CN1803673B - 充分利用自然资源（冷能和热能）的水上海水淡化*** - Google Patents

Abstract

一种充分利用自然资源的水上海水淡化***，包括太阳能海水蒸发器(5)及其常规加热设施(6)(电热、燃油和燃煤等等)以及水蒸汽液化器(2)及其冷却设施(3)在内的所有装备都是设置在船体(1)上的，它就地汲取作为冷却介质和淡水原料的海水，首先在冷却液化高温水蒸气相变成淡水的过程中充分地利用其取之不尽的作为“冷能”提供者的常温海水资源，然后再将该海水的其中部分作为生产淡水的原料，通过加热相变成水蒸气。这样，既为不占用宝贵的陆地(建厂)资源创造了条件，又为大幅度地节约了本来应该由人为提供的海水淡化能源创造了条件。它尤其适用于缺乏淡水的炎热地区，例如：***半岛和北非临海沙漠地区和无淡水的海岛以及海上油气生产基地。

Description

充分利用自然资源(冷能和热能)的水上海水淡化***

技术领域：

本发明涉及海水淡化技术，尤其是涉及不占用土地资源而又能充分利用大自然能源(常温海水的“冷能”和太阳的“热能”)并以充当主要能源提供者的角色来协助完成常规、特别是大规模海水淡化过程的技术。

背景技术：

当前的海水淡化***(厂或设施或设备或器具)最常用的现有海水淡化技术是海水加热蒸馏冷凝法，或海水加热多次蒸馏冷凝法，其不足是：

1.海水淡化厂生产的淡水原料就是海水，然而，一般的海水淡化厂，尤其是上规模的海水淡化厂都是建造在陆地上的，实属多此一举：既浪费了宝贵的地皮，又难以根据水质情况随时调整从海上汲取原料海水的入水口地理位置。

2.通过加热过程蒸馏或多次蒸馏产出的水蒸气，在对它冷却液化的设备中，通常采用以下的二种方法：

A.建造在陆地上的海水淡化厂，为了充分利用常温静态水当中的冷能和节约水泵的电能，使用冷却水池中的常温静态水来实现水蒸气冷却液化的过程，因此，经常发生冷却水温升高而不得不中断淡水生产的情况，只有排除了冷却水池中的热水换进常温静态水之后，才能够恢复淡水的继续产出。

B.建造在陆地上的海水淡化厂，也有采用通过水泵造成冷却水池中常温水的循环流动来液化产出淡水的，其液化淡水的“冷能”就地依靠空气对喷淋出来的循环冷却水源进行“风冷”来实现的，效率低下且需要消耗人为提供的“风冷”能源，例如：提供给风机实施“风冷”所消耗的电能，这样的方法效果虽好，但与上述的“A”相比较，耗用人为提供的能源自然会多一些。

发明内容：

本发明之目的：对现有技术进行的具有多方面意义(例：节能和不占地)的改进。

为了实现发明目的，拟采用的技术如下：

本发明包括：海水蒸发器及其加热设施以及水蒸汽液化器及其冷却设施，还有对海水加热的太阳能利用设施；

其特征在于：

A.上述的海水蒸发器及其加热装置和水蒸汽液化器及其冷却设施以及对海水加热的太阳能利用设施不是设置在陆地上而是全部设置在船体上的，这里的太阳能利用设施是作为加热装置的辅助装备而存在的。——然而，在炎热夏季中午和下午的特定时段阳光很可能成为热能输出的主角。

B.常温海水的就地利用过程：首先让常温海水经过冷却设施对水蒸汽液化器中的高温水蒸气进行冷却液化，然后，从冷却设施的上部流出去：一路经过供水阀进入海水蒸发器中通过对它进一步加热沸腾后相变成水蒸气，而另一路流出船体再从海水出口处回归大海；

——要求：冷却设施的海水进出管口之间的距离越远越好(例如：50米)。

C.供水阀与排水阀二者不连接海水蒸发器的一端在管道***中是相通的。

D.船体工作时的停泊位置应该选择在易于受到潮汐往复水流影响的近岸浅海水域，充分利用潮汐水流来保证对本发明的高温水蒸气被冷却液化的效果。

本发明与现有技术比较的特点：

A.由于本发明是设置在作为淡水原料和冷却介质的海水水面上，为节约宝贵的陆地厂房用地资源和方便地就近利用大自然中所需要的全部常温海水的“冷能”与所需要的部分太阳“热能”资源均创造了条件。——自然能源提供量可超过50％。

B.由于可以方便地调整直接从海中就近汲取海水的地理位置，为确保作为淡水原料的海水质量(与其中微量矿物质的含量和海水被污染的程度有关)和作为冷却介质的常温海水质量(本发明不易造成其升温即可高效率地协助产出淡水)均创造了条件。

C.由于可以在水上方便移动，为本发明的低成本批量生产和以后又可以重新方便地由水路返回到本发明制造厂址(检修条件齐全)定期或不定期地检修均创造了条件。

附图说明：

图示意了本发明的一个实施例(海水淡化***的所有装备设置在一个船体中)。

1：船体；2：水蒸气液化器；3：冷却设施；4：供水阀；5：海水蒸发器；6：常规的加热设施；7：排水阀；8：海水出口；9：淡水输出口；10：海水进口；11：水泵。

具体实施方式：

本发明的海水淡化***(设施或装备或器具)包括的主要部分(部件)有：海水蒸发器5(由密封壳体构成)及其加热设施6(由电热或燃油或燃煤等加热方式供热)，以及水蒸气液化器2(由密封壳体构成——其上表面采用易于接受太阳能的材料制成)及其冷却设施3(水冷式密集布局盘管型)，它们都是设置在一个船体1中的。一般的海水淡化主要目的是为了缺乏淡水地区(例：海上油气开采基地、无淡水的海岛、***半岛和北非近海沙漠地区或国家)解决人们对宝贵的淡水的基本需求(例：饮用)，因此，海水淡化生产规模通常不会设计得很大，这样，完全可以将整个的海水淡化***(例：日产几十吨至几百吨的淡水)设置在一个船体1上面；若海水淡化***的规模确实需要很大，也可以将其分解设置在一个以上的船体1当中。

本发明停泊工作在海岸边附近的海面上，它的冷却设施3中所需要的冷海水就地取材于常温海水，通过水泵11让海水在冷却设施3中以由下而上流动的形式冷却水蒸气液化器2中的高温水蒸气；之后，该海水从冷却设施3的上部流出去：一路流出船体1再从海水出口8处回归大海，另一路通过供水阀4进入海水蒸发器5中，可以考虑控制海水蒸发器5中的海水容积占据总容积的一半为妥，排水阀7用于将浓缩后高含盐量的浓海水(不干化成固体盐易于流出容器)排出；当加热装置6对它海水蒸发器5中的海水加热到沸腾时，就会生成大量的水蒸气从海水的上表面析出，然后，水蒸气受到自身压力的驱动再通过海水蒸发器5顶部的管道进入水蒸气液化器2的上部，该高温水蒸气由上而下地经过常温海水由下而上的冷却作用后，即被液化成淡水；最后，该淡水从淡水输出口9通过专用的淡水输送管道(通常采用柔性软管来充当)输送到需求淡水的地方。——水蒸气液化器2设置在略高出船体1的甲板上，以便于让白天太阳光的直接照射也能够对它进行辅助性加热。

本发明若能够选择在离海岸很近且海水又始终处于流动状态(例：海水的平均流速达到每秒0.5米左右)的水域，即受到明显潮汐水流影响的水域(其流动海水的水质一般都是很好的或较好的)停泊工作，在本发明大量使用该水域的常温海水冷却大量的高温水蒸气的过程中，将不易造成本发明近旁的海水明显升温现象(与确保冷却液化高温水蒸气的效率有关)，因此，这样的潮汐水域，是本发明应该首选的工作泊位。

Claims (1)

1.一种充分利用自然资源的水上海水淡化***，它包括：海水蒸发器(5)及其加热设施(6)以及水蒸汽液化器(2)及其冷却设施(3)，还有对海水加热的太阳能利用设施；

其特征在于：

A.上述的海水蒸发器(5)及其加热装置(6)和水蒸汽液化器(2)及其冷却设施(3)以及对海水加热的太阳能利用设施不是设置在陆地上而是全部设置在船体(1)上的，这里的太阳能利用设施是作为加热装置(6)的辅助装备而存在的；

B.常温海水的就地利用过程：首先让常温海水经过冷却设施(3)对水蒸汽液化器(2)中的高温水蒸气进行冷却液化，然后，从冷却设施(3)的上部流出去：一路经过供水阀(4)进入海水蒸发器(5)中通过对它进一步加热沸腾后相变成水蒸气，而另一路流出船体(1)再从海水出口（8）处回归大海；

C.供水阀(4)与排水阀(7)二者不连接海水蒸发器(5)的一端在管道***中是相通的；

D.船体(1)停泊工作时应该选择的位置：易于受到潮汐往复水流影响的近岸浅海水域。

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