本实用新型专利技术公开一种太阳能多效利用海水淡化装置，装置本体由下到上依次设有增压室、绝热板、第一级闪蒸室、第一级冷凝换热板、第二级闪蒸室、第二级冷凝换热板、第n-1级闪蒸室、第n-1级冷凝换热板、第n级闪蒸室、第n级冷凝换热板、预热储水室，增压室上部经补水阀门与预热储水室下部相连，增压室底部布置有太阳能热管集热器的热管，增压室下部经第一级自动喷水阀与第一级闪蒸室上部的第一级喷头相连，第一级淡水槽上方设有第一级淡水排水管，第一级闪蒸室下部经第二级自动喷水阀与第二级闪蒸室上部的第二级喷头相连，依此类推，直至第n级闪蒸室。本实用新型专利技术无需辅助电动设备、启动快、产水率高，特别适合海岛、海船和偏远地区使用。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种太阳能多效利用海水淡化装置，属于太阳能海水淡化的
技术介绍
海洋覆盖地球表面积的71%，海水储量约为13. 7亿立方千米，占全球总水量的 95% ；陆地淡水储量约为0. 35亿立方千米，占全球水储量的2. 53%，其中可供人类直接利用的淡水仅占淡水储量的0.沈6%，不足地球总储水量的十万分之七。我国海岸线长，很多岛屿、沿海及内陆苦咸水地区都存在严重的淡水短缺问题。因此，发展海水淡化技术对缓解当前淡水资源短缺、供需矛盾突出的问题具有深远的战略意义。海水淡化就是将海水(或苦咸水)中的盐分和水分分离，最终得到淡水和浓缩盐水的过程。海水(或苦咸水)淡化最常用的技术主要有多效蒸馏法、多级闪蒸法和反渗透法。多效蒸馏法是将海水加热蒸馏产生蒸汽，蒸汽在冷凝的过程中产生淡水并放出潜热，，淡水流入淡水池，潜热用于加热下一级中的海水并产生蒸汽，依此进行多效利用，降低热能消耗。该过程除了消耗热能以外，还需额外消耗一定电力驱动水泵和风机。多级闪蒸法是将加热到一定温度的海水依次引入若干个压力逐渐降低的闪蒸室， 由于闪蒸室的压力低于海水温度对应的饱和蒸汽压力，故海水逐级进入闪蒸室后迅速汽化，盐分浓度逐级增加，温度逐级降低，避免了无机盐析出结垢，直至排出，各级蒸汽冷凝后获得淡水。该过程除了消耗热能以外，还需消耗大量电力驱动真空泵和水泵。反渗透法是利用反渗透膜将海水和淡水隔开，在海水侧施加足够大的压力(超过海水渗透压)，将海水中的水分子反渗透到淡水侧。该法不消耗热能，但需消耗大量电力产生足够大的外压，另外对反渗透膜的要求也很高。传统的海水淡化技术投资高，能量消耗大，据统计，每天生产1300万吨淡化水的装置，每年需要消耗原油1.3亿吨。除去这笔燃料的费用外，由此带来的温室效应、空气污染等问题也不容忽视。就我国而言，西北偏远村庄、荒漠、孤岛等地区电力严重缺乏，不可能建立传统的海水(或苦咸水)淡化装置。太阳能海水淡化淡水技术是解决这些地区淡水短缺问题的有效途径，应用前景广阔。目前的太阳能海水淡化技术，通常将太阳能集热与海水蒸馏脱盐集于一体，运行维护简单，但装置占地面积大，启动慢，单位面积产水量低，受地区以及气候条件影响很大，平均日产淡水量仅为3 4 kgi(m2 d),严重制约了其技术的应用和推广。
技术实现思路
本技术目的在于克服现有太阳能海水淡化技术的不足，提供一种无需辅助电动设备、启动迅速、产水率高的太阳能多效利用海水淡化装置。太阳能多效利用海水淡化装置本体由下到上依次设有增压室、绝热板、第一级闪蒸室、第一级冷凝换热板、第二级闪蒸室、第二级冷凝换热板、第n-1级闪蒸室、第n-1级冷凝换热板、第η级闪蒸室、第η级冷凝换热板、预热储水室；所述的第一级冷凝换热板、第二级冷凝换热板、第η-1级冷凝换热板、第η级冷凝换热板为倾斜布置；所述的第一级冷凝换热板低端的下方布置第一级淡水槽，第二级冷凝换热板低端的下方布置第二级淡水槽，第 η-1级冷凝换热板低端的下方布置第η-1级淡水槽，第η级冷凝换热板低端的下方布置第η 级淡水槽；所述的增压室的下部经第一级自动喷水阀与第一级闪蒸室上部的第一级喷头相连，第一级喷头位于第一级淡水槽的下方；第一级闪蒸室的下部经第二级自动喷水阀与第二级闪蒸室上部的第二级喷头相连，第二级喷头位于第二级淡水槽的下方；第二级闪蒸室的下部经第η-1级自动喷水阀与第η-1级闪蒸室上部的第η-1级喷头相连，第η_1级喷头位于第η-1级淡水槽的下方；第η-1级闪蒸室的下部经第η级自动喷水阀与第η级闪蒸室上部的第η级喷头相连，第η级喷头位于第η级淡水槽的下方；所述的增压室的上部经补水阀门和补水总阀门与预热储水室的下部相连；所述的增压室底部布置有太阳能热管集热器的热管；所述的第一级淡水槽上方设有第一级淡水排水管，第一级淡水排水管经过预热储水室内部换热后，经第一级逆止阀与淡水收集箱连接；第二级淡水槽上方设有第二级淡水排水管，第二级淡水排水管经过预热储水室内部后，经第二级逆止阀与淡水收集箱连接；第 η-1级淡水槽上方设有第η-1级淡水排水管，第一淡水排水管经过预热储水室内部换热后， 经第η-1级逆止阀与淡水收集箱连接；第η级淡水槽上方设有第η级淡水排水管，第η级淡水排水管经过预热储水室内部换热后，经第η级逆止阀与淡水收集箱连接；所述的第η级闪蒸室的底部设有浓海水排放管，浓海水排放管经过预热储水室内部换热后与浓海水排放逆止阀连接；所述的预热储水室顶部设有海水进水阀门。所述的η > 3。所述的补水阀门包括活塞外筒、弹簧、旁路阀门、补水孔、活塞；活塞外筒内设有弹簧和活塞，紧邻弹簧的活塞外筒的一端经多孔介质管与第一级闪蒸室的上部相连，活塞外筒另一端直接与第一级闪蒸室的上部相连，活塞外筒侧面设有旁路阀门。所述的装置本体外覆盖有保温材料。所述的第一级冷凝换热板、第二级冷凝换热板、第η-1级冷凝换热板、第η级冷凝换热板的倾角为5-30°。与现有技术相比，本技术具有以下优点1、本技术采用太阳能热管集热器吸收大面积上的太阳光，将全部能量集中起来，用于加热增压室内少量海水，使得增压室内海水迅速蒸发产生蒸汽，提高增压室内压力，快速启动海水淡化装置，并在5-30分钟内即可产生淡水，即使在阳光不充足的地区或季节，都充分及时地利用有阳光的时间，产生淡水以备急需时使用；另外，采用太阳能热管加热海水，可以将增压室布置在海平面以上或者以下，满足不同需求，方便灵活。2、本技术利用增压室产生的蒸汽提供海水淡化装置运行所需动力，使得本技术的方法和装置无需电力驱动设备，可彻底摆脱现有技术对电力的依赖，特别适合于偏远村庄、荒漠、海岛及其他无淡水、无电(或缺电)的地区使用，也可在航海船舶应急时使用。3、本技术中的补水阀门本体，采用一侧连接弹簧的中间带有补水孔的柱状活塞；不连接弹簧的一侧直接连通第一级闪蒸室，该侧截面所受压强随第一级闪蒸室内压强的变化而迅速变化；活塞另一侧上连接有弹簧，通过多孔介质管与第一级闪蒸室相通，该侧截面所受压强需要经过一段时间才能接近第一级闪蒸室内压强；每当增压室将海水喷入第一级闪蒸室后，第一级闪蒸室内压力迅速增加，推动活塞移动并压缩弹簧，使得补水孔连通增压室补水管道；随着活塞两侧截面所受压强逐渐接近，在弹簧的作用下活塞逐渐恢复原位，补水阀门关闭，补水结束；依此循环，不需外部动力，实现自动向增压室补水。4、本技术中，在海水喷入下一级闪蒸室时，压力突然下降发生闪蒸，蒸汽产生过程中不涉及受热面，有效防止了无机盐结垢。5、本技术中，各闪蒸室温度逐级降低，除第一级闪蒸室以外其余各级闪蒸室都能够高效吸收上一级闪蒸室水蒸气凝结时的潜热，促使闪蒸室底部海水蒸发，大大提高太阳能的利用效率；由于凝结换热板上温度均勻且两侧温差小，有效抑制了无机盐结垢。6、各级闪蒸室内的压力及水位都高于淡水收集箱，故可以直接利用带有逆止阀的淡水排水管将淡水槽内的淡水引出闪蒸室，并经预热储水室回收显热，提高能量利用效率。7、最后一级闪蒸室内的压力及水位都高于大气压，故可以直接利用带有逆止阀的浓海水排水管在预热储水室内回收大部分显热后将海水排放到外界。8、本技术方法和装置的能量利用效率高，单位集热面积的淡水产率是普通太阳能海水淡本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种太阳能多效利用海水淡化装置，其特征在于装置本体由下到上依次设有增压室（１）、绝热板（２）、第一级闪蒸室（３）、第一级冷凝换热板（４）、第二级闪蒸室（６）、第二级冷凝换热板（８）、第ｎ－１级闪蒸室（９）、第ｎ－１级冷凝换热板（１０）、第ｎ级闪蒸室（１３）、第ｎ级冷凝换热板（１５）、预热储水室（２２）；所述的第一级冷凝换热板（４）、第二级冷凝换热板（８）、第ｎ－１级冷凝换热板（１０）、第ｎ级冷凝换热板（１５）为倾斜布置；所述的第一级冷凝换热板（４）低端的下方布置第一级淡水槽（３２），第二级冷凝换热板（８）低端的下方布置第二级淡水槽（２９），第ｎ－１级冷凝换热板（１０）低端的下方布置第ｎ－１级淡水槽（２５），第ｎ级冷凝换热板（１５）低端的下方布置第ｎ级淡水槽（２３）；所述的增压室（１）的下部经第一级自动喷水阀（３４）与第一级闪蒸室（３）上部的第一级喷头（３３）相连，第一级喷头（３３）位于第一级淡水槽（３２）的下方；第一级闪蒸室（３）的下部经第二级自动喷水阀（３１）与第二级闪蒸室（６）上部的第二级喷头（３０）相连，第二级喷头（３０）位于第二级淡水槽（２９）的下方；第二级闪蒸室（６）的下部经第ｎ－１级自动喷水阀（２８）与第ｎ－１级闪蒸室（９）上部的第ｎ－１级喷头（２７）相连，第ｎ－１级喷头（２７）位于第ｎ－１级淡水槽（２５）的下方；第ｎ－１级闪蒸室（９）的下部经第ｎ级自动喷水阀（２６）与第ｎ级闪蒸室（１３）上部的第ｎ级喷头（２４）相连，第ｎ级喷头（２４）位于第ｎ级淡水槽（２３）的下方；所述的增压室（１）的上部经补水阀门（３６）和补水总阀门（３５）与预热储水室（２２）的下部相连；所述的增压室（１）底部布置有太阳能热管集热器（３８）的热管（３７）；所述的第一级淡水槽（３２）上方设有第一级淡水排水管（１９），第一级淡水排水管（１６）经过预热储水室（２２）内部换热后，经第一级逆止阀（１４）与淡水收集箱（５）连接；第二级淡水槽（２９）上方设有第二级淡水排水管（１８），第二级淡水排水管（１８）经过预热储水室（２２）内部后，经第二级逆止阀（１２）与淡水收集箱（５）连接；第ｎ－１级淡水槽（２５）上方设有第ｎ－１级淡水排水管（１７），第一淡水排水管（１７）经过预热储水室（２２）内部换热后，经第ｎ－１级逆止阀（１１）与淡水收集箱（５）连接；第ｎ级淡水槽（２３）上方设有第ｎ级淡水排水管（１６），第ｎ级淡水排水管（１６）经过预热储水室（２２）内部换热后，经第ｎ级逆止阀（７）与淡水收集箱（５）连接；所述的第ｎ级闪蒸室（１３）的底部设有浓海水排放管（２０），浓海水排放管（２０）经过预热储水室（２２）内部换热后与浓海水排放逆止阀（３９）连接；所述的预热储水室（２２）顶部设有海水进水阀门（２１）。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：肖刚，倪明江，岑可法，骆仲泱，高翔，方梦祥，周劲松，施正伦，程乐鸣，王勤辉，王树荣，余春江，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：实用新型
国别省市：86
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