒射流渦流系統(tǒng)及循環(huán)式太陽能低溫加熱系統(tǒng)中的U型氣液換熱器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、3或5所述的塔式太陽能-風(fēng)能海水汽化制水設(shè)備，其特征是環(huán)形管和噴嘴淹沒射流的渦流系統(tǒng)中，噴嘴射流的仰角9工和水平向心偏角e2均各自保持一致，射流仰角S1 = 15° 45°，水平向心偏角02=15° 30°。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、3或5所述的塔式太陽能-風(fēng)能海水汽化制水設(shè)備，其特征是循環(huán)式太陽能低溫加熱系統(tǒng)中的U型氣液換熱器為多臺(tái)并聯(lián)方式，每臺(tái)U型氣液換熱器均以中間的分流板為對(duì)稱形成上下兩個(gè)換熱單元，每個(gè)換熱單元中的所有金屬板均壓型成均勻布置的雙向流線型壓鼓，各金屬板按相背方向相互焊接成一體，形成中間多孔的流線型流道，低溫加熱的設(shè)計(jì)溫度Td彡55°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、3或5所述的塔式太陽能_風(fēng)能海水汽化制水設(shè)備，其特征是低溫加熱室的設(shè)計(jì)水位到環(huán)形平臺(tái)頂面的垂直高度H1 ^ 10米。
9.根據(jù)權(quán)利要求I或3所述的塔式太陽能_風(fēng)能海水汽化制水設(shè)備，其特征是汽化室的剖面形狀為方變圓錐形，也可以是方變圓拋物線型或方變圓的管嘴型，汽化室的壁面為復(fù)合保溫結(jié)構(gòu)，汽化室的高度H0是頂口內(nèi)徑Dtl的2-4倍。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、3、4、5或6所述的塔式太陽能-風(fēng)能海水汽化制水設(shè)備，其特征是冷水箱中的冷水在流經(jīng)錐形冷凝室和正四棱柱筒形冷凝室的海水流道中的金屬內(nèi)筒壁面、由冷水箱底板的金屬曲面和錐形冷凝室及正四棱柱筒形冷凝室中內(nèi)筒的金屬壁面構(gòu)成了外側(cè)冷凝室中的冷水和內(nèi)側(cè)凝結(jié)室中的汽化蒸汽之間大面積的換熱橋結(jié)構(gòu)，大量回收熱能并通過環(huán)形管和噴嘴返回低溫加熱室內(nèi)重復(fù)利用。
全文摘要
塔式太陽能-風(fēng)能海水汽化制水設(shè)備是由預(yù)處理池、濃鹽水池、低溫加熱室、汽化室、冷凝室、凝結(jié)室、冷水箱自下而上逐層組建并裝配U型氣液換熱器、噴頭、泵、風(fēng)機(jī)等配套產(chǎn)品而組成的塔式緊湊結(jié)構(gòu)，太陽能和風(fēng)能作為能源動(dòng)力，綜合采用低溫加熱、海水霧化、渦旋和真空技術(shù)，高效能量回收，重復(fù)循環(huán)利用，海水汽化效率高，產(chǎn)水率大，淡水純度高，適合于無水、無電和無人居環(huán)海島嶼的淡水和電力供應(yīng)，產(chǎn)品可實(shí)現(xiàn)大型化、微型化，進(jìn)而形成型譜系列化，可通用于沿海、沿江和沿湖內(nèi)陸的干旱地區(qū)，還可安裝在艦船上隨時(shí)制取淡水，節(jié)省淡水艙，設(shè)備投資小、不耗常規(guī)能源、制水成本低，與城市自來水有可比性，生態(tài)環(huán)境效益好，有利于解決水資源危機(jī)問題。
文檔編號(hào)F03D9/00GK102976540SQ201210355819
公開日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月24日
發(fā)明者趙貴 申請(qǐng)人:趙貴