CN103964527B - 一种太阳能海水淡化厂 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种太阳能海水淡化厂，由碟式斯特林太阳能发电系统、斯特林热泵海水淡化系统、海水供给系统、淡水输运系统、海盐贮运系统、输电配电系统、自动控制系统组成。太阳能首先由蓄热式太阳能斯特林发电机转变为电能，依靠电能驱动斯特林热泵同时加热蒸发海水和冷凝水蒸汽，从而将海水分离成淡水和海盐。因为碟式斯特林太阳能发电系统热机效率高，斯特林热泵制热系数大，两者组合在一起，优势叠加，使其海水资源利用率高、淡水产量高水质好、没有任何排放、生产成本低。输电配电系统与外部电网相连，在太阳光照不足时，从外部电网取电补充，保证海水淡化正常进行。

Description

一种太阳能海水淡化厂

所属技术领域

本发明涉及一种海水淡化厂，具体为一种太阳能海水淡化厂。

背景技术

海水淡化是人类几百年来的梦想。面对水储量巨大的海洋，水源危机却越来越严重地威胁着人类生存。因此，消除水源危机的最终办法就是从海洋中获取淡水。为此，人类从最古老的蒸馏法到太阳能蒸馏法，直至近代发明的反渗透法，经历了漫长的探索过程，至今仍没有找到低成本、高产稳产、无环境污染的海水淡化法。太阳能蒸馏法的应用已经有了近150年的历史，至今仍被广泛采用。由于太阳能蒸馏法不消耗常规能源、安全环保、淡水纯度高等优点而越来越受到重视。

但是，现有的太阳能蒸馏法都是太阳光直接照射海水产生蒸汽并冷凝生产淡水，能效极低。如果通过其他的太阳能利用途径能提高能效、生产更多的淡水，人类从海洋中廉价获取淡水的梦想就会实现。利用碟式斯特林太阳能发电机将太阳能高效转变成电能，再利用斯特林热泵将电能转变成更多热量用于淡化海水的技术方案完全可以实现获取廉价淡水的梦想。

斯特林发电机热量流入端和热量流出端温度差越大，热机效率越高。能充分利用碟式系统集热温度高的优势，相同集热面积发出更多电。淡化海水蒸发和冷凝所需温差小，斯特林热泵能将更多的热量从热量流入端输送到热量流出端加热海水，制热系数大。两者优势叠加，热效能远远高于太阳光直接加热海水太阳能蒸馏法，必将大幅度降低海水淡化成本。而现有碟式斯特林太阳能发电技术和斯特林热泵技术足以支撑该技术方案成功实施。中国专利一种蓄热式太阳能斯特林发电机(201310261858.9)是碟式斯特林太阳能发电的关键技术；中国专利一种斯特林热泵海水淡化装置(201310330716.3)是海水淡化的高效设备。以这两项中国专利技术为核心，配置自动控制系统协调太阳能发电和海水淡化运行，配置输电配电系统合理分配电力，配置海水供给系统、淡水输运系统、海盐贮运系统确保生产连续进行，就是一种太阳能海水淡化厂。

发明内容

本发明的目的是利用碟式斯特林太阳能发电机发电，利用斯特林热泵海水淡化装置加热海水、冷凝淡水，各系统配合，将海水分离成淡水和盐。

为了实现上述目的，本发明的方案是：其结构包括碟式斯特林太阳能发电系统、斯特林热泵海水淡化系统、海水供给系统、淡水输运系统、海盐贮运系统、输电配电系统、自动控制系统。其特征在于：所述太阳能海水淡化厂建在海滩上或海面上及盐湖边。多台碟式斯特林太阳能发电机按规定间距排列，构成碟式斯特林太阳能发电系统；多台斯特林热泵海水淡化装置合理布置，构成斯特林热泵海水淡化系统；配置将海水供给每台斯特林热泵海水淡化装置的水泵和输水管，构成海水供给系统；配置将每台斯特林热泵海水淡化装置所产淡水输运出厂的水泵和输水管，构成淡水输运系统；配置贮运每台斯特林热泵海水淡化装置所产海盐的运输工具和仓库，构成海盐贮运系统。设置一个输电配电中心和一个自动控制中心。海水供给系统和淡水输运系统的水泵电动机由输电线连接输电配电中心、并由信号传输线连接自动控制中心。每台碟式斯特林太阳能发电机都由输电线连接输电配电中心，每台碟式斯特林太阳能发电机的控制系统都由信号传输线连接自动控制中心。每台斯特林热泵海水淡化装置的电动机都由输电线连接输电配电中心，每台斯特林热泵海水淡化装置的控制系统都由信号传输线连接自动控制中心。输电配电中心和所有输电线构成输电配电系统。自动控制中心和所有信号传输线构成自动控制系统。输电配电系统经输电线与太阳能海水淡化厂外部电网连接。

所述碟式斯特林太阳能发电系统采用中国专利一种蓄热式太阳能斯特林发电机。

所述斯特林热泵海水淡化系统采用中国专利一种斯特林热泵海水淡化装置。

本发明的优点在于：一是海水分离成淡水和海盐，没有任何排放，海水资源利用率高；二是斯特林太阳能发电机热机效率高，斯特林热泵加热能效高，太阳能综合利用率相应也高；三是输电配电系统与外部电网连接，在太阳光充足的时候，多余电力可外送，在太阳光不足的时候，可输入电力保证海水淡化，提高运行效益；四是关键设备斯特林太阳能发电机和斯特林热泵结构简单，量产成本低。

附图说明

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明：

图1是本发明供电线路方框图。

图1中，方框代表太阳光或太阳能海水淡化厂的各系统，方框连线代表输电线，方框连线箭头方向代表太阳能或电力输送方向。

具体实施方式

本实施例是用20台功率为25KW的碟式斯特林太阳能发电机构成碟式斯特林太阳能发电系统，总功率为500KW。将400KW用于斯特林热泵海水淡化系统制热，100KW作其他用途，配置2台电动机功率为200KW的斯特林热泵海水淡化装置构成斯特林热泵海水淡化系统。配置将海水供给该2台斯特林热泵海水淡化装置的水泵和输水管，构成海水供给系统。配置将该2台斯特林热泵海水淡化装置所产淡水输运出厂的水泵和输水管，构成淡水输运系统。配置贮运该2台斯特林热泵海水淡化装置所产海盐的运输工具和仓库，构成海盐贮运系统。设置一个输电配电中心和一个自动控制中心。海水供给系统和淡水输运系统的水泵电动机由输电线连接输电配电中心、并由信号传输线连接自动控制中心。每台碟式斯特林太阳能发电机都由输电线连接输电配电中心，每台碟式斯特林太阳能发电机的控制系统都由信号传输线连接自动控制中心。每台斯特林热泵海水淡化装置的电动机都由输电线连接输电配电中心，每台斯特林热泵海水淡化装置的控制系统都由信号传输线连接自动控制中心。输电配电中心和所有输电线构成输电配电系统。自动控制中心和所有信号传输线构成自动控制系统。图1是供电线路方框图，输电配电系统将来自碟式斯特林太阳能发电系统的电力，按图中箭头方向输送到各系统。自动控制系统通过设定调整各系统工作状态保证该太阳能海水淡化厂正常运行。输电配电系统经输电线与太阳能海水淡化厂外部电网连接。

本发明的工作过程是：自动控制中心向处于蓄热保温状态的碟式斯特林太阳能发电机发出启动指令，碟式斯特林太阳能发电机起动并向输电配电中心供电。自动控制中心紧接着向海水供给系统发出供水指令，向斯特林热泵海水淡化装置发出启动指令，斯特林热泵海水淡化装置开始工作。自动控制中心随后指令淡水输运系统、海盐贮运系统进入工作状态，将淡水和海盐运出。自动控制中心向处于工作状态的碟式斯特林太阳能发电机发出停止工作指令，碟式斯特林太阳能发电机停止运转，进入蓄热保温状态。海水供给系统、淡水输运系统、海盐贮运系统也停止运行。太阳光照不足的时候，可以从太阳能海水淡化厂外部电网取电补充，保证海水淡化正常进行。

Claims (3)

1.一种太阳能海水淡化系统，包括碟式斯特林太阳能发电系统、斯特林热泵海水淡化系统、海水供给系统、淡水输运系统、海盐贮运系统、输电配电系统、自动控制系统，其特征在于：所述太阳能海水淡化系统建在海滩上或海面上及盐湖边，多台碟式斯特林太阳能发电机按规定间距排列，构成碟式斯特林太阳能发电系统，多台斯特林热泵海水淡化装置合理布置，构成斯特林热泵海水淡化系统，配置将海水供给每台斯特林热泵海水淡化装置的水泵和输水管，构成海水供给系统，配置将每台斯特林热泵海水淡化装置所产淡水输运出系统的水泵和输水管，构成淡水输运系统，配置贮运每台斯特林热泵海水淡化装置所产海盐的运输工具和仓库，构成海盐贮运系统，设置一个输电配电中心和一个自动控制中心，海水供给系统和淡水输运系统的水泵电动机由输电线连接输电配电中心、并由信号传输线连接自动控制中心，每台碟式斯特林太阳能发电机都由输电线连接输电配电中心，每台碟式斯特林太阳能发电机的控制系统都由信号传输线连接自动控制中心，每台斯特林热泵海水淡化装置的电动机都由输电线连接输电配电中心，每台斯特林热泵海水淡化装置的控制系统都由信号传输线连接自动控制中心，输电配电中心和所有输电线构成输电配电系统，自动控制中心和所有信号传输线构成自动控制系统，输电配电系统经输电线与太阳能海水淡化系统外部电网连接。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能海水淡化系统，其特征在于：所述碟式斯特林太阳能发电系统采用的蓄热式太阳能斯特林发电机，包括热量流入端、热量流出端、机体、回热器、热量流入端气缸与回热器连接管、热量流出端气缸与回热器连接管、活塞组、热机转子、控制系统、蓄热室、发电机、蓄热介质。

3.根据权利要求1所述的一种太阳能海水淡化系统，其特征在于：所述斯特林热泵海水淡化系统采用的斯特林热泵海水淡化装置，包括斯特林热泵、风机、海水蒸发罐、海水流入管、水位观察窗、海盐排出阀、淡水冷凝器、淡水流出管、湿热空气流动风道、冷干空气流动风道。