CN110204009B - 一种波浪能和太阳能海水淡化及制盐的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种波浪能和太阳能海水淡化及制盐的装置，包括通过管道依次连接的能量俘获装置、蓄能稳压装置、反渗透装置和余能回收装置；蓄能稳压装置包括依次并排的M级蓄能稳压管路，相邻级的两个蓄能稳压管路的进口端通过连接管相连接，各个连接管形成N级连接管；每级连接管上设有顺序阀，M级蓄能稳压管路的出口端汇集到一个稳压出水总管上，通过稳压出水总管将稳定压力的海水输入到反渗透装置；各级蓄能稳压管路上设有蓄能器和减压阀；M级蓄能稳压管路的M个减压阀的设定输出压力依次递增。本发明相比现有技术具有以下优点：实现了产水量稳定且节能的效果。

Description

一种波浪能和太阳能海水淡化及制盐的装置

技术领域

本发明涉及海水淡化领域，尤其涉及的是一种波浪能和太阳能海水淡化及制盐的装置。

背景技术

世界上淡水资源不足，已成为人们日益关切的问题。根据最新统计数据，全世界有超过20亿人口淡水资源不足。到2025年，将有超过40亿人口缺乏淡水，淡水短缺是当今影响数十亿人口的问题。与此同时，工业化、城镇化建设的不断完善，沿海土地资源日趋紧张，传统海盐产业土地面积利用率低、受气候影响因素影响大、效益产值低下的问题日趋明显，未来盐田面积将会不断减少，海盐工业的技术革新也势在必行。目前海水淡化和制盐技术的主要缺点是：能耗高、受污染高浓度盐水的排放对水生生物的负面影响、化石燃料的使用对环境的污染，且使用化石燃料驱动液压泵来增压海水时，需要先将化石燃料的热能转化为电能，然后再利用电能驱动液压泵，转化为液压能，能量转换次数多。波浪能和太阳能同其他新能源一样，属于可再生资源，取之不尽用之不竭，尤其波浪能具有能量密度高的特点；除此之外，波浪能和淡化原料海水同样来自海洋，可就地取材，减少了运输成本和发电设备的成本投入，其次占地面积小，节省了土地成本；但波浪能同时也存在着脉动性大，不稳定的缺点，太阳能也存在着受气候影响大的缺点。因此克服波浪能和太阳能自身缺点对海水淡化和制盐对于全球淡水供应以及能源节约方面具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种波浪能和太阳能海水淡化及制盐的装置，以期实现产水量稳定且节能的目的。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种波浪能和太阳能海水淡化及制盐的装置，所述装置包括能量俘获装置、反渗透装置，所述装置还包括蓄能稳压装置、余能回收装置，所述能量俘获装置、蓄能稳压装置、反渗透装置和余能回收装置通过管道依次相连接；所述能量俘获装置用于将海水转化为高压海水并输入到蓄能稳压装置的稳压进水总管，所述蓄能稳压装置将能量波动大的高压海水转化为稳定压力的海水输入到反渗透装置，所述反渗透装置再进行海水淡化处理，处理后输出淡水和高压浓盐水，所述高压浓盐水进入余能回收装置进行余能回收利用；

所述蓄能稳压装置包括依次并排的M级蓄能稳压管路，第一级蓄能稳压管路的进口端连接所述稳压进水总管，相邻级的两个蓄能稳压管路的进口端通过连接管相连接，各个连接管形成N级连接管，其中，N＝M-1；每级连接管上设有顺序阀，M级蓄能稳压管路的出口端汇集到一个稳压出水总管上，通过所述稳压出水总管将稳定压力的海水输入到反渗透装置；各级蓄能稳压管路上设有蓄能器和减压阀，所述蓄能器位于对应减压阀的进口端一侧；M级蓄能稳压管路的M个减压阀的设定输出压力依次递增，M级蓄能稳压管路的M个蓄能器的设定压力依次递增，且同一级蓄能稳压管路上的蓄能器的设定压力大于减压阀的设定输出压力；N级连接管上的N个顺序阀的设定开启压力依次递增，且每个顺序阀的设定开启压力大于与所述顺序阀出口端相连接的减压阀的设定输出压力。

进一步的，所述余能回收装置包括余能发电装置和余能增压装置，从反渗透装置出来的高压浓盐水进入余能回收装置的回收进水管，所述回收进水管末端连接第一换向阀的进口端，所述第一换向阀的两个出口端分别连接余能发电装置和余能增压装置，所述余能发电装置利用高压浓盐水带动发电机进行发电，所述余能增压装置利用高压浓盐水对海水增压，并将增压后的高压海水通过回收出水管重新汇入到所述蓄能稳压装置的稳压进水总管内；所述蓄能稳压装置的稳压进水总管上设有压力传感器，通过压力传感器采集的压力值大小来控制第一换向阀的换向，当压力传感器的压力值大于最后一级蓄能稳压管路上减压阀的设定输出压力时，第一换向阀接通余能发电装置；当压力传感器的压力值不大于最后一级蓄能稳压管路上减压阀的设定输出压力时，第一换向阀接通余能增压装置。

进一步的，所述高压浓盐水经过余能回收装置利用后排出的低压浓盐水排出到一个浓盐水回收箱中，通过蒸发结晶装置对所述浓盐水回收箱中的低压浓盐水进行蒸发结晶制盐。

进一步的，所述余能增压装置包括双作用增压器，所述双作用增压器包括位于中间的两个大活塞腔以及位于两端的两个小活塞腔，两个大活塞腔分别连接各自的增压进水支管，所述第一换向阀其中一个出口连接增压进水总管，所述增压进水总管通过第二换向阀连接两个增压进水支管；两个小活塞腔分别连接各自的增压出水支管，两个增压出水支管末端汇集到所述回收出水管上，两个小活塞腔还分别连接有海水进水管，所述海水进水管分别向两个小活塞腔提供海水；通过高压浓盐水注入任一个大活塞腔，推动双作用增压器内的活塞移动，从而对小活塞腔内的海水进行增压后，汇入到所述蓄能稳压装置的稳压进水总管内。

本发明相比现有技术具有以下优点：

1、本发明提供的一种波浪能和太阳能海水淡化及制盐的装置，本发明的能量俘获装置可采用多种结构形式，如筏式，浮子式，摆式等结构形式。

2、本发明的液压***直接用海水代替液压油，利用波浪能转化为液压能来使海水增压，然后高压海水进入蓄能稳压装置，然后再进入反渗透装置中进行淡化，避免了传统使用化石能源驱动液压泵来增压海水带来的污染；且直接将波浪能转化为液压能来增压海水，减少了能量转换次数，提高了能量利用率；此外，相对于昂贵的化石燃料，采用波浪能成本低。

3、本发明的蓄能稳压装置，大大减小了因波浪能而导致的压力脉动性，提高了产水量的稳定性，减小了对反渗透装置的疲劳损伤，提高了产水质量；其中蓄能稳压管路上的减压阀将脉动的压力调定成稳定的输出压力；其中M级蓄能稳压管路上的减压阀设定输出压力依次增高，减小了因减压阀稳压造成的能量损失；其中蓄能器用来减小或消除能量俘获装置的流量脉动，第三换向阀换向与顺序阀和减压阀打开关闭造成的液压冲击，压力升高时储存多余的海水，压力降低时排出弥补压差，起到“削峰填谷”的效果；其中M级蓄能稳压管路上的蓄能器预设压力依次增高，可减小稳压造成的能量损失；其中蓄能稳压管路的级数M可根据具体海况进行调整，级数M越多，可调控工作压力的范围越大，可以适用于不同的海域情况，装置适应性强。

4、本发明的余能回收装置，通过余能增压装置对流出反渗透装置的高压浓盐水进行能量再提取，既避免了高压浓盐水直接排除造成能量浪费，又避免了浓盐水直接返回反渗透装置进行海水淡化使淡水质量下降。

5、本发明的余能回收装置，通过余能发电装置对流出反渗透装置的高压浓盐水进行能量再提取，既避免了第M级蓄能稳压管路已经工作时，余能增压装置继续增压海水造成能量浪费，又利用高压浓盐水带动发电机进行发电，可为蒸发结晶装置提供了电能，实现自供能。

6、本发明的能量俘获装置，可收集太阳能转化成热能对余能回收装置排出的浓盐水进行蒸发结晶制盐，避免了使用化石能源带来污染。

7、本发明的蒸发结晶装置，既避免了浓盐水的直接排放对环境造成污染，又利用浓盐水进行了制盐制淡，降低了盐水浓度再排放。

8、本发明采用余能回收装置的余能发电装置对蒸发结晶装置提供电能，减小了太阳能受气候的影响，阴天或夜晚依然有能量可供蒸发结晶装置工作。

附图说明

图1是本发明的结构原理图。

图2是本发明的整体结构示意图。

图3是本发明在Amesim软件下仿真得到的无蓄能稳压装置情况下产水量与时间关系的曲线图。

图4是本发明在Amesim软件下仿真得到的有蓄能稳压装置情况下产水量与时间关系的曲线图。

图中标号：

1能量俘获装置，11液压缸，12浮子，13太阳能板，14第一进水管，15第二进水管，16预处理装置，17第一出水管，18第二出水管，19增压出水总管，110第三换向阀，111第一节点，112第二节点，113第一进水单向阀，114第二进水单向阀，115第一出水单向阀，116第二出水单向阀；

2蓄能稳压装置，21第一级蓄能稳压管路，22第二级蓄能稳压管路,23第三级蓄能稳压管路，24第一级连接管,25第二级连接管，26第一级减压阀，27第二级减压阀,28第三级减压阀，29第一级顺序阀，210第二级顺序阀，211第一级蓄能器，212第二级蓄能器，213第三级蓄能器，214稳压进水总管，215稳压出水总管，216稳压溢流阀，217压力传感器，

3反渗透装置,31反渗透膜组件，32回收进水管，33淡水出水管，34淡水收集箱；

4余能回收装置,41第一换向阀，42发电机，43第二换向阀，44浓盐水回收箱，45双作用增压器，46大活塞左腔，47大活塞右腔，48小活塞左腔，49小活塞右腔，410增压进水总管，411增压进水支管，412增压出水支管，413回收出水管，414海水进水管，415余能回收蓄能器，416余能回收溢流阀；

5蒸发结晶装置。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

参见图1至图4，本实施例公开了一种波浪能和太阳能海水淡化及制盐的装置，包括能量俘获装置1、蓄能稳压装置2、反渗透装置3和余能回收装置4，能量俘获装置1、蓄能稳压装置2、反渗透装置3和余能回收装置4通过管道依次相连接；能量俘获装置1用于将海水转化为高压海水并输入到蓄能稳压装置2的稳压进水总管214，蓄能稳压装置2将能量波动大的高压海水转化为稳定压力的海水输入到反渗透装置3，反渗透装置3再进行海水淡化处理，处理后输出淡水和高压浓盐水，高压浓盐水进入余能回收装置4进行余能回收利用。本装置直接用海水代替液压油，利用波浪能转化为液压能来使海水增压，然后高压海水进入蓄能稳压装置2进行稳压后，再进入反渗透装置3中进行淡化，既避免了使用化石能源或液压油来进行海水增压带来的污染，又减少了能量转换次数，能量利用率高，成本低。

能量俘获装置1包括液压缸11，液压缸11的活塞杆顶端设有浮子12，浮子12漂浮在大海水面上，且浮子12顶端设有太阳能板13，液压缸11内腔被活塞分隔为有杆腔和无杆腔，有杆腔通过第一进水管14连通大海的海水，无杆腔通过第二进水管15连通大海的海水，第一进水管14和第二进水管15在靠近进口端的部位设有预处理装置16，通过预处理装置16对海水中的泥沙进行预过滤，第一进水管14中段连接第一出水管17的进口端，第二进水管15中段连接第二出水管18的进口端，第一出水管17出口端和第二出水管18出口端汇集到增压出水总管19的进口端上，增压出水总管19的出口端连接至第三换向阀110的入口端，第三换向阀110的出口端与蓄能稳压装置2的稳压进水总管214相连。第一出水管17与第一进水管14的连接节点为第一节点111，第二出水管18与第二进水管15的连接节点为第二节点112，第一进水管14进口端与第一节点111之间设有第一进水单向阀113，第二进水管15进口端与第二节点112之间设有第二进水单向阀114，第一出水管17上设有第一出水单向阀115，第二出水管18上设有第二出水单向阀116。工作时，浮子12随着海水波浪上下浮动，带动液压缸11的活塞杆上下位移，将波浪的动能与势能转化成液压能对液压缸11内海水增压，并将增压后的海水排入蓄能稳压装置2。

蓄能稳压装置2包括依次并排的M级蓄能稳压管路，第一级蓄能稳压管路21的进口端连接稳压进水总管214，相邻级的两个蓄能稳压管路的进口端通过连接管相连接，各个连接管形成N级连接管，其中，N＝M-1；每级连接管上设有顺序阀，M级蓄能稳压管路的出口端汇集到一个稳压出水总管215上，通过稳压出水总管215将稳定压力的海水输入到反渗透装置3；各级蓄能稳压管路上设有蓄能器和减压阀，蓄能器位于对应减压阀的进口端一侧；M级蓄能稳压管路的M个减压阀的设定输出压力依次递增，M级蓄能稳压管路的M个蓄能器的设定压力依次递增，且同一级蓄能稳压管路上的蓄能器的设定压力大于减压阀的设定输出压力；N级连接管上的N个顺序阀的设定开启压力依次递增，且每个顺序阀的设定开启压力大于与顺序阀出口端相连接的减压阀的设定输出压力。蓄能稳压装置2大大减小了因波浪能而导致的压力脉动性，提高了产水量的稳定性，减小了对反渗透装置3的疲劳损伤，提高了产水质量；其中蓄能稳压管路上的减压阀将脉动的压力调定成稳定的输出压力；其中M级蓄能稳压管路上的减压阀设定输出压力依次增高，减小了因各级减压阀稳压造成的能量损失；其中各级蓄能器用来减小或消除俘能装置的流量脉动，第三换向阀110换向与各级顺序阀和各级减压阀打开关闭造成的液压冲击，压力升高时储存多余的海水，压力降低时排出弥补压差，起到“削峰填谷”的效果；其中M级蓄能稳压管路上的蓄能器预设压力依次增高，可减小稳压造成的能量损失；其中蓄能稳压管路的级数M可根据具体海况进行调整，级数M越多，可调控工作压力的范围越大，可以适用于不同的海域情况，装置适应性强。

反渗透装置3包括反渗透膜组件31，反渗透膜组件31的主体为反渗透膜，反渗透膜组件31的进口端与蓄能稳压装置2的稳压出水总管215相连，反渗透装置3有两个出口端，分别为高压浓盐水出口端和淡水出口端，高压浓盐水出口端与余能回收装置4的回收进水管32相连，淡水出口端通过淡水出水管33与淡水收集箱34相连。回收进水管32和淡水出水管33上分别设有单向阀。

余能回收装置4包括余能发电装置和余能增压装置，从反渗透装置3出来的高压浓盐水进入余能回收装置4的回收进水管32，回收进水管32末端连接第一换向阀41的进口端，第一换向阀41的两个出口端分别连接余能发电装置和余能增压装置，余能发电装置利用高压浓盐水带动发电机42进行发电，余能增压装置利用高压浓盐水对海水增压，并将增压后的高压海水通过回收出水管413重新汇入到蓄能稳压装置2的稳压进水总管214内；蓄能稳压装置2的稳压进水总管214上设有压力传感器217，通过压力传感器217采集的压力值大小来控制第一换向阀41的换向，当压力传感器217的压力值大于最后一级蓄能稳压管路上减压阀的设定输出压力时，第一换向阀41接通余能发电装置；当压力传感器217的压力值不大于最后一级蓄能稳压管路上减压阀的设定输出压力时，第一换向阀41接通余能增压装置。本发明的余能回收装置4具有余能增压和余能发电两种工作模式，余能增压装置对流出反渗透装置3的高压浓盐水进行能量再提取，利用高压浓盐水对海水增压后通过管道输出到蓄能稳压装置2的稳压进水总管214内，既避免了高压浓盐水直接排放造成能量浪费，又避免了高压浓盐水直接返回反渗透装置3进行海水淡化使淡水质量下降；余能发电装置对流出反渗透装置3的高压浓盐水进行能量再提取，进行发电，既避免了当蓄能稳压装置2的第M级蓄能稳压管路已经工作时，余能增压装置继续增压海水输出到蓄能稳压装置2的稳压进水总管214内造成过多的压力损失，又利用了高压浓盐水带动发电机42进行发电，给蒸发结晶装置5提供了电能，实现自供能。

余能回收装置4还包括设置在回收进水管32上的余能回收蓄能器415和余能回收溢流阀416，当第一换向阀41和第二换向阀43换向时会有短暂时间内回收进水管32与余能回收装置4断开，海水暂时储存在回收进水管32上的余能回收蓄能器415中，减小液压冲击。若压力过大，回收进水管32上的余能回收溢流阀416作为安全阀打开进行泄压，对装置起到保护作用。

高压浓盐水经过余能回收装置4利用后排出的低压浓盐水排出到一个浓盐水回收箱44中，通过蒸发结晶装置5对浓盐水回收箱44中的低压浓盐水进行蒸发结晶制盐。蒸发结晶装置5既避免了浓盐水的直接排放对环境造成的污染，又利用浓盐水进行了制盐制淡，降低盐水浓度后再进行排放。蒸发结晶装置5的能量来源有两路：一路来自于余能发电装置的发电机42，通过发电机42对蒸发结晶装置5提供电能进行蒸发结晶制盐；另一路来自于太阳能板13，通过太阳能板13将太阳能转化为热能，供蒸发结晶装置5进行蒸发结晶制盐。

通过蒸发结晶装置5对高浓度盐水进行蒸发结晶实现制盐、制淡水，可减小高浓度盐水的排放对环境的危害，提高了海水的利用效率，且蒸发结晶装置5所需能源由装置本身的能量俘获装置1和余能发电装置提供，实现自供能。利用余能回收装置4的余能发电装置，减小了太阳能受气候的影响，阴天或夜晚依然有能量可供蒸发结晶装置5工作。

余能增压装置包括双作用增压器45，双作用增压器45包括位于中间的两个大活塞腔以及位于两端的两个小活塞腔，两个大活塞腔分别为大活塞左腔46和大活塞右腔47，两个小活塞腔包括小活塞左腔48和小活塞右腔49。两个大活塞腔分别连接各自的增压进水支管411，第一换向阀41其中一个出口连接增压进水总管410，增压进水总管410通过第二换向阀43连接两个增压进水支管411；两个小活塞腔分别连接各自的增压出水支管412，两个增压出水支管412末端汇集到回收出水管413上，两个小活塞腔还分别连接有海水进水管414，海水进水管414分别向两个小活塞腔提供海水；通过高压浓盐水注入任一个大活塞腔，推动双作用增压器45内的活塞移动，从而对小活塞腔内的海水进行增压后，汇入到蓄能稳压装置2的稳压进水总管214内。本发明采用双作用增压器45，避免了浓盐水直接返回反渗透装置3使淡水产水质量下降。

本装置的工作过程或工作原理如下：

本发明的能量俘获装置1设置在近岸海域，能量俘获装置1的浮子12漂浮在海面上，有太阳能板13的一面朝上，浮子12下方与液压缸11的活塞杆连接，液压缸11底部固定在海床上保证能量俘获装置1不会被海浪冲走。

本发明在能量俘获装置1的附近海底建立一个支架，支架伸出海水液面之外，本发明中的蓄能稳压装置2、反渗透装置3、余能回收装置4和蒸发结晶装置5均安装在支架上且位于海水液面之上。

正常工作时控制第三换向阀110左位接通稳压进水总管214，高压海水从能量俘获装置1流入蓄能稳压装置2；停止工作检修时，第三换向阀110右位接入排水管，将液压缸11内海水直接排回大海。

当能量俘获装置1的浮子12随着波浪上移，带动活塞向上移动，此时液压缸11的有杆腔为高压腔，将有杆腔内高压海水通过第一出水管17流入第三换向阀110入口端，然后从第三换向阀110左位出口端输入到蓄能稳压装置2的稳压进水总管214到中，海水压力过大时，通过设置在稳压进水总管214上的稳压溢流阀216流回海水中；同时液压缸11的无杆腔为低压腔，海水通过第二进水管15进入液压缸11的无杆腔，在进入液压缸11的无杆腔之前，通过预处理装置16对海水中的泥沙进行预过滤。

当能量俘获装置1的浮子12随着波浪下移时，带动活塞杆向下移动，此时液压缸11的无杆腔为高压腔，将无杆腔内高压海水通过第二出水管18流入第三换向阀110入口端，然后从第三换向阀110左位出口端流进到蓄能稳压装置2的稳压进水总管214中，海水压力过大时，通过设置在稳压进水总管214上的稳压溢流阀216流回海水中；同时液压缸11的有杆腔为低压腔，海水通过第一进水管14进入液压缸11的有杆腔，在进入液压缸11的有杆腔之前，通过预处理装置16对海水中的泥沙进行预过滤。

进入液压缸11的海水首先与预处理装置16中的氯化铁溶液发生化学反应，将海水中的钙离子与镁离子等其他离子先化学沉淀，再经过预处理装置16滤除掉海水中的大部分泥沙、大颗粒沉淀物和胶体，过滤后的海水被能量俘获装置1加压成高压海水，再通过管道进入蓄能稳压装置2中将管道中的高压海水的压力稳定下来，然后进入反渗透装置3中进行海水淡化。

本实施例中的蓄能稳压装置2以三级蓄能稳压管路和两级连接管为例来进行说明，三级蓄能稳压管路分别为第一级蓄能稳压管路21、第二级蓄能稳压管路22和第三级蓄能稳压管路23，两级连接管分别为第一级连接管24和第二级连接管25。

当蓄能稳压装置2的稳压进水总管214压力低于第一级顺序阀29设定开启压力时，第一级顺序阀29关闭，海水经第一级蓄能稳压管路21，流入第一级减压阀26稳压到设定输出压力，然后流入反渗透装置3，第一级减压阀26稳压后***多余的海水流量储存在第一级蓄能器211中，当压力下降时排出海水弥补下降的压差；

当蓄能稳压装置2的稳压进水总管214压力高于第一级顺序阀29设定开启压力而低于第二级顺序阀210设定开启压力时，第一级顺序阀29开启、第二级顺序阀210关闭，海水通过第一级连接管24流入第二级蓄能稳压管路22，然后流入第二级减压阀27稳压到设定输出压力，然后流入反渗透装置3，第二级减压阀27稳压后***多余的海水流量储存在第一级蓄能器211和第二级蓄能器212中，当压力下降时排出海水弥补下降的压差。

当蓄能稳压装置2的稳压进水总管214压力高于第二级顺序阀210设定开启压力时，第一级顺序阀29保持开启、第二级顺序阀210开启，海水通过第二级连接管25流入第三级蓄能稳压管路23，然后流入第三级减压阀28稳压到设定输出压力，然后流入反渗透装置3，第三级减压阀28稳压后***多余的海水流量储存在第一级蓄能器211、第二级蓄能器212和第三级蓄能器213中，当压力下降时排出海水弥补下降的压差。各级减压阀的设定输出压力和各级顺序阀的设定开启压力由当地具体的海况和产水量需求决定，可以增加蓄能稳压管路的级数和连接管的级数来进一步提高蓄能稳压装置2的工作压力调控范围，提高产水稳定性和能量利用率。若压力过大，稳压溢流阀216作为安全阀打开进行泄压，对装置起到保护作用。

从蓄能稳压装置2流出的高压海水流入反渗透组件入口进行海水淡化，从反渗透装置3淡水出口端流出的淡水进入淡水收集箱34，从反渗透装置3浓盐水出口端流出的高压浓盐水流入回收进水管32。由于从蓄能稳压装置2流出的高压海水为稳压海水，反渗透膜两侧的压差稳定，产水稳定，且对反渗透膜的疲劳损伤小，产水质量高。

当压力传感器217检测到蓄能稳压装置2的稳压进水总管214的海水压力不大于最后一级蓄能稳压管路上减压阀的设定输出压力时，此时蓄能稳压装置2的最后一级蓄能稳压管路上的减压阀未处于工作状态，压力传感器217将信号传递给控制器，由控制器控制第一换向阀41接入余能增压装置，即控制第一换向阀41的右位接入增压进水总管410，从反渗透装置3中流出的高压浓盐水通过回收进水管32流入第一换向阀41入口端，然后通过第一换向阀41右位出口端流入增压进水总管410，再流入第二换向阀43入口端，第二换向阀43先左位接入其中一个增压出水支管412，高压浓盐水通过第二换向阀43左位出口端流入与大活塞右腔47连接的增压进水支管411，然后流入双作用增压器45的大活塞右腔47，大活塞右腔47容积增大，推动活塞左移，对小活塞左腔48进行加压，此时小活塞左腔48为高压腔、小活塞右腔49为低压腔，小活塞左腔48腔容积减小，小活塞左腔48内海水被活塞增压后流入增压出水支管412，再经回收出水管413流回蓄能稳压装置2的稳压进水总管214内；与此同时，小活塞右腔49容积增大，海水流入海水进水管414，流入小活塞右腔49中；大活塞左腔46容积减小，腔内的低压浓盐水经增压进水支管411流入第二换向阀43入口端，然后从第二换向阀43出口端排进浓盐水回收箱44中。

当双作用增压器45的活塞触碰到双作用增压器45的小活塞左腔48内的位置传感器时，位置传感器传递信号给控制器，控制器将第二换向阀43的右位接入管路。第一换向阀41右位出口端流出的高压浓盐水先流入增压进水总管410，然后流入第二换向阀43的右位入口端，第二换向阀43的右位出口端流出的高压浓盐水流入与大活塞左腔46连接的增压进水支管411，然后流入双作用增压器45的大活塞左腔46，大活塞左腔46容积增大，推动活塞右移，小活塞右腔49为高压腔，小活塞右腔49容积减小，小活塞右腔49内海水经增压后流入增压出水支管412，后经回收出水管413流回蓄能稳压装置2的稳压进水总管214内；小活塞左腔48为低压腔，腔内体积增大，海水流入海水进水管414，流入小活塞左腔48中；与此同时，双作用增压器45的大活塞右腔47容积减小，大活塞右腔47内的低压浓盐水经增压进水支管411流入第二换向阀43，然后从第二换向阀43排进浓盐水回收箱44中。

当活塞触碰到小活塞右腔49内的位置传感器时，位置传感器传递信号给控制器，控制器再将第二换向阀43左位接入管路，一直循环工作下去。

当压力传感器217检测到蓄能稳压装置2的稳压进水总管214的高压海水压力大于最后一级蓄能稳压管路上减压阀的设定输出压力时，此时蓄能稳压装置2的最后一级蓄能稳压管路上的减压阀已经处于工作状态，若继续让余能增压装置接入管路，会增加蓄能稳压装置2的压力损失，余能回收将失去意义。因此，压力传感器217将信号传递给控制器，由控制器控制第一换向阀41接入余能发电装置，控制器将第一换向阀41的左位接入管路，高压浓盐水从回收进水管32流入第一换向阀41的左位入口端，从第一换向阀41的左位出口端流出的高压浓盐水驱动液压马达带动三相交流发电机42发电，产生的电能可用来给蒸发结晶装置5提供能源，从液压马达流出的低压浓盐水排入浓盐水回收箱44。

其中，控制器采用PLC控制器。

本装置在Amesim软件下进行了模拟仿真，如附图3、图4所示。图3是本发明在无蓄能稳压装置2情况下产水量与时间关系的曲线图，图4是本发明在有蓄能稳压装置2情况下产水量与时间关系的曲线图。对比可看出本发明减小了产水的脉动性，提高了装置的产水稳定性。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种波浪能和太阳能海水淡化及制盐的装置，所述装置包括能量俘获装置、反渗透装置，其特征在于：所述装置还包括蓄能稳压装置、余能回收装置，所述能量俘获装置、蓄能稳压装置、反渗透装置和余能回收装置通过管道依次相连接；所述能量俘获装置用于将海水转化为高压海水并输入到蓄能稳压装置的稳压进水总管，所述蓄能稳压装置将能量波动大的高压海水转化为稳定压力的海水输入到反渗透装置，所述反渗透装置再进行海水淡化处理，处理后输出淡水和高压浓盐水，所述高压浓盐水进入余能回收装置进行余能回收利用；

所述蓄能稳压装置包括依次并排的M级蓄能稳压管路，第一级蓄能稳压管路的进口端连接所述稳压进水总管，相邻级的两个蓄能稳压管路的进口端通过连接管相连接，各个连接管形成N级连接管，其中，N＝M-1；每级连接管上设有顺序阀，M级蓄能稳压管路的出口端汇集到一个稳压出水总管上，通过所述稳压出水总管将稳定压力的海水输入到反渗透装置；各级蓄能稳压管路上设有蓄能器和减压阀，所述蓄能器位于对应减压阀的进口端一侧；M级蓄能稳压管路的M个减压阀的设定输出压力依次递增，M级蓄能稳压管路的M个蓄能器的设定压力依次递增，且同一级蓄能稳压管路上的蓄能器的设定压力大于减压阀的设定输出压力；N级连接管上的N个顺序阀的设定开启压力依次递增，且每个顺序阀的设定开启压力大于与所述顺序阀出口端相连接的减压阀的设定输出压力。

2.如权利要求1所述的一种波浪能和太阳能海水淡化及制盐的装置，其特征在于：所述余能回收装置包括余能发电装置和余能增压装置，从反渗透装置出来的高压浓盐水进入余能回收装置的回收进水管，所述回收进水管末端连接第一换向阀的进口端，所述第一换向阀的两个出口端分别连接余能发电装置和余能增压装置，所述余能发电装置利用高压浓盐水带动发电机进行发电，所述余能增压装置利用高压浓盐水对海水增压，并将增压后的高压海水通过回收出水管重新汇入到所述蓄能稳压装置的稳压进水总管内；所述蓄能稳压装置的稳压进水总管上设有压力传感器，通过压力传感器采集的压力值大小来控制第一换向阀的换向，当压力传感器的压力值大于最后一级蓄能稳压管路上减压阀的设定输出压力时，第一换向阀接通余能发电装置；当压力传感器的压力值不大于最后一级蓄能稳压管路上减压阀的设定输出压力时，第一换向阀接通余能增压装置。

3.如权利要求2所述的一种波浪能和太阳能海水淡化及制盐的装置，其特征在于：所述高压浓盐水经过余能回收装置利用后排出的低压浓盐水排出到一个浓盐水回收箱中，通过蒸发结晶装置对所述浓盐水回收箱中的低压浓盐水进行蒸发结晶制盐。

4.如权利要求2所述的一种波浪能和太阳能海水淡化及制盐的装置，其特征在于：所述余能增压装置包括双作用增压器，所述双作用增压器包括位于中间的两个大活塞腔以及位于两端的两个小活塞腔，两个大活塞腔分别连接各自的增压进水支管，所述第一换向阀其中一个出口连接增压进水总管，所述增压进水总管通过第二换向阀连接两个增压进水支管；两个小活塞腔分别连接各自的增压出水支管，两个增压出水支管末端汇集到所述回收出水管上，两个小活塞腔还分别连接有海水进水管，所述海水进水管分别向两个小活塞腔提供海水；通过高压浓盐水注入任一个大活塞腔，推动双作用增压器内的活塞移动，从而对小活塞腔内的海水进行增压后，汇入到所述蓄能稳压装置的稳压进水总管内。

Images