一种海水淡化系统技术方案

技术编号:19186574 阅读:21 留言:0更新日期:2018-10-17 02:18
本发明专利技术公开了一种海水淡化系统,包括太阳能集热装置、多效蒸馏装置和海水波浪能利用装置;多效蒸馏装置包括首效蒸馏器、二效蒸馏器、三效蒸馏器和淡水收集单元;太阳能集热装置的气态换热介质输送管道与首效蒸馏器内的螺旋式换热管的上端连通,该螺旋式换热管的下端与太阳能集热装置的液态换热介质的回流管道连通;海水波浪能利用装置包括波浪能利用机构和浮体单元;太阳能集热装置、多效蒸馏装置和波浪能利用机构均安装于浮体单元上;波浪能利用机构包括波浪能收集单元、曲柄连杆机构和海水泵。本发明专利技术的海水淡化系统,使用成本低、能源利用效率高。

Seawater desalination system

The invention discloses a seawater desalination system, which comprises a solar energy collector, a multi-effect distillation device and a seawater wave energy utilization device; a multi-effect distillation device comprises a first-effect distillator, a second-effect distillator, a three-effect distillator and a fresh water collection unit; a gas heat exchange medium transmission pipeline and a first-effect distillator of a solar energy collector; The upper end of the spiral heat exchanger tube is connected with the recirculation pipe of the liquid heat exchanger medium of the solar energy collector; the seawater wave energy utilization device includes the wave energy utilization mechanism and the floating body unit; the solar energy collection device, the multi-effect distillation device and the wave energy utilization mechanism are all installed in the floating body. The wave energy utilization mechanism comprises a wave energy collecting unit, a crank connecting rod mechanism and a sea water pump. The seawater desalination system of the invention has low use cost and high energy utilization efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种海水淡化系统
本专利技术涉及海水淡化
,具体涉及一种海水淡化系统。
技术介绍
以往,海洋工作平台或者未经开发岛屿的淡水主要来源于陆地大型海水淡化厂,主要通过船只运输桶装淡水的方式获取,运输成本贵而且麻烦、滞后。传统的船只运输淡水来向海上船只或岛屿提供所需淡水资源,这样不仅会造成巨大人力物力损失及生态污染等问题,而且不符合低碳环保、可持续发展的时代要求。海水淡化系统是一种可以将所抽取的海水淡化为淡水的装置,海水淡化系统有助于缓解淡水短缺危机,促进海洋的开发。但是,现有的海水淡化系统大都存在使用成本高、能源利用效率低的问题。海洋波浪能和太阳能作为新型清洁能源,大力开发,能够减少对化石能源的依赖,应对能源短缺问题,实现节能减排。直接在海上进行电能转换和海水淡化单元过程既节约成本也节省陆地空间,是波浪能、太阳能等清洁能源利用的创新,具有重要的科学意义和广阔的应用前景。为此,有必要设计一种将太阳能与波浪能作为主推进能源的海水淡化系统。
技术实现思路
为了克服现有的海水淡化系统大都存在成本高、效率低的问题,本专利技术提供一种新型的海水淡化系统,其使用成本低、能源利用效率高。为实现上述目的,本专利技术所提供的一种海水淡化系统,包括太阳能集热装置、多效蒸馏装置和海水波浪能利用装置;所述多效蒸馏装置包括首效蒸馏器、二效蒸馏器、三效蒸馏器和淡水收集单元;所述首效蒸馏器、二效蒸馏器和三效蒸馏器均包括蒸馏室和设于所述蒸馏室内的螺旋式换热管;所述首效蒸馏器的蒸汽出口与所述二效蒸馏器的蒸汽入口连通,所述二效蒸馏器的蒸汽出口与所述三效蒸馏器的蒸汽入口连通,所述三效蒸馏器的蒸汽出口与所述淡水收集单元连通;所述首效蒸馏器、二效蒸馏器、三效蒸馏器的蒸馏室的顶部均开设有第一通孔,所述第一通孔处安装有能够喷洒海水以与所述螺旋式换热管内的换热工质进行热交换的喷头;所述首效蒸馏器、二效蒸馏器、三效蒸馏器的蒸馏室的底部均开设有用于使所述喷头喷出的海水经热交换后流出的第二通孔;所述太阳能集热装置的气态换热介质输送管道与所述首效蒸馏器内的螺旋式换热管的上端连通,该螺旋式换热管的下端与所述太阳能集热装置的液态换热介质的回流管道连通;所述海水波浪能利用装置包括波浪能利用机构和浮体单元;所述太阳能集热装置、多效蒸馏装置和波浪能利用机构均安装于所述浮体单元上;所述波浪能利用机构包括波浪能收集单元、曲柄连杆机构和海水泵;所述波浪能收集单元包括中心轴和壳体,所述壳体安装在所述中心轴上并能在波浪能的作用下绕所述中心轴在一定角度内往复摆动以将波浪能转换成往复机械能;所述曲柄连杆机构的曲柄部分安装在所述中心轴的末端,所述曲柄连杆机构的连杆部分安装在所述海水泵上并能带动所述海水泵抽取海水;所述海水泵的第一输出端与所述首效蒸馏器上的喷头连通,所述海水泵的第二输出端与所述二效蒸馏器上的喷头连通,所述海水泵的第三输出端与所述三效蒸馏器上的喷头连通。上述海水淡化系统中,所述太阳能集热装置包括多个集热板;每个所述集热板均包括多根太阳能集热管,该多根太阳能集热管上下联通形成循环系统;每根所述太阳能集热管均包括金属内管、金属翅片、吸液棉芯和玻璃外管;所述金属内管为铜管;所述金属内管的外壁上焊接有所述金属翅片,所述吸液棉芯轴向贯穿于所述金属内管的管内;所述金属内管和金属翅片的外壁上均设有吸热涂层,所述金属内管的管内充注有换热工质,所述金属内管包括热管冷凝段和热管蒸发段;所述玻璃外管的内壁与所述金属内管的外壁之间形成一密封空间,该密封空间的气压为0.03-0.07Pa。上述海水淡化系统中,所述太阳能集热装置包括三个集热板,三个所述集热板呈“几”字形排列。上述海水淡化系统中,所述吸液棉芯的长度与所述金属内管的长度相等,所述吸液棉芯通过弹性卡簧固定于所述金属内管内。上述海水淡化系统中,所述金属内管的横向截面面积的40%大于等于所述吸液棉芯的横向截面面积;所述金属内管的管内充注的换热工质的体积小于等于所述金属内管的容积的三分之一。上述海水淡化系统中,所述吸液棉芯由多股天然纤维或人造纤维丝编织而成;所述玻璃外管的内壁与所述金属内管的外壁之间形成的密封空间的气压为0.04-0.06Pa;所述换热工质为酒精。上述海水淡化系统中,所述波浪能收集单元的壳体呈鸭蛋形,所述壳体包括固定外壳、转动外壳,所述固定外壳安装在所述中心轴上。上述海水淡化系统中,所述首效蒸馏器的蒸汽出口与所述二效蒸馏器的蒸汽入口、所述二效蒸馏器的蒸汽出口与所述三效蒸馏器的蒸汽入口均通过蒸汽输送管连通。上述海水淡化系统中,所述蒸汽输送管内安装有空气压力阀。本专利技术的海水淡化系统与现有技术相比具有如下有益效果:太阳能集热装置可以利用太阳能来提供能量供多效蒸馏装置蒸馏海水,这样既利用了清洁能源,不会产生二次污染,又节约了能源使用成本;同时海水波浪能利用装置能够将海水中蕴含的波浪能转化为机械能输出,既去除了臃肿的电池组结构,又减少中间能量二次转化环节,提高了能量利用效率,使得装置制造、维护成本都相对较低。附图说明图1是本专利技术实施例的海水淡化系统的结构简化示意图;图2是本专利技术实施例的海水淡化系统的海水波浪能利用装置的结构示意图;图3是本专利技术实施例的太阳能集热装置的太阳能集热管的结构示意图;图4是本专利技术实施例的太阳能集热装置的太阳能集热管的玻璃外管、金属内管、金属翅片的结构示意图;图5是本专利技术实施例的多效蒸馏装置的首效蒸馏器的剖视图;图6是本专利技术实施例的多效蒸馏装置的螺旋式换热管的结构示意图。其中,1、太阳能集热装置;11、太阳能集热管;111、金属内管;112、金属翅片;113、吸液棉芯;114、玻璃外管;2、多效蒸馏装置;21、首效蒸馏器;211、蒸馏室;212、螺旋式换热管;213、第一通孔;214、第二通孔;22、二效蒸馏器;23、三效蒸馏器;24、淡水收集单元;3、海水波浪能利用装置;31、波浪能利用机构;311、中心轴;312、壳体;313、海水泵;32、浮体单元。具体实施方式下面结合附图和实施例,对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术,但不用来限制本专利技术的范围。结合图1至图6所示,本专利技术所提供的一种海水淡化系统,包括太阳能集热装置1、多效蒸馏装置2和海水波浪能利用装置3;多效蒸馏装置2包括首效蒸馏器21、二效蒸馏器22、三效蒸馏器23和淡水收集单元24;首效蒸馏器21、二效蒸馏器22和三效蒸馏器23均包括蒸馏室211和设于蒸馏室211内的螺旋式换热管212;首效蒸馏器21的蒸汽出口与二效蒸馏器22的蒸汽入口连通,二效蒸馏器22的蒸汽出口与三效蒸馏器23的蒸汽入口连通,三效蒸馏器23的蒸汽出口与淡水收集单元24连通;首效蒸馏器21、二效蒸馏器22、三效蒸馏器23的蒸馏室211的顶部均开设有第一通孔213,第一通孔213处安装有能够喷洒海水以与螺旋式换热管212内的换热工质进行热交换的喷头;首效蒸馏器21、二效蒸馏器22、三效蒸馏器23的蒸馏室211的底部均开设有用于使喷头喷出的海水经热交换后流出的第二通孔214;太阳能集热装置1的气态换热介质输送管道与首效蒸馏器21内的螺旋式换热管212的上端连通(图中未示出),该螺旋式换热管212的下端与太阳能集热装置1的液态换热介质的回流管道连通(图中未示出);首效本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种海水淡化系统,其特征在于,包括太阳能集热装置、多效蒸馏装置和海水波浪能利用装置;所述多效蒸馏装置包括首效蒸馏器、二效蒸馏器、三效蒸馏器和淡水收集单元;所述首效蒸馏器、二效蒸馏器和三效蒸馏器均包括蒸馏室和设于所述蒸馏室内的螺旋式换热管;所述首效蒸馏器的蒸汽出口与所述二效蒸馏器的蒸汽入口连通,所述二效蒸馏器的蒸汽出口与所述三效蒸馏器的蒸汽入口连通,所述三效蒸馏器的蒸汽出口与所述淡水收集单元连通;所述首效蒸馏器、二效蒸馏器、三效蒸馏器的蒸馏室的顶部均开设有第一通孔,所述第一通孔处安装有能够喷洒海水以与所述螺旋式换热管内的换热工质进行热交换的喷头;所述首效蒸馏器、二效蒸馏器、三效蒸馏器的蒸馏室的底部均开设有用于使所述喷头喷出的海水经热交换后流出的第二通孔;所述太阳能集热装置的气态换热介质输送管道与所述首效蒸馏器内的螺旋式换热管的上端连通,该螺旋式换热管的下端与所述太阳能集热装置的液态换热介质的回流管道连通;所述海水波浪能利用装置包括波浪能利用机构和浮体单元;所述太阳能集热装置、多效蒸馏装置和波浪能利用机构均安装于所述浮体单元上;所述波浪能利用机构包括波浪能收集单元、曲柄连杆机构和海水泵;所述波浪能收集单元包括中心轴和壳体,所述壳体安装在所述中心轴上并能在波浪能的作用下绕所述中心轴在一定角度内往复摆动以将波浪能转换成往复机械能;所述曲柄连杆机构的曲柄部分安装在所述中心轴的末端,所述曲柄连杆机构的连杆部分安装在所述海水泵上并能带动所述海水泵抽取海水;所述海水泵的第一输出端与所述首效蒸馏器上的喷头连通,所述海水泵的第二输出端与所述二效蒸馏器上的喷头连通,所述海水泵的第三输出端与所述三效蒸馏器上的喷头连通。...

【技术特征摘要】
1.一种海水淡化系统,其特征在于,包括太阳能集热装置、多效蒸馏装置和海水波浪能利用装置;所述多效蒸馏装置包括首效蒸馏器、二效蒸馏器、三效蒸馏器和淡水收集单元;所述首效蒸馏器、二效蒸馏器和三效蒸馏器均包括蒸馏室和设于所述蒸馏室内的螺旋式换热管;所述首效蒸馏器的蒸汽出口与所述二效蒸馏器的蒸汽入口连通,所述二效蒸馏器的蒸汽出口与所述三效蒸馏器的蒸汽入口连通,所述三效蒸馏器的蒸汽出口与所述淡水收集单元连通;所述首效蒸馏器、二效蒸馏器、三效蒸馏器的蒸馏室的顶部均开设有第一通孔,所述第一通孔处安装有能够喷洒海水以与所述螺旋式换热管内的换热工质进行热交换的喷头;所述首效蒸馏器、二效蒸馏器、三效蒸馏器的蒸馏室的底部均开设有用于使所述喷头喷出的海水经热交换后流出的第二通孔;所述太阳能集热装置的气态换热介质输送管道与所述首效蒸馏器内的螺旋式换热管的上端连通,该螺旋式换热管的下端与所述太阳能集热装置的液态换热介质的回流管道连通;所述海水波浪能利用装置包括波浪能利用机构和浮体单元;所述太阳能集热装置、多效蒸馏装置和波浪能利用机构均安装于所述浮体单元上;所述波浪能利用机构包括波浪能收集单元、曲柄连杆机构和海水泵;所述波浪能收集单元包括中心轴和壳体,所述壳体安装在所述中心轴上并能在波浪能的作用下绕所述中心轴在一定角度内往复摆动以将波浪能转换成往复机械能;所述曲柄连杆机构的曲柄部分安装在所述中心轴的末端,所述曲柄连杆机构的连杆部分安装在所述海水泵上并能带动所述海水泵抽取海水;所述海水泵的第一输出端与所述首效蒸馏器上的喷头连通,所述海水泵的第二输出端与所述二效蒸馏器上的喷头连通,所述海水泵的第三输出端与所述三效蒸馏器上的喷头连通。2.如权利要求1所述的海水淡化系统,其特征在于,所述太阳能集热装置包括多个集热板;每个所...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈爱国刘洋张敏怡植允金雯婷肖垚垚廖爱芬杨珩唐伟炜曹雪玲
申请(专利权)人:广州航海学院
类型:发明
国别省市:广东,44

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