[發明專利]一種深海海底淡水輸送系統及輸送方法

有效

• 申請號: 201610084257.9
• 申請日: 2016-02-05
• 公開（公告）號: CN105545667B
• 公開（公告）日: 2017-10-13
• 發明（設計）人: 安青松;汪健生;朱強;許媛欣;岳開紅;孟鋒
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: F04B19/22
• 分類號: F04B19/22
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所12201
• 代理人: 葉青

技術領域

本發明屬于海水淡化技術領域，更具體的說，本發明涉及一種將深海海底淡水輸送到陸地的輸送系統及方法。

背景技術

水是生命的源泉，也是人類賴以生存的資源，它是社會經濟發展的命脈。然而，我們現在卻面臨著水資源嚴重短缺的問題。有數據顯示，儲存于地球的總儲水量約1386×10^7億立方米，其中海洋水為1338×10^7億立方米，約占全球總水量的96.5％，在余下的水量中地表水占1.78％，地下水占1.69％，人類主要利用的淡水約35×10^7億立方米，在全球總儲水量中只占2.53％。因此，充分利用海水淡化來緩解水資源短缺的問題刻不容緩。

目前，海水淡化技術主要采用的是蒸餾法和反滲透法，而有些深海區域是利用高壓自然水柱的壓力進行海水淡化。這項技術可以充分利用可資利用的新能源，不僅能節約用電和預處理費用，而且還可節約膜更換的費用，制水成本較低。然而，在海底淡化后的淡水運輸到陸地上卻需要更多的能量。傳統的做法是采用泵進行抽吸，這種做法比較簡單，但是卻會付出更多的代價，從而增加成本，而且設備的損耗也比較嚴重。

發明內容

本發明的目的就是解決以上現有技術存在的問題，并為此提供一種深海海底淡水輸送系統及輸送方法。

本發明的技術方案是：

一種深海海底淡水輸送系統，包括設置于海底的水箱，所述水箱上端的兩側分別設置有海水進口閥和濃海水進口閥，所述濃海水進口閥的下部設置有出口閥；所述的水箱內設置有其上端突出所述水箱的相變室，所述相變室上端的一側通過單向閥設置有淡水出水口，所述相變室上端的另一側通過單向閥設置有連接淡水水箱的淡水進水口；所述的相變室內設置有將其分成上、下兩個腔室的活塞，所述相變室的下腔室內充有CO₂和乙烷組成的混合工質。

一種采用以上系統輸送深海海底淡水的方法，包括以下流程：

(1)打開海水進口閥，向水箱內注入冷海水，使CO₂和乙烷組成的混合工質收縮并帶動活塞下降，淡水水箱內的淡水通過淡水進水口進入相變室的上腔室；

(2)打開濃海水進口閥，向所述的水箱內通入淡化后的濃海水，使水箱內的冷海水通過出口閥排出，使CO₂工質受熱膨脹并帶動活塞上升，使相變室上腔室的淡水通過淡水出水口輸送到岸邊陸地；

(3)交替(1)、(2)的流程步驟，通過所述相變室下腔室內CO₂和乙烷組成的混合工質的收縮、膨脹，帶動所述的活塞下降、升起，從而將所述相變室上腔室內的淡水不斷的輸送到岸邊陸地。

本發明與現有技術相比，其有益效果是：

(1)應用高壓自然水柱的壓力進行海水淡化，并充分利用淡化后濃海水與海底冷海水的溫度差進行淡水運輸，減少了淡水運輸的做功消耗；

(2)充分利用了濃海水與冷海水的溫度差以及CO₂工質在收縮、膨脹過程中比容變化較大的特點，使深海海底淡水的輸送方法趨于簡單，實現了低成本、高效率輸送深海海底淡水的目的；

(3)選用具有原料來源廣、價格便宜、環保無污染、可以減小密封代價等優勢的CO₂作為工質，并且將其與乙烷相混合，以提高工作效率；

(4)通過濃海水與海底冷海水的溫度差以及活塞的收縮、膨脹進行淡水輸送，比之傳統的泵抽吸方法，既降低了成本，又避免了嚴重的設備損耗，具有很好的實用性。

附圖說明

附圖是本發明系統的結構示意圖。

圖中標記：1-水箱、2-相變室、3-海水進口閥、4-活塞、5-淡水出口閥、6-淡水進口閥、7-淡水水箱、8-濃海水進口閥 9、冷海水出口閥。

具體實施方式

為了使本發明更容易被清楚理解，下面結合附圖和實施例對本發明的技術方案作以詳細說明。

參照圖1，本發明的深海海底淡水輸送系統，包括設置于海底的水箱1，所述水箱1上端的兩側分別設置有海水進口閥3和濃海水進口閥8，所述濃海水進口閥8的下部設置有出口閥9；

所述的水箱1內設置有其上端突出所述水箱1的相變室2，所述相變室2上端的一側通過單向閥連接淡水出水口5，所述相變室2上端的另一側通過單向閥連接淡水進水口6，所述的淡水進水口6連接淡水水箱7；

所述的相變室2內設置有活塞4，所述的活塞4將所述的相變室2分成上上腔室和下腔室，所述的下腔室內充有CO₂和乙烷組成的混合工質。