CN202924780U - 一种海水淡化及发电综合利用装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了属于海水淡化技术领域的一种海水淡化及发电综合利用装置。此装置主要由太阳能集热器、闪蒸器、集热板、汽轮机、冷凝管组成，其将海水输送至太阳能集热器，从池底引出的高温海水借助雾化喷头进入闪蒸器中进行闪蒸，利用集热板聚集太阳辐射对管壁进行加热使得产生的蒸汽升温，高温蒸汽沿管道流入汽轮机使其转动产生电能，流出汽轮机的蒸汽被置于海水中的冷凝器快速冷凝得到淡水。本实用新型利用太阳能的热效应使海水升温蒸发，并采用一种带有雾化喷头的提升管作为蒸馏装置，具有原料易取、耗能少、成本低、效率高、对环境无污染等优点。
Description
技术领域
本实用新型属于海水淡化技术领域，具体涉及一种利用太阳能将海水进行蒸馏产生蒸汽的海水淡化及发电综合利用装置。
背景技术
海洋是地球物质资源最丰富的宝库，具有巨大的资源开发潜力，海洋中蕴藏着潮汐能、波浪能、海浪能、海水温差能和盐差能等，对于一些沿海区域和海岛来说，尽管其供水供电的需求相对较高，但是它们周围大多数的海洋能源以及海上丰富的太阳能并没有被充分利用以满足这些需求。目前，淡水资源的短缺已经成为人类发展的较为严峻的问题，从海洋中获取淡水已然成为一种必然的趋势，至今比较可靠的海水淡化技术主要有多效闪蒸（MED)、多级蒸馏(MSF)、电渗析(ED)、反渗透(RO)等，但是它们都不同程度地存在成本较高、耗能较大、效率较低、操作较繁琐、污染较严重等缺陷。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种海水淡化及发电综合利用装置。
一种海水淡化及发电综合利用装置，汽轮机1分别与发电机2、冷凝管3以及闪蒸器7的蒸汽出口17出口相连，冷凝管3的另一端设有气泵4和第一阀门5；汽轮机1与蒸汽出口17出口间设有第五阀门18；太阳能集热器12底部的输出管道与闪蒸器7的进液管21相连，两者之间的输出管道上依次设置第四阀门10、过滤器9以及第三阀门8；太阳能集热器12与表层海水抽水泵13相连，太阳能集热器12底部具吸热膜底14；有闪蒸器7的再利用溶液出口23上具有第二阀门6；闪蒸器7上部四周包围有角度可调的弧形集热板15，闪蒸器7上部与真空泵16相连。
所述太阳能集热器12的外壁为坡型，坡度比为1：1。
所述闪蒸器7包括筒体20外顶部设置蒸汽出口17，底部设置进液管21、浓溶液出口22和再利用溶液出口23，进液管21在筒体20内的一端具有雾化喷头19；筒体20外一侧具有真空抽气管道26，筒体20内顶部具有除沫器25，底部一侧设有溢流堰24。
本实用新型的有益效果为：本装置所需原料为天然海水，热源为太阳辐射，资源丰富易取，又采取了新的技术和设计，产物无污染，最大化避免负功率输出，相比一些其他的海洋发电和海水淡化工程来说，提高了效率，减少了投资，降低了成本；整套装置的运行中保证了三种产物的出现，分别是利用太阳能对海水进行蒸馏后闪蒸器内所剩余的高盐度的溶液，加热的高温蒸汽推动汽轮机转动发出的电能，以及蒸汽冷凝后获得的淡水，三种产物在系统工作工程中同时产生，达到了能源资源的高效利用。
附图说明
图1为海水淡化及发电综合利用装置的整体结构示意图；
图2为海水淡化及发电综合利用装置中太阳池结构立体图；
图3为海水淡化及发电综合利用装置中闪蒸器三视图；
其中各标号为：1-汽轮机；2-发电机；3-冷凝管；4-气泵；5-第一阀门；6-第二阀门；7-闪蒸器；8-第三阀门；9-过滤器；10-第四阀门；11-水泵；12-太阳能集热器；13-表层海水抽水泵；14-吸热膜底；15-弧形集热板；16-真空泵；17-蒸汽出口；18-第五阀门；19-雾化喷头；20-筒体；21-进液管；22-浓溶液出口；23-再利用溶液出口；24-溢流堰；25-除沫器 26-真空抽气管道。
图4为海水淡化及发电综合利用装置的工作流程图。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实例对本发明做进一步说明。
一种海水淡化及发电综合利用装置，如图1-3所示，汽轮机1分别与发电机2、冷凝管3以及闪蒸器7的蒸汽出口17出口相连，冷凝管3的另一端设有气泵4和第一阀门5；汽轮机1与蒸汽出口17出口间设有第五阀门18；太阳能集热器12底部的输出管道与闪蒸器7的进液管21相连，两者之间的输出管道上依次设置第四阀门10、过滤器9以及第三阀门8；太阳能集热器12与表层海水抽水泵13相连，太阳能集热器12底部具吸热膜底14；有闪蒸器7的再利用溶液出口23上具有第二阀门6；闪蒸器7上部四周包围有角度可调的弧形集热板15，闪蒸器7上部与真空泵16相连。闪蒸器7包括筒体20外顶部设置蒸汽出口17，底部设置进液管21、浓溶液出口22和再利用溶液出口23，进液管21在筒体20内的一端具有雾化喷头19；筒体20外一侧具有真空抽气管道26，筒体20内顶部具有除沫器25，底部一侧设有溢流堰24。
按照图4所示的流程图，装置中的太阳能集热器12放置在海上平台，装置工作前，用真空泵16将装置中的气体抽出使得系统达到接近真空的状态。表层海水抽水泵13将浅层海水抽入太阳能集热器12，太阳能集热器12内的海水吸收太阳辐射升温，通过水泵11将其底部海水抽入过滤器9，过滤后的温海水有管道输送至闪蒸器7，通过闪蒸器7进口处的雾化喷头19被雾化成小液滴，液滴在闪蒸器中发生闪蒸产生水蒸气，再起底部和顶部形成的压差带动水蒸气上升，在上升过程中，由于闪蒸器7外部包围着的弧形集热板15聚集了大量的太阳辐射，因而管内的蒸汽被加热为高温蒸汽，待高温蒸汽聚集一段时间后创造足够的压强条件，此时打开第五阀门18，高温蒸汽流入汽轮机1推动叶片转动，通过发电机2发电产生电能，从汽轮机1流出的蒸汽进入冷凝管3，在冷凝管3内迅速液化，冷凝管3置于冷海水中，由于稳定的蒸汽流入冷凝管3液化，在管内便会形成一股稳定的吸力，作为蒸汽流过轮机的动力，并在系统中作为连续循环的动力，定期打开闪蒸器底部的第五阀门18收集高浓度盐溶液，发生意外时，真空泵16与第五阀门18可用作使系统稳定的应急工具。整个系统运作的过程中同时产生了电能、盐卤水和淡水。
本装置中，表层海水抽水泵13将浅层海水抽入太阳能集热器12后，通过池底涂敷的吸热膜底14吸收太阳辐射，形成太阳能向热能的转化，池底连接输出管道通过水泵可将一次加热的温海水输入下一级闪蒸器的雾化喷头，太阳能集热器12外壁设计成坡型，采用1:1坡度比，装置深度的选择依赖于对贮存热量的要求，装置底涂敷深色（黑色）吸热集热材料作为热能的吸收部件-吸热膜底14，装置造价低，故障率也很小，可以充分利用海洋富裕的太阳能资源，加热效率较高。
本装置中，闪蒸器7进口处的雾化喷头19，真空泵16和管底部的浓溶液出口22，真空泵16将闪蒸器7管体20内的气体抽出后为海水的闪蒸创造低压条件，管道中的温海水流进雾化喷头19中被雾化成小液滴喷入提升管内，在低压环境中，雾滴快速闪蒸完成，用提升管底部和顶部形成的压差带动闪蒸的水蒸气上升，同时在提升管的四周放置角度可调的弧形集热板15，聚集太阳辐射的热量以加热管内的蒸汽，用来提供温度维持压强，最终的高温蒸汽从管体20顶部流出，进入汽轮机1中推动叶片发电，闪蒸器中剩余的高盐度溶液从管底部的浓溶液出口22流出。
本实装置是一套将海水淡化、发电及高浓度盐溶液生产效果三合一的一体化新型装置，海水装置利用太阳能集热器使海水升温并借助集热板聚集太阳辐射产生高温蒸汽，充分发挥了海洋能和太阳能两种新能源的优势，并采用一种带有雾化喷头的提升管作为蒸馏装置，提高了闪蒸效率。总之，本新型海水淡化及发电综合利用装置的整体结构和各环节的设计获得了低成本、低耗能的效益，具有实用性和高效性。
Claims (3)
1.一种海水淡化及发电综合利用装置，其特征在于：汽轮机（1）分别与发电机（2）、冷凝管（3）以及闪蒸器（7）的蒸汽出口（17）出口相连，冷凝管（3）的另一端设有气泵（4）和第一阀门（5）；汽轮机（1）与蒸汽出口（17）出口间设有第五阀门（18）；太阳能集热器（12）底部的输出管道与闪蒸器（7）的进液管（21）相连，两者之间的输出管道上依次设置水泵（11）、第四阀门（10）、过滤器（9）以及第三阀门（8）；太阳能集热器（12）与表层海水抽水泵（13）相连，太阳能集热器（12）底部具吸热膜底（14）；有闪蒸器（7）的再利用溶液出口（23）上具有第二阀门（6）；闪蒸器（7）上部四周包围有角度可调的弧形集热板（15），闪蒸器（7）上部与真空泵（16）相连。
2.根据权利要求1所述的一种海水淡化及发电综合利用装置，其特征在于：所述太阳能集热器（12）外壁为坡型，坡度比为1:1。
3.根据权利要求1所述的一种海水淡化及发电综合利用装置，其特征在于：所述闪蒸器（7）包括筒体（20）外顶部设置蒸汽出口（17），底部设置进液管（21）、浓溶液出口（22）和再利用溶液出口（23），进液管（21）在筒体（20）内的一端具有雾化喷头（19）；筒体（20）外一侧具有真空抽气管道（26），筒体（20）内顶部具有除沫器（25），底部一侧设有溢流堰（24）。
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