CN105545667B - 一种深海海底淡水输送***及输送方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种深海海底淡水输送***及输送方法：所述的***包括设置于海底的水箱，所述的水箱上设置有海水进口阀和其下部设置有出口阀的浓海水进口阀，所述的水箱内设置有相变室，所述变相室上端的两侧分别设置有淡水出水口和连接淡水水箱的淡水进水口，所述的相变室内设置有活塞，所述活塞下部腔室内充有CO₂和乙烷组成的混合工质；所述的方法包括将深海海底淡水输送的运输到陆地的三个步骤。本发明的优点是：充分利用了浓海水与冷海水的温度差以及CO₂工质在收缩、膨胀过程中比容变化较大的特点，使深海海底淡水的输送方法趋于简单，实现了低成本、高效率输送深海海底淡水的目的，比之现有技术，既降低了成本，又避免了严重的设备损耗。

Description

一种深海海底淡水输送***及输送方法

技术领域

本发明属于海水淡化技术领域，更具体的说，本发明涉及一种将深海海底淡水输送到陆地的输送***及方法。

背景技术

水是生命的源泉，也是人类赖以生存的资源，它是社会经济发展的命脉。然而，我们现在却面临着水资源严重短缺的问题。有数据显示，储存于地球的总储水量约1386×10^7亿立方米，其中海洋水为1338×10^7亿立方米，约占全球总水量的96.5％，在余下的水量中地表水占1.78％，地下水占1.69％，人类主要利用的淡水约35×10^7亿立方米，在全球总储水量中只占2.53％。因此，充分利用海水淡化来缓解水资源短缺的问题刻不容缓。

目前，海水淡化技术主要采用的是蒸馏法和反渗透法，而有些深海区域是利用高压自然水柱的压力进行海水淡化。这项技术可以充分利用可资利用的新能源，不仅能节约用电和预处理费用，而且还可节约膜更换的费用，制水成本较低。然而，在海底淡化后的淡水运输到陆地上却需要更多的能量。传统的做法是采用泵进行抽吸，这种做法比较简单，但是却会付出更多的代价，从而增加成本，而且设备的损耗也比较严重。

发明内容

本发明的目的就是解决以上现有技术存在的问题，并为此提供一种深海海底淡水输送***及输送方法。

本发明的技术方案是：

一种深海海底淡水输送***，包括设置于海底的水箱，所述水箱上端的两侧分别设置有海水进口阀和浓海水进口阀，所述浓海水进口阀的下部设置有出口阀；所述的水箱内设置有其上端突出所述水箱的相变室，所述相变室上端的一侧通过单向阀设置有淡水出水口，所述相变室上端的另一侧通过单向阀设置有连接淡水水箱的淡水进水口；所述的相变室内设置有将其分成上、下两个腔室的活塞，所述相变室的下腔室内充有CO₂和乙烷组成的混合工质。

一种采用以上***输送深海海底淡水的方法，包括以下流程：

(1)打开海水进口阀，向水箱内注入冷海水，使CO₂和乙烷组成的混合工质收缩并带动活塞下降，淡水水箱内的淡水通过淡水进水口进入相变室的上腔室；

(2)打开浓海水进口阀，向所述的水箱内通入淡化后的浓海水，使水箱内的冷海水通过出口阀排出，使CO₂工质受热膨胀并带动活塞上升，使相变室上腔室的淡水通过淡水出水口输送到岸边陆地；

(3)交替(1)、(2)的流程步骤，通过所述相变室下腔室内CO₂和乙烷组成的混合工质的收缩、膨胀，带动所述的活塞下降、升起，从而将所述相变室上腔室内的淡水不断的输送到岸边陆地。

本发明与现有技术相比，其有益效果是：

(1)应用高压自然水柱的压力进行海水淡化，并充分利用淡化后浓海水与海底冷海水的温度差进行淡水运输，减少了淡水运输的做功消耗；

(2)充分利用了浓海水与冷海水的温度差以及CO₂工质在收缩、膨胀过程中比容变化较大的特点，使深海海底淡水的输送方法趋于简单，实现了低成本、高效率输送深海海底淡水的目的；

(3)选用具有原料来源广、价格便宜、环保无污染、可以减小密封代价等优势的CO₂作为工质，并且将其与乙烷相混合，以提高工作效率；

(4)通过浓海水与海底冷海水的温度差以及活塞的收缩、膨胀进行淡水输送，比之传统的泵抽吸方法，既降低了成本，又避免了严重的设备损耗，具有很好的实用性。

附图说明

附图是本发明***的结构示意图。

图中标记：1-水箱、2-相变室、3-海水进口阀、4-活塞、5-淡水出口阀、6-淡水进口阀、7-淡水水箱、8-浓海水进口阀 9、冷海水出口阀。

具体实施方式

为了使本发明更容易被清楚理解，下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作以详细说明。

参照图1，本发明的深海海底淡水输送***，包括设置于海底的水箱1，所述水箱1上端的两侧分别设置有海水进口阀3和浓海水进口阀8，所述浓海水进口阀8的下部设置有出口阀9；

所述的水箱1内设置有其上端突出所述水箱1的相变室2，所述相变室2上端的一侧通过单向阀连接淡水出水口5，所述相变室2上端的另一侧通过单向阀连接淡水进水口6，所述的淡水进水口6连接淡水水箱7；

所述的相变室2内设置有活塞4，所述的活塞4将所述的相变室2分成上上腔室和下腔室，所述的下腔室内充有CO₂和乙烷组成的混合工质。

本发明采用深海海底淡水输送***输送深海海底淡水的方法是：

(1)打开海水进口阀3，向水箱1内注入冷海水，使相变室2内的CO₂和乙烷组成的混合工质在冷海水的低温下收缩，所述的活塞4由于自身重力下降，所述淡水水箱7内的淡水通过连接单向阀的淡水进水口6进入所述相变室2的上腔室；

(2)打开浓海水进口阀8，向所述的水箱1内通入淡化后较高温度的浓海水，使所述水箱1内的冷海水通过出口阀9排出，所述相变室2内的CO₂工质受热膨胀，所述的活塞4由于CO₂工质的膨胀作用上升，使所述相变室2上腔室的淡水通过连接单向阀的淡水出水口5输送到岸边陆地；

(3)交替(1)、(2)流程步骤，通过所述相变室2下腔室内CO₂工质的收缩、膨胀，带动所述的活塞4下降、升起，从而将所述相变室2上腔室内的淡水不断的输送到岸边陆地，再运输到需要的地方。

以上参照附图和实施例对本发明的技术方案进行了示意性描述，该描述没有限制性。本领域的技术人员应能理解，在实际应用中，本发明中各个技术特征的设置方式均可能发生某些变化，而其他人员在其启示下也可能做出相似设计。特别需要指出的是：只要不脱离本发明的设计宗旨，所有显而易见的细节变化或相似设计，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种深海海底淡水输送***，包括设置于海底的水箱，其特征在于：所述水箱上端的两侧分别设置有海水进口阀和浓海水进口阀，所述浓海水进口阀的下部设置有出口阀；所述的水箱内设置有其上端突出所述水箱的相变室，所述相变室上端的一侧通过单向阀设置有淡水出水口，所述相变室上端的另一侧通过单向阀设置有连接淡水水箱的淡水进水口；所述的相变室内设置有将其分成上、下两个腔室的活塞，所述相变室的下腔室内充有CO₂和乙烷组成的混合工质。

2.一种采用权利要求1所述的深海海底淡水输送***输送深海海底淡水的方法，其特征在于：该方法包括以下流程：

(1)打开海水进口阀，向水箱内注入冷海水，使CO₂和乙烷组成的混合工质收缩并带动活塞下降，淡水水箱内的淡水通过淡水进水口进入相变室的上腔室；

(2)打开浓海水进口阀，向所述的水箱内通入淡化后的浓海水，使水箱内的冷海水通过出口阀排出，使CO₂工质受热膨胀并带动活塞上升，使相变室上腔室的淡水通过淡水出水口输送到岸边陆地；

(3)交替(1)、(2)的流程步骤，通过所述相变室下腔室内CO₂和乙烷组成的混合工质的收缩、膨胀，带动所述的活塞下降、升起，从而将所述相变室上腔室内的淡水不断的输送到岸边陆地。