CN106698568A - 自动手动双模式太阳能梯级沸腾海水淡化装置及工作方法 - Google Patents

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Abstract

一种自动手动双模式太阳能梯级沸腾海水淡化装置及工作方法，属于太阳能海水淡化领域。本装置利用文丘里管制造负压环境使得海水可在负压沸腾室中进行负压蒸发，其蒸汽进入预热室预热即将进入负压沸腾室的海水，自身冷凝得到淡水；自负压沸腾室出来的海水进入常压沸腾室进行常压蒸发，其蒸汽进入负压沸腾室释放潜热，并冷凝得到淡水。本发明正常工况下采用水泵将海水送入***，当水泵无法工作时，可改为手动添加海水。此时，海水经过负压沸腾室预热之后进入常压沸腾室蒸发，其蒸汽进入负压沸腾室释放潜热，并冷凝得到淡水。本发明采用耐腐蚀材料制作，可降低海水的腐蚀作用。其结构简单，占地面积小，可靠性高。

Description

自动手动双模式太阳能梯级沸腾海水淡化装置及工作方法
技术领域
本发明涉及一种自动手动双模式太阳能梯级沸腾海水淡化装置及工作方法，属于太阳能海水淡化领域。
背景技术
地球上97%以上的水为海水，而适宜人类利用的淡水仅约为0.01%。从海水中获取淡水是一种必然的趋势，所以利用太阳能获取淡水受到高度重视，而海水的梯级蒸发，通过回收***中的热能来蒸发更多的海水，具有节能效益。
发明内容
本发明的目的就是提供一种小型的梯级蒸发海水淡化装置及方法，其特点是装置耐腐蚀，充分利用太阳能，有自动和手动两种模式，可靠性高。
一种自动手动双模式太阳能梯级沸腾海水淡化装置，其特征在于，包括水泵、文丘里管、预热室、负压沸腾室、常压沸腾室、热管真空管、气液分离器、折板、淡水存储罐和阀门。其中，海水经过第一水泵与文丘里管的进口端相连，文丘里管吸入端与淡水储液罐相连，文丘里管的出口端经过第二阀门与预热室海水进口相连，预热室海水出口经第四阀门与负压沸腾室海水进口相连，负压沸腾室蒸汽出口与气液分离器的入口相连，气液分离器的出口与预热室热端进口相连，预热室热端出口通过第三阀门与淡水储液罐入口相连，负压沸腾室浓海水出口经第二水泵与常压沸腾室海水进口相连，常压沸腾室蒸汽出口与负压沸腾室热端进口相连，负压沸腾室热端出口经第五阀门与淡水储液罐入口相连，常压沸腾室浓海水出口通过第七阀门与海水相连；负压沸腾室上方设有手动海水加注口，通过第六阀门与负压沸腾室手动加注海水进口相连；淡水储液罐通过第一阀门取用淡水；常压沸腾室海水进口位于常压沸腾室左上方，常压沸腾室被挡板分成左右两部分，挡板上端与常压沸腾室壳体接触，下端与常压沸腾室壳体不接触；常压沸腾室海水进口在常压沸腾室的上方位于挡板的一侧，常压沸腾室蒸汽出口在常压沸腾室的上方位于挡板的另一侧，常压沸腾室浓海水出口在常压沸腾室下方与常压沸腾室海水进口在挡板的同一侧；折板位于常压沸腾室蒸汽出口下方；热管真空管加热端置于常压沸腾室中，且与常压沸腾室海水进口在挡板的同一侧，热管真空管加热端与常压沸腾室之间连接间隙采用导热硅脂等导热材料填充。
所述的自动手动双模式太阳能梯级沸腾海水淡化装置的工作方法，包括以下过程：海水经过第一水泵被抽入***，先经过文丘里管喷射，从文丘里管出口端经过第二阀门由预热室海水进口进入预热室预热；预热后的海水由预热室海水出口经过第四阀门进入负压沸腾室进行负压蒸发，蒸发后的气液混合物经气液分离器分离；水蒸气从预热室热端进口进入预热器预热海水，冷凝后从预热室热端出口经过第三阀门流入淡水存储罐储存；分离的海水回流至负压沸腾室继续蒸发；负压沸腾室中的海水从负压沸腾室海水出口被第二水泵由常压沸腾室海水进口抽进常压沸腾室进行常压蒸发，蒸发出的气液混合物经折板分离后，水蒸气从常压沸腾室蒸汽出口离开常压沸腾室，由负压沸腾室热端进口进入负压沸腾室的管程释放潜热，冷凝得到的淡水经负压沸腾室热端出口流出，经过第五阀门流入淡水存储罐储存，并通过第一阀门取用淡水。
本发明有自动和手动两种模式，当采用水泵输送海水时，文丘里管产生负压生发环境，使海水在负压沸腾室进行负压蒸发，产生水蒸气，水蒸气再冷凝过后得到淡水；负压沸腾室的海水进入常压沸腾室再次进行常压蒸发，产生的水蒸气进入负压沸腾室释放的潜热蒸发海水，自身冷凝得到淡水。相比于普通蒸发方式，本装置蒸发温度低，蒸发效率高。当水泵无法运行时，则采用手动加注模式，此时负压沸腾室相当于预热室，海水经预热进入常压沸腾室进行常压蒸发，仍能保证装置继续运行，可靠性高。
上述海水淡化装置中的预热室，负压沸腾室，常压沸腾室均采用耐腐蚀材料制成，以减小海水腐蚀的影响。
上述海水淡化装置设有手动海水加注口，当水泵无法工作时，则通过开启第六阀门切换海水管道，从负压沸腾室上方的手动海水加注管添加海水，同时关闭第四阀门以防止海水流向预热室，装置仍可运行。
附图说明
图1是本发明提出太阳能梯级蒸发海水淡化装置；
图2是本发明的负压沸腾室的俯视剖面图；
图中标号名称：1第一阀门，2第一水泵，3文丘里管，4第二阀门，5第三阀门，6淡水存储罐，7预热室，8第四阀门，9第五阀门，10手动海水加注口，11第六阀门，12负压沸腾室，13气液分离器，14第二水泵，15折板，16热管真空管，17常压沸腾室，18挡板，19第七阀门，71预热室热端进口，72预热室海水出口，73预热室热端出口，74预热室海水进口，121负压沸腾室热端进口，122负压沸腾室海水出口，123负压沸腾室热端出口，124负压沸腾室海水进口，125负压沸腾室手动加注海水进口，126负压沸腾室蒸汽出口，171常压沸腾室海水进口，172常压沸腾室蒸汽出口，173常压沸腾室浓海水出口。
具体实施方式
下面结合图1对本装置运行过程作详细说明。
图1是本发明提出的太阳能梯级蒸发海水淡化装置。该装置通过以下方式进行工作：海水经过第一水泵被抽入***，先经过文丘里管喷射，从文丘里管的出口端经过第二阀门由预热室壳程的海水进口进入预热室预热；预热后的海水由海水出口经过第四阀门进入负压沸腾室进行负压蒸发，蒸发后的气液混合物经气液分离器分离；水蒸气从预热室热端进口进入预热器预热海水，冷凝后从热端出口经过第三阀门流入淡水存储罐储存；分离的海水回流至负压沸腾室继续蒸发；负压沸腾室中的海水从负压沸腾室海水出口被第二水泵由常压沸腾室海水进口抽进常压沸腾室进行常压蒸发，蒸发出的气液混合物经折板分离后，水蒸气从常压沸腾室蒸汽出口离开常压沸腾室，由负压沸腾室热端进口进入负压沸腾室的管程释放潜热，冷凝得到的淡水经负压沸腾室热端出口流出，经过第五阀门流入淡水存储罐储存。
本装置还可以通过以下方式进行工作：当第一水泵无法正常工作时，可开启第六阀门接通手动海水管道，手动将海水从手动海水加注口送入负压沸腾室，同时关闭第四阀门以防止海水流向预热室，海水在负压沸腾室预热后，经过第二水泵进入常压沸腾室吸热，此时第二水泵只起到管道的作用，进行常压蒸发，蒸发出的蒸汽经过折板进行气液分离，分离出来的水蒸气进入负压沸腾室释放热量，自身冷凝下来从热端出口经阀门流入淡水存储罐。本实例可不需要水泵，整个装置可靠性高。

Claims (3)

1.一种自动手动双模式太阳能梯级沸腾海水淡化装置，包括第一阀门（1）、第一水泵（2）、文丘里管（3）、第二阀门（4）、第三阀门（5）、淡水存储罐（6）、预热室（7）、第四阀门（8）、第五阀门（9）、手动海水加注口（10）、第六阀门（11）、负压沸腾室（12）、气液分离器（13）、第二水泵（14）、折板（15）、热管真空管（16）、常压沸腾室（17）、挡板（18）、第七阀门（19）；
海水经过第一水泵（2）与文丘里管（3）的进口端相连，文丘里管（3）吸入端与淡水储液罐（6）相连，文丘里管（3）的出口端经过第二阀门（4）与预热室海水进口（74）相连，预热室海水出口（72）经第四阀门（8）与负压沸腾室海水进口（124）相连，负压沸腾室蒸汽出口（126）与气液分离器（13）的入口相连，气液分离器（13）的出口与预热室热端进口（71）相连，预热室热端出口（73）通过第三阀门（5）与淡水储液罐（6）入口相连，负压沸腾室浓海水出口（122）经第二水泵（14）与常压沸腾室海水进口（171）相连，常压沸腾室蒸汽出口（172）与负压沸腾室热端进口（121）相连，负压沸腾室热端出口（123）经第五阀门（9）与淡水储液罐（6）入口相连，常压沸腾室浓海水出口（173）通过第七阀门（19）与海水相连；负压沸腾室（12）上方设有手动海水加注口（10），通过第六阀门（11）与负压沸腾室手动加注海水进口（125）相连；淡水储液罐（6）通过第一阀门（1）取用淡水；常压沸腾室海水进口（171）位于常压沸腾室（17）左上方，常压沸腾室（17）被挡板（18）分成左右两部分，挡板（18）上端与常压沸腾室（17）壳体接触，下端与常压沸腾室（17）壳体不接触；常压沸腾室海水进口（171）在常压沸腾室（17）的上方位于挡板（18）的一侧，常压沸腾室蒸汽出口（172）在常压沸腾室（17）的上方位于挡板（18）的另一侧，常压沸腾室浓海水出口（173）在常压沸腾室（17）下方与常压沸腾室海水进口（171）在挡板 (18)的同一侧；折板（15）位于常压沸腾室蒸汽出口（172）下方；热管真空管（16）加热端置于常压沸腾室（17）中，且与常压沸腾室海水进口（171）在挡板(18)的同一侧，热管真空管（16）加热端与常压沸腾室（17）之间连接间隙采用导热硅脂等导热材料填充。
2.根据权利要求1所述的自动手动双模式太阳能梯级沸腾海水淡化装置，其特征在于：所述预热室（7），负压沸腾室（12），常压沸腾室（17）采用耐腐蚀材料制成，以减小海水腐蚀的影响。
3.根据权利要求1所述的自动手动双模式太阳能梯级沸腾海水淡化装置的工作方法，其特征在于包括以下过程：海水经过第一水泵（2）被抽入***，先经过文丘里管（3）喷射，从文丘里管（3）的出口端经过第二阀门（4）由预热室海水进口（74）进入预热室（7）预热；预热后的海水由预热室海水出口（72）经过第四阀门（8）进入负压沸腾室（12）进行负压蒸发，蒸发后的气液混合物经气液分离器（13）分离；水蒸气从预热室热端进口（71）进入预热器预热海水，冷凝后从预热室热端出口（73）经过第三阀门（5）流入淡水存储罐（6）储存；分离的海水回流至负压沸腾室（12）继续蒸发；负压沸腾室（12）中的海水从负压沸腾室海水出口（122）被第二水泵（14）由常压沸腾室海水进口（171）抽进常压沸腾室（17）进行常压蒸发，蒸发出的气液混合物经折板（15）分离后，水蒸气从常压沸腾室蒸汽出口（172）离开常压沸腾室（17），由负压沸腾室热端进口（121）进入负压沸腾室（12）的管程释放潜热，冷凝得到的淡水经负压沸腾室热端出口（123）流出，经过第五阀门（9）流入淡水存储罐（6）储存，并通过第一阀门（1）取用淡水；当本装置所述第一水泵（2）无法工作时，则使用第六阀门（11）切换海水加注管道，同时关闭第四阀门（8）以防止海水流入预热室，从所述手动加注口（10）加注海水，装置仍能工作。
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