一种波浪能蓄能辅助海水淡化系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种波浪能蓄能辅助海水淡化系统，包括：波浪能转化储能装置、动能输送装置、海水淡化与能量回收装置、原水池、过滤反应装置、产水池；波浪能转化储能装置包括：浮摆、柱塞泵A、浮球、柱塞泵B、储能器、控制阀；动能输送装置包括：压力表、液压马达、电动机、高压泵；海水淡化与能量回收装置包括：第一膜组、第二膜组、第一透平式一体机、第二透平式一体机；在本系统中，波浪能浮摆装置和波浪能浮球装置分别输出两路高压海水汇入储能器中，储能器中高压海水带动液压马达进行旋转，通过可再生波浪能作为辅助动力源输入与双膜组和双透平式一体机的联合使用，有效地降低了海水淡化的能耗和成本。

A Wave Energy Storage Assisted Seawater Desalination System

【技术实现步骤摘要】
一种波浪能蓄能辅助海水淡化系统
本技术涉及反渗透海水淡化
，具体涉及一种波浪能蓄能辅助海水淡化系统。
技术介绍
反渗透海水淡化，即反渗透膜法，是目前海水淡化膜法的主流技术之一，反渗透膜法具有投资低、能耗低等优点，但海水预处理要求高，反渗透膜法是未来海水淡化发展方向之一。反渗透膜组件是反渗透海水淡化系统中重要的组成部分，经预处理系统处理后的海水经高压泵流经高脱盐率卷式膜组件，通过控制调压阀增加压力，使海水中的部分纯水透过膜组件进入多孔收集管，经由软管流出设备，而盐分则被阻挡在膜表面随大部分海水排出设备，滤后水经过后处理得到所需的淡水。反渗透海水淡化技术发展的一个重要问题是如何降低能耗和成本，为实现这一目的，通常采用的方法是能量回收技术，即将反渗透膜排出的浓水余压重新再利用。此外，将再生能源如风能应用到海水淡化系统中也是近些年海水淡化技术提出的新方法。据统计，海洋储藏了丰富的可再生能源，据测算，中国海洋蕴含的波浪能为7.7GW。将再生能源如波浪能应用到海水淡化系统中也是近些年海水淡化技术提出的新方法。申请号为CN201410249653.3的专利申请中提出了一种风力、水力互补海水淡化装置，这种装置采集太阳能电磁发电通过逆变控制器到蓄电池，蓄电池通过逆变控制器供总控制电力。利用太阳能转化为电能，再转化为所需要的其他能量，能量利用率不高。此外，文献“梁辉.漂浮摆式波浪能发电装置的水动力性能研究[D].浙江大学,2017.”也公开了将漂浮摆式波浪能转化为电能的装置。申请号为CN201620725189.5的专利申请中公开了一种利用波浪能的新型海水淡化系统，尽管该装置的波浪能采集装置将波浪能转化为机械能，驱动液压泵泵取海水，但是没有考虑到波浪能的波动性和不稳定性的特点，对于储能很不利。申请号为CN201220630034.5的专利申请中提出了一种浮体式波浪能海水淡化装置，浮体通过液压缸、高压油管与液压系统的高压油罐连接，高压油罐上安装稳压蓄能器，高压油罐通过液压马达与海水淡化系统的水泵连接将波浪能转换为机械能泵送海水淡化。该系统采用液压油作为能量储存介质，因此需要额外的液压油系统，增大了装置的体积。综上，将可再生能源用于海水淡化过程中去是未来海水淡化和再利用技术的发展方向，而波浪能作为沿海地区最普遍的能源之一，将其充分利用是可生能源利用的重要研究方向，尽管当前的公知常识和现有技术都对波浪能海水淡化有所介绍，首先对于波浪能的波动性和稳定性的储能方式采用的介质通常为液压油，额外的液压油系统势必造成装置的体积增大，此外，现有检索技术都主要是对波浪能的转化方式和利用做了介绍，而对与海水淡化装置及其系统的整体连接没有做详细介绍。因此，波浪能存在间歇性、不稳定性及不可控等不良影响特性，如何更好地加以辅助利用是当前再生绿色能源海水淡化工程亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本技术旨在提供一种波浪能蓄能辅助海水淡化系统，以解决上述存在的技术问题。本技术的波浪能蓄能辅助海水淡化系统，包括：波浪能转化储能装置、动能输送装置、海水淡化与能量回收装置、原水池、过滤反应装置、产水池；所述波浪能转化储能装置包括：浮摆、柱塞泵A、浮球、柱塞泵B、储能器、控制阀；所述动能输送装置包括：压力表、液压马达、电动机、高压泵；所述海水淡化与能量回收装置包括：第一膜组、第二膜组、第一透平式一体机、第二透平式一体机；所述浮摆的底端铰接连接固定，浮摆的另一端与柱塞泵A的连杆的一端铰接连接，柱塞泵A的连杆的另一端与柱塞泵A的柱塞固定连接，柱塞泵A的柱塞将柱塞泵A的柱塞筒分为上腔和下腔，上腔和下腔分别通过安装有单向阀的液压管路R与海水相连通，海水能够通过液压管路进入柱塞泵A柱塞筒的上腔和下腔，柱塞泵A柱塞筒的上腔和下腔分别通过安装有单向阀的液压管路N与多组的储能器相连接；所述浮球为能够悬浮于海面上的轻质球体，浮球固定连接在柱塞泵B的连杆的一端，柱塞泵B的连杆的另一端与柱塞泵B的柱塞固定连接，柱塞泵B的柱塞将柱塞泵B的柱塞筒分为上腔和下腔，上腔和下腔分别通过安装有单向阀的液压管路Q与海水相连通，海水能够通过液压管路进入柱塞泵B柱塞筒的上腔和下腔，柱塞泵B柱塞筒的上腔和下腔分别通过安装有单向阀的液压管路S与多组的储能器相连接；所述控制阀设置在储能器端口处液压管路上，所述控制阀为液压元件通用部件，所述储能器通过液压管路与液压马达相连接，储能器和液压马达连接的液压管路上设置有压力表，液压马达通过传动部件与高压泵相连接；所述外接交流电的电动机通过传动部件与高压泵相连接；所述原水池通过液压管路与过滤反应装置相连接，原水池的原水是引进的海水；所述过滤反应装置的出口设置有两个端口，所述过滤反应装置的一个端口通过液压管路与高压泵的入水端相连接，所述过滤反应装置的另一个端口通过液压管路与排放水渠相连接，过滤反应装置的作用是原水进行预处理，包括：混凝、沉淀、过滤、气浮、超/微滤等，与高压泵相连接的液压管路里流经的是经过预处理的原水，与排放水渠相连接的液压管路里流经的是原水经过预处理后的排污水；所述高压泵的出水端通过液压管路与第一透平式一体机的泵体入口端相连接，所述第一透平式一体机的泵体出口端通过液压管路与第一膜组的入口端相连接，所述第一膜组的出口端通过液压管路与第二透平式一体机的泵体入口端相连接，所述第二透平式一体机的泵体出口端通过液压管路与第二膜组的入口端相连接，所述第二膜组的出口端通过液压管路分别与第一透平式一体机的透平体入口端、第二透平式一体机的透平体入口端相连接，所述第一透平式一体机的透平体出口端、第二透平式一体机的透平体出口端通过液压管路与排放水渠相连接；所述第一膜组的产水端、第二膜组的产水端分别通过液压管路与产水池相连接；作为优选地，多组的储能器采用多级并联的形式。进入高压泵入水端的是经过预处理的低压原水，高压泵对预处理的低压原水进行施压，将低压原水变为高压原水，经第一透平式一体机的透平体出口端、第二透平式一体机的透平体出口端排出的是低压浓海水，第一膜组的产水端、第二膜组的产水端排出的是经过淡化处理的淡水。储能器是液压气动系统中的一种常见的能量储蓄装置，它在适当的时机将系统中的能量转变为压缩能或位能储存起来，当系统需要时，又将压缩能或位能转变为液压或气压等能而释放出来，重新补供给系统。当系统瞬间压力增大时，它可以吸收这部分的能量，以保证整个系统压力正常。储能器可以存储能量、吸收液压冲击、消除脉动和回收能量。储能器可以通过多组并联或串联等形式进行存储能量。透平式一体机，即液力透平增压泵，分为泵体和透平体，泵体设置有出口端和出口端，透平体设置有出口端和出口端，透平体的叶轮与泵体的叶轮共用一根轴，实现了液力透平与泵转子间的完美耦合，这样就可以将透平体的高压液体的能量直接转化成泵体低压液体的能量，具有明显的结构优势。液压马达是液压系统的一种执行元件，它将液压泵提供的液体压力能转变为其输出轴的机械能。液体是传递力和运动的介质。浮摆吸收波浪能带动柱塞泵A里的柱塞进行往复运动，活塞向下运动时，压缩柱塞泵A下腔里的海水，相反，当柱塞泵A向上运动时，压缩柱塞泵A上腔里的海水，往复的压缩海水，将高压海水源源不断的输送到储能器中。浮球捕获波浪能带柱塞泵B中柱塞运本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种波浪能蓄能辅助海水淡化系统，包括：波浪能转化储能装置、动能输送装置、海水淡化与能量回收装置、原水池(8)、过滤反应装置(9)、产水池(17)，所述原水池(8)通过液压管路与过滤反应装置(9)相连接，所述波浪能转化储能装置与动能输送装置相连接，所述动能输送装置与海水淡化与能量回收装置相连接，所述海水淡化与能量回收装置通过液压管路与产水池(17)相连接，其特征在于，所述海水淡化与能量回收装置包括：第一膜组(13)、第二膜组(14)、第一透平式一体机(15)、第二透平式一体机(16)；所述第一透平式一体机(15)的泵体出口端通过液压管路与第一膜组(13)的入口端相连接，所述第一膜组(13)的出口端通过液压管路与第二透平式一体机(16)的泵体入口端相连接，所述第二透平式一体机(16)的泵体出口端通过液压管路与第二膜组(14)的入口端相连接，所述第二膜组(14)的出口端通过液压管路分别与第一透平式一体机(15)的透平体入口端、第二透平式一体机(16)的透平体入口端相连接，所述第一透平式一体机(15)的透平体出口端、第二透平式一体机(16)的透平体出口端通过液压管路与排放水渠相连接。

【技术特征摘要】
1.一种波浪能蓄能辅助海水淡化系统，包括：波浪能转化储能装置、动能输送装置、海水淡化与能量回收装置、原水池(8)、过滤反应装置(9)、产水池(17)，所述原水池(8)通过液压管路与过滤反应装置(9)相连接，所述波浪能转化储能装置与动能输送装置相连接，所述动能输送装置与海水淡化与能量回收装置相连接，所述海水淡化与能量回收装置通过液压管路与产水池(17)相连接，其特征在于，所述海水淡化与能量回收装置包括：第一膜组(13)、第二膜组(14)、第一透平式一体机(15)、第二透平式一体机(16)；所述第一透平式一体机(15)的泵体出口端通过液压管路与第一膜组(13)的入口端相连接，所述第一膜组(13)的出口端通过液压管路与第二透平式一体机(16)的泵体入口端相连接，所述第二透平式一体机(16)的泵体出口端通过液压管路与第二膜组(14)的入口端相连接，所述第二膜组(14)的出口端通过液压管路分别与第一透平式一体机(15)的透平体入口端、第二透平式一体机(16)的透平体入口端相连接，所述第一透平式一体机(15)的透平体出口端、第二透平式一体机(16)的透平体出口端通过液压管路与排放水渠相连接。2.根据权利要求1所述的波浪能蓄能辅助海水淡化系统，其特征在于，所述波浪能转化储能装置包括：浮摆(1)、柱塞泵A(2)、浮球(3)、柱塞泵B(4)、储能器(5)、控制阀(6)；所述浮摆(1)的底端铰接连接固定，所述浮摆(1)的另一端与柱塞泵A(2)的连杆的一端铰接连接，所述柱塞泵A(2)的连杆的另一端与柱塞泵A(2)的柱塞固定连接，所述柱塞泵A(2)的柱塞将柱塞泵A(2)的柱塞筒分为上腔和下腔，上腔和下腔分别通过安装有单向阀的液压管路R与海水相连通，所述柱塞泵A(2)柱塞筒的上腔和下腔分别通过安装有单向阀的液压管路...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪程鹏，王生辉，初喜章，宋代旺，陈琛，刘玮，
申请(专利权)人：国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所，天津市蓝十字膜技术有限公司，
类型：新型
国别省市：天津,12