[發(fā)明專利]利用潮汐能單向驅(qū)動(dòng)的調(diào)功式海水淡化及發(fā)電的裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210210368.1
• 申請(qǐng)日: 2010-12-04
• 公開（公告）號(hào): CN102840092A
• 公開（公告）日: 2012-12-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 凌長(zhǎng)明;鄭章靖;李軍;徐青;鄧朝暉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東海洋大學(xué)
• 主分類號(hào): F03B13/26
• 分類號(hào): F03B13/26;F03B13/00;C02F1/44;C02F103/08
• 代理公司: 廣東中億律師事務(wù)所 44277
• 代理人: 鄧春池;杜海江

本申請(qǐng)為中國(guó)申請(qǐng)日2010年12月4日，申請(qǐng)?zhí)?010105815528，名稱為“利用潮汐能驅(qū)動(dòng)的海水淡化及發(fā)電的方法與裝置”的分案申請(qǐng)。

技術(shù)領(lǐng)域

????本發(fā)明涉及一種海水淡化及發(fā)電裝置，特別是一種利用潮汐能驅(qū)動(dòng)的海水淡化及發(fā)電裝置。

背景技術(shù)

水是人類及一切生物賴以生存的重要物質(zhì)，地球擁有充足的水資源，水的總量達(dá)到14億立方千米，但是能被人類所利用的淡水資源卻很少，儲(chǔ)量?jī)H占全球總水量的2.53%，而且其中68.7％的淡水以固體冰川的形式存在，很難進(jìn)行開采利用，人類可以直接利用的淡水只有地下水、湖泊淡水和河床水，這三者總和約占地球總水量的0.77%，導(dǎo)致目前全世界約有80多個(gè)國(guó)家和地區(qū)嚴(yán)重缺水，占地球陸地面積的6O％，有15億人缺少飲用水，20億人得不到安全的用水，淡水資源危機(jī)已成為僅次于全球氣候變暖的世界第二大環(huán)境問題，淡水資源的缺乏與持續(xù)減少嚴(yán)重威脅到城市居民的飲水安全和人民群眾的健康。解決淡水資源危機(jī)，開拓新的安全水源將成為國(guó)家發(fā)展的重中之重。

海洋蘊(yùn)藏了全球97％的水量，海水淡化可以解決淡水資源匱乏這一問題。目前，海水淡化的方法有很多種，例如蒸餾法、反滲透法、冷凍法、電滲析法和溶劑萃取法等。在這些方法中，發(fā)展最快的是反滲透法，但目前利用反滲透海水淡化方式制取的淡水成本還是偏高，其主要原因之一就是目前極大部分的反滲透海水淡化都是使用高壓泵來制造高壓海水，而高壓泵是高耗能設(shè)備，需要消耗大量的電能，利用該設(shè)備每生產(chǎn)1立方米的淡水要消耗3—10度的電能，從而提高了反滲透海水淡化的成本。

利用傳統(tǒng)能源制造淡水，會(huì)增加碳排放，進(jìn)而降低環(huán)境質(zhì)量，最終又反過來污染人類可利用的淡水水源。

海洋能是一種可再生能源，取之不盡，用之不竭。典型的對(duì)海洋能進(jìn)行聚能的方法有波浪能或潮汐能利用漸縮通道將海水送到一定高度形成勢(shì)差的方法，但是利用這種方法來提升海水的高度是有限的，因此僅依靠流道結(jié)構(gòu)提升海水勢(shì)能的方法還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，由于壓差并不大，其效率往往比較低，不易利用。分析當(dāng)前的海洋能開發(fā)利用現(xiàn)狀不難看出，要想使海洋能的能量密度大幅度提高，設(shè)計(jì)一種有效的聚能裝置得到高壓海水對(duì)開發(fā)利用海洋能至關(guān)重要。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種利用潮汐能驅(qū)動(dòng)的海水淡化及發(fā)電的方法與裝置。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

????一種利用潮汐能驅(qū)動(dòng)的海水淡化及發(fā)電的方法，在海邊建立蓄水池，利用漲潮時(shí)大海中的高位海水在流向所述蓄水池內(nèi)的過程中沖擊水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)和/或退潮后蓄水池中的高位海水在流向大海的過程中沖擊水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，水輪機(jī)通過增速裝置帶動(dòng)高壓泵工作產(chǎn)生高壓海水，高壓海水流經(jīng)反滲透膜組件制取淡水，從反滲透膜組件中排出的高壓濃海水沖擊渦輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，渦輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)工作產(chǎn)生電能，實(shí)現(xiàn)海洋能的綜合利用。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法的裝置可以有很多種，本發(fā)明給出8種結(jié)構(gòu)不同的裝置。

第一種裝置包括：

【A1】、蓄水池，該蓄水池的海水進(jìn)口設(shè)置有單向水閘；

【B1】、水輪機(jī)，其進(jìn)水口與所述蓄水池的出水口連通，出水口與大海連通；

【C1】、變速箱，該變速箱的動(dòng)力輸入軸與所述水輪機(jī)的動(dòng)力輸出軸連接；

【D1】、高壓泵，其動(dòng)力輸入軸與所述變速箱的動(dòng)力輸出軸連接，所述高壓泵的進(jìn)水口與大海中的海水或蓄水池中的海水連通；

【E1】、反滲透膜組件，設(shè)置有淡水出口和濃海水出口，該反滲透膜組件的進(jìn)水口與所述高壓泵的出水口連通；

【F1】、渦輪機(jī)，其進(jìn)水口與所述反滲透膜組件的濃海水出口連通，出水口與大海連通；

【G1】、發(fā)電機(jī)，該發(fā)電機(jī)的動(dòng)力輸入軸與渦輪機(jī)的動(dòng)力輸出軸連接。

???第二種裝置包括：

【A2】、蓄水池，該蓄水池的海水進(jìn)口設(shè)置有單向水閘；

【B2】、水輪機(jī)，其進(jìn)水口與所述蓄水池的出水口連通，出水口與大海連通；

【C2】、變速箱，該變速箱的動(dòng)力輸入軸與所述水輪機(jī)的動(dòng)力輸出軸連接；

【D2】、高壓泵，其動(dòng)力輸入軸與所述變速箱的動(dòng)力輸出軸連接，所述高壓泵的進(jìn)水口與大海中的海水或蓄水池中的海水連通；

【E2】、反滲透膜組件，設(shè)置有淡水出口和濃海水出口，該反滲透膜組件的進(jìn)水口通過第一單向閥與所述高壓泵的出水口連通；

【F2】、增壓泵，其進(jìn)水口通過第二單向閥與連通所述第一單向閥和高壓泵的管路連通，增壓泵的出水口與連通所述第一單向閥和反滲透膜組件的連接管路連通；