[发明专利]一种波浪能驱动的海水温差能海水淡化装置及方法

说明书

技术领域

本发明主要涉及海洋能海水淡化技术领域。 

背景技术

海水淡化是解决水资源危机的有效方法。按分离过程分类,海水淡化方法主要有蒸馏法、膜法、结晶法、溶剂萃取法和离子交换法等。蒸馏法是海水加热后将产生的蒸汽凝缩而得到淡水的一种方法，设备简单可靠，水质较高，是最早采用的、最成熟的海水淡化技术。膜法海水淡化技术是指用天然或人工合成的高分子薄膜,以外界能量或化学位差为推动力将海水溶液中盐分和水分离的方法。由于过程中不存在相变,能量消耗较少,是目前海水淡化方法中最具潜力的方法之一。无论是蒸馏法、反渗透海水淡化技术或是其它方法,都是以消耗能源作为代价来换取淡水的技术。近年来,为了减少或替代常规能源，以风能、太阳能为代表的可再生能源海水淡化技术已经在全球各个国家得到广泛应用,此外以潮汐能、波浪能、温差能等海洋可再生能源的海水淡化技术也广泛受到重视,各国都在加快研究步伐。采用成熟的海水淡化技术与海洋能结合,在远离大陆的海岛或海面等特定场合,靠自身丰富的海洋能即可解决淡水供应问题,而不必远途运输淡水或输送能源,减少或取消对外来能源的依靠,同时不产生能源的二次污染,对于在恶劣海洋环境下保障供给、保护海洋环境等具有重要意义。 

我国作为一个有300万平方公里的海洋大国,海域上散布着众多的海岛和岛群,据初步统计,面积500 m²以上的岛屿就有6900多个,面积500 m²以下的海岛和岩礁近万个。水资源短缺是海岛开发建设的瓶颈,海水淡化是解决海岛水资源短缺的根本途径。研究发展不同技术类型的小型海水淡化装置,是加强国防、维护国家权益和加快海岛开发建设及经济发展的重要需求。另外,小型淡化装置还可用于舰船、石油钻井平台等场合,为远海资源开发、深海油气探测、海洋科学考察、海洋维权等提供充足淡水资源。 

海水温度随水深增加而降低，作为温差能利用装置的温、冷源海水来自于海洋表面海水和海洋表面下的海水。在表面海水温度不变的条件下，海水温差 越大，冷源海水的取水口就越深，海洋施工困难就越多、费用就越高，但输出的能量也相应增加，目前温差发电实际应用中要求温差在20℃以上；海水温差要求低，冷源海水的取水口就浅，海洋施工就容易、海洋工程费用就低，但输出的能量小，小到有可能不能维持装置自身运转。因此提出低温差要求而又能维持装置正常工作的设想和方法对于提高装置的性价比、拓宽温差能时空利用范围具有重要的意义。 

发明内容

本发明提供一种海洋波浪能驱动的海洋温差能海水淡化装置，该装置结构简单，便于制作，可移动，充分利用了波浪能和温差能，提高了装置的能量来流密度、降低了装置对海水温差的要求，扩展了装置的时空使用范围，主要生产淡水，兼顾输出照明等自耗电力。 

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案为： 

本发明主要由负压闪蒸设备和波浪能俘获设备组成，是一种波浪能启动和驱动的海水温差海水淡化装置，包括浮箱，还包括后弯管、空气透平、真空泵、闪蒸器、温源排水泵、冷凝器、冷源抽水泵、淡水箱、淡水排水泵和若干管路，所述浮箱内置有后弯管，后弯管的后端位于海水面以下，后弯管的前端伸出海平面并且该端口连接空气透平，空气透平分别驱动真空泵、温源排水泵、冷源抽水泵、淡水排水泵；所述浮箱是一个浮力平台，平台上设有闪蒸器、冷凝器、淡水箱和若干管道，所述闪蒸器连接有温源入水管道、温源排水管道，闪蒸器通过蒸汽管连通冷凝器，所述冷凝器内的冷凝管连接有冷源入水管道和冷源排水管道，所述淡水箱是一个连通冷凝器的密封箱并连接有淡水排水管，所述真空泵与淡水箱连通，所述温源排水泵设在闪蒸器温源排水管道上，淡水排水泵设在淡水箱的淡水排水管上，冷源抽水泵设在冷凝器的冷源入水管道上，且冷源入水管道的入口海水温度低于温源入水管道的入口海水温度。