[發(fā)明專(zhuān)利]海流能水下海水淡化機(jī)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610106581.6
• 申請(qǐng)日: 2016-02-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105731598A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳志強(qiáng);張亮;王文海
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 陳志強(qiáng)
• 主分類(lèi)號(hào): C02F1/44
• 分類(lèi)號(hào): C02F1/44;F03B13/26;C02F103/08
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于海洋能利用技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種海流能水下海水淡化機(jī)。

背景技術(shù)

海流能是指海底水道和海峽中較為穩(wěn)定的流動(dòng)以及由于潮汐導(dǎo)致的有規(guī)律的海水流動(dòng)而產(chǎn)生的能量。海流能具有來(lái)源穩(wěn)定可靠、能量密度高、儲(chǔ)藏量大的特點(diǎn)。我國(guó)海域遼闊，擁有非常豐富且具備良好開(kāi)發(fā)條件的海流能資源。海流能目前主要的利用方式是發(fā)電，大型海流能發(fā)電裝置需要著手解決向陸地輸送電力的難題，由于水力渦輪機(jī)周?chē)母咚偎骺倳?huì)擾動(dòng)海底電纜并使其與支撐結(jié)構(gòu)不斷發(fā)生摩擦，而電纜的輸入輸出端及任何接頭處都存在漏電可能，因此需要改進(jìn)發(fā)電機(jī)和電纜的連接方式以及遠(yuǎn)程輸電時(shí)海底電纜的鋪設(shè)方式。解決上述問(wèn)題最有效的方法是海流發(fā)電能量直接應(yīng)用于水下裝置構(gòu)成整體設(shè)備，就能徹底避免電力輸送的困難和費(fèi)用，目前世界多個(gè)國(guó)家正積極開(kāi)發(fā)各種水下設(shè)備，但主要應(yīng)用于軍事和國(guó)防的需要。另一方面，我國(guó)的沿海城市、海島、遠(yuǎn)洋船舶和海上作業(yè)平臺(tái)都面臨著淡水資源缺乏的問(wèn)題，而解決淡水缺乏的有效方法是海水淡化，其中的反滲透法近年來(lái)得到了較快的發(fā)展和較廣泛的應(yīng)用。反滲透法主要是消耗電能，因此可以考慮利用海流能發(fā)電裝置提供水下反滲透海水淡化設(shè)備所需的電能。設(shè)計(jì)水下反滲透裝置與目前的陸上反滲透裝置相比，有利于解決目前反滲透海水淡化面臨的兩大難題：一是陸上反滲透裝置的進(jìn)水取自海洋表面的海水，而世界各大海域的表層海水正日益受到各種化學(xué)化合物以及環(huán)境激素的污染，進(jìn)料海水中含有懸浮物、有機(jī)物、微生物等雜質(zhì)，不僅要求進(jìn)行混凝、澄清、過(guò)濾、消毒等復(fù)雜的預(yù)處理工藝，而且容易造成膜污染和能耗增加，更不可忽視的是目前的反滲透裝置制取的淡水的出水品質(zhì)較差，容易達(dá)不到飲用水的標(biāo)準(zhǔn)；二是陸上反滲透裝置的水回收率仍然較低，剩余濃鹽水的排放將對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生難以估量的影響。而采用水下反滲透裝置能夠取用清潔的深層海水，排出的濃海水也可以迅速被周?chē)Ｋ♂專(zhuān)虼司哂泻艽蟮膬?yōu)勢(shì)。與此同時(shí)，水下反滲透裝置制取的深海淡水比陸地凈水和表層海水的淡化水更有利于人類(lèi)健康，作為飲用水將產(chǎn)生更高的市場(chǎng)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益，有利于推動(dòng)未來(lái)海水淡化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種高效利用海流能、淡水價(jià)值高、能耗低、設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、對(duì)環(huán)境友好，運(yùn)行性能好、適應(yīng)性強(qiáng)的水下海水淡化機(jī)。

本發(fā)明的目的是通過(guò)下述的技術(shù)方案加以實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明是一種海流能水下海水淡化機(jī)，它包括殼體、垂直軸水力機(jī)、升速箱、永磁直流發(fā)電機(jī)、防反二極管、負(fù)荷控制器、蓄電池組、直流電機(jī)高壓泵、反滲透膜組件、淡水收集箱、直流電機(jī)輸送泵、進(jìn)料海水管道、排放海水管道、淡水收集管道、淡水輸送管道。所述的垂直軸水力機(jī)布置在殼體頂部外表面的上方位置；所述的升速箱、永磁直流發(fā)電機(jī)、防反二極管、負(fù)荷控制器、蓄電池組布置在殼體內(nèi)部空間的上方位置；所述的直流電機(jī)高壓泵、反滲透膜組件布置在殼體內(nèi)部空間的中間位置；所述的淡水收集箱、直流電機(jī)輸送泵布置在殼體內(nèi)部空間的下方位置；所述的垂直軸水力機(jī)的轉(zhuǎn)軸通過(guò)升速箱與永磁直流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸連接；所述的永磁直流發(fā)電機(jī)的輸出端通過(guò)電線路與負(fù)荷控制器的輸入端連接，并在該電線路上設(shè)置防反二極管；所述的負(fù)荷控制器有三個(gè)輸出端，分別通過(guò)電線路與直流電機(jī)輸送泵負(fù)載、直流電機(jī)高壓泵負(fù)載以及蓄電池組負(fù)載的接線端口連接并與永磁直流發(fā)電機(jī)的地端形成回路；所述的進(jìn)料海水管道的一端與外部海水接觸，另一端穿過(guò)殼體與反滲透膜組件的海水進(jìn)口連接，并在殼體內(nèi)部的進(jìn)料海水管道上設(shè)置直流電機(jī)高壓泵；所述的排放海水管道的一端與反滲透膜組件的海水出口連接，另一端穿過(guò)殼體與外部海水接觸；所述的淡水收集箱的進(jìn)水口通過(guò)淡水收集管道與反滲透膜組件的淡水出口連接；所述的淡水輸送管道的一端與淡水收集箱的出水口連接，另一端穿過(guò)殼體與其他設(shè)備連接，并在殼體內(nèi)部的淡水輸送管道上設(shè)置直流電機(jī)輸送泵。

采用上述方案后，本發(fā)明具有以下特點(diǎn)：

一、本發(fā)明利用海流能發(fā)電直接用于水下反滲透海水淡化機(jī)，避免了遠(yuǎn)程電力輸送的困難，更節(jié)省了鋪設(shè)海底電纜的費(fèi)用。

二、本發(fā)明得到深層海水制取的淡水，淡水品質(zhì)好，有益于人類(lèi)健康，經(jīng)濟(jì)價(jià)值比普通淡水高，有助于提高海水淡化的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

三、本發(fā)明與陸地反滲透裝置相比，利用海水的勢(shì)能提高了高壓泵的進(jìn)水壓力，減少了高壓泵的電耗，有利于降低海水淡化的成本。

四、本發(fā)明的原料為不受污染的深層海水，可以省略海水預(yù)處理的工藝，另外排放海水與外部海水的壓力差較小，能量損失也較小，從技術(shù)經(jīng)濟(jì)出發(fā)不必要采用能量回收裝置，因此本發(fā)明很大程度上簡(jiǎn)化了反滲透海水淡化的工藝流程，可有效降低海水淡化的綜合成本。