CN205820923U - 高效超导太阳能海水淡化装置 - Google Patents

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Abstract

一种高效超导太阳能海水淡化装置，由超导太阳能加热器，负压蒸发器、真空泵、换热器、冷凝器和淡水贮液罐组成，其特征是超导太阳能加热器的超导吸热管的散热头安装在负压蒸发器的散热套中，真空泵、负压蒸发器、蒸汽输送管、换热盘管、冷凝器及贮液罐依次密封连通呈负压态，利用太阳能低热源和真空负压蒸发原理进行海水淡化，其装置结构简单，使用安全方便，海水蒸发量大，淡化效率高，不腐蚀设备，制造淡水成本低，对有效解决沙漠、海岛、船舶、工业水源污染区及盐碱地区淡水需求具有重要意义。

Description

高效超导太阳能海水淡化装置
技术领域：
本发明涉及一种海水淡化装置，具体讲是一种高效超导太阳能海水淡化装置。
背景技术：
水是人类生活和社会发展不可缺少的资源，沙漠、海岛、工业水源污染区及盐碱地区，大量需求洁净的淡水。国内外不少专利公开了太阳能海水淡化的技术，采用海水100℃沸腾蒸发制取淡水，因太阳能密度低，要将海水直接加热至100℃沸腾蒸发制取淡水，需要大量的太阳能集热设备，而且制取淡水的效率很低；100℃沸腾蒸发制取淡水对设备的腐蚀严重，设备使用寿命短，制造淡水的成本很高。近年来随着环保节能事业的发展，各国都在研究效率高、设备简单、使用寿命长的海水淡化设备。
发明内容：
为了克服目前太阳能海水淡化存在的技术缺陷，经研究设计一种高效、长寿命、安全可靠、使用方便、成本较低的高效超导太阳能海水淡化装置。本发明用以下列方法来实现：
一种高效超导太阳能海水淡化装置，由超导太阳能加热器，负压蒸发器、真空泵、换热器、冷凝器和淡水贮液罐组成。其特征是超导太阳能加热器由若干根超导吸热管，焊接在超导吸热管上边的吸热板，连接在超导吸热管顶端的超导散热头，装在超导吸热管背部和四周的保温层、保温框架，盖在超导吸热管上面的保温玻璃盖板组成。超导散热头安装在负压蒸发器的下部的散热套中，负压蒸发器是一密封罐，它的上部装配一蒸汽输送管，左侧装配一海水连接管，右侧装配一溢水管和排卤水管，蒸汽输送管与换热器中的换热盘管上入口相联通，换热盘管的下端与冷凝器的散热盘管连通，冷凝器散热盘管的下出口与贮液罐连通。真空泵、负压蒸发器、蒸汽输送管、换热盘管、冷凝器散热盘管及贮液罐依次连通，在工作时内部为密封负压状态，负压是由真空泵工作获得负压。
为了提高高效超导太阳能海水淡化装置的工作效率，所述的超导太阳能加热器安装在负压蒸发器的下部面向阳光面，其平面与负压蒸发器内部水面夹角范国为20度～45度。
所述的安装在负压蒸发器下部的散热套为活动散热套，与负压蒸发器的下部密封连接，长期工作后可以从负压蒸发器的下部取出，以便清理上部的盐渍。
所述的超导散热头安装在负压蒸发器的下部的散热套中，散热头与散热套紧密接触，散热头与散热套之间涂有导热硅脂。
所述的真空泵、负压蒸发器、蒸汽输送管、换热盘管、冷凝器散热盘管及贮液罐依次连通，在工作时为密封真空状态，真空态是由真空泵工作获得负压，真空泵为电动真空泵或者手动真空泵，每次工作只需抽真空一次，负压真空度维持在-0.098MPa。
所述的真空泵上装配有真空表，以显示***的负压状态。
所述的换热器中的换热盘管为金属螺旋状换热盘管或者翅片换热盘管。
所述的换热器右侧装配一带有阀门的海水连接管，连接管上有阀门，打开阀门换热器中被预热的海水可通过海水连接管流入负压蒸发器中。
所述的负压蒸发器为园罐形或者方形，四周有保温层，其右侧溢水管装有溢水阀门，进海水时打开溢水阀门，可显示出海水已灌装到规定位置，工作时关闭溢水阀门。
所述的负压蒸发器右侧装有排卤水阀门，工作时阀门关闭，不工作时打开卤水阀门，卤水可以从此排出。
所述的淡水贮液罐内容积是负压蒸发器、蒸汽输送管、换热盘管、冷凝器散热盘管内容积的5倍以上。
超导太阳能海水淡化装置工作原理是：太阳光透过保温玻璃盖板照射在超导太阳能加热器的吸热板上，吸热板将太阳辐射能转化为热能，通过超导吸热管将热量迅速传导到超导散热头和散热套上，散热套放出的热量加热负压蒸发器中的水，因负压蒸发器呈负压态，海水在负压蒸发器中加热至60℃左右沸腾蒸发，蒸发的气体通过蒸汽输送管输送到换热器中的换热盘管将汽化热通过换热盘管交换给冷凝海水并将海水预热，随之液化，再进入换热盘管下端的冷凝器的散热盘管将未完全液化的蒸汽完全液化，再经冷凝器散热盘管的下出口流入淡水贮液罐中。同时，换热器中被预热的海水通过海水进连接管流入负压蒸发器中继续蒸发。使用淡水时先打开溢水阀阀门，再打开淡水储液罐的放淡水阀门，淡水即可流出。负压蒸发器中的卤水通过排卤水管排出。
该发明的有益效果：高效超导太阳能海水淡化装置结构简单，使用安全方便，利用较低温度太阳能热源进行海水淡化，海水蒸发量大，淡化效率高(在80％以上)，不产生污染负荷，且设备腐蚀性小，制造淡水的成本低，对有效解决沙漠、海岛、船舶、工业水源污染区及盐碱地区淡水需求具有重要意义。
附图说明
图1是高效超导太阳能海水淡化装置的结构示意图。
图1中，1、超导太阳能加热器 2、负压蒸发器 3、真空泵 4、换热器5、冷凝器 6、淡水贮液罐 7、超导吸热管 8、吸热板 9、超导散热头 10、保温层 11、保温框架 12、保温玻璃盖板 13、散热套 14、蒸汽输送管 15、海水连接管 16、溢水管 17、排卤水管 18、换热盘管19、放淡水管 20、导热硅脂 21、真空表 22、阀门 23、溢水阀门 24、进水阀门 25、冷凝海水26、放淡水阀门 27、海水 28保温层 29、换热器外壳 30、散热盘管 31、支架 33、淡水
具体实施方案
一种高效超导太阳能海水淡化装置，由超导太阳能加热器1，负压蒸发器2、真空泵3、换热器4、冷凝器5和淡水贮液罐6组成。其特征是超导太阳能加热器1由若干根超导吸热管7，焊接在超导吸热管7上边的吸热板8，连接在超导吸热管7顶端的超导散热头9，装在超导吸热管7背部及四周的保温层10、保温框架11，盖在超导吸热管7上面的保温玻璃盖板12组成。超导散热头9安装在负压蒸发器2的下部的散热套13中，负压蒸发器2是一密封罐，它的上部装配一蒸汽输送管14，左侧装配一海水连接管15，右侧装配一溢水管16和排卤水管17，蒸汽输送管14与换热器4中的换热盘管18的上入口相联通，换热盘管18的下端与冷凝器5的散热盘管30连通，冷凝器5散热盘管18的下出口与淡水贮液罐6连通。真空泵3、负压蒸发器2、蒸汽输送管14、换热盘管18、冷凝器散热盘管30及贮液罐6依次连通，在工作时内部为密封负压状态，负压是由真空泵3工作获得负压。
为了提高高效超导太阳能海水淡化装置的工作效率，所述的超导太阳能加热器1安装在负压蒸发器2的下部面向阳光面，其平面与负压蒸发器2内部水面夹角范围为20度～45度。
所述的安装在负压蒸发器2下部的散热套13为活动散热套，与负压蒸发器2的下部密封连接，长期工作后可以从负压蒸发器2的下部取出，以便清理上部的盐渍。
所述的超导散热头9安装在负压蒸发器2的下部的散热套13中，散热头9与散热套13紧密接触，散热头9与散热套13之间涂有导热硅脂20。
所述的真空泵3、负压蒸发器2、蒸汽输送管14、换热盘管18、冷凝器盘管30及贮液罐6依次联通，在工作时为密封负压状态，负压是由真空泵3工作获得负压，负压真空度维持在-0.098MPa。
所述的真空泵3上装配有真空表21，以显示***的负压状态。
所述的换热器4中的换热盘管18为金属螺旋状换热盘管或者翅片换热盘管。
所述的换热器4右侧装配一带有阀门22的海水连接管15，连接管上有阀门22，打开阀门22换热器4中被预热的海水可通过海水连接管15流入负压蒸发器2中。
所述的负压蒸发器2为园罐形或者方形，四周有保温层28，其右侧溢水管16装有溢水阀门23，进海水时打开溢水阀门23，海水进到规定位置将会溢出，表示海水已灌装好；工作时溢水阀门23关闭。
所述的负压蒸发器2右侧装有排卤水管17，排卤水管17上装有阀门31工作时阀门31关闭，不工作时打开阀门31，卤水可以从此排出。
所述的淡水贮液罐内容积是负压蒸发器2、蒸汽输送管14、换热盘管18、冷凝器散热盘管30总内容积的5倍以上。

Claims (9)

1.一种高效超导太阳能海水淡化装置，由超导太阳能加热器(1)，负压蒸发器(2)、真空泵(3)、换热器(4)、冷凝器(5)和淡水贮液罐(6)组成，其特征是超导太阳能加热器(1)由若干根超导吸热管(7)，焊接在超导吸热管(7)上边的吸热板(8)，连接在超导吸热管(7)顶端的超导散热头(9)，装在超导吸热管(7)背部及四周的保温层(10)、保温框架(11)，盖在超导吸热管(7)上面的保温玻璃盖板(12)组成；超导散热头(9)安装在负压蒸发器(2)的下部的散热套(13)中，负压蒸发器(2)是一密封罐，它的上部装配一蒸汽输送管(14)，左侧装配一海水连接管(15)，右侧装配一溢水管(16)和排卤水管(17)，蒸汽输送管(14)与换热器(4)中的换热盘管(18)的上入口相联通，换热盘管(18)的下端与冷凝器(5)的散热盘管(30)连通，冷凝器(5)散热盘管(18)的下出口与淡水贮液罐(6)连通；真空泵(3)、负压蒸发器(2)、蒸汽输送管(14)、换热盘管(18)、冷凝器散热盘管(30)及贮液罐(6)依次连通，在工作时内部为密封负压状态。
2.根据权利要求1所述的高效超导太阳能海水淡化装置，其特征是：所述的超导太阳能加热器(1)安装在负压蒸发器(2)的下部面向阳光面，其平面与负压蒸发器(2)内部水面夹角范围为20度～45度。
3.根据权利要求1所述的高效超导太阳能海水淡化装置，其特征是：所述的安装在负压蒸发器(2)下部的散热套(13)与负压蒸发器 (2)的下部密封连接，并可从负压蒸发器(2)的下部取出。
4.根据权利要求1所述的高效超导太阳能海水淡化装置，其特征是：所述的安装在负压蒸发器(2)下部的超导散热头(9)与散热套(13)紧密接触，散热头(9)与散热套(13)之间涂有导热硅脂(20)。
5.根据权利要求1所述的高效超导太阳能海水淡化装置，其特征是：所述的淡水贮液罐内容积是负压蒸发器(2)、蒸汽输送管(14)、换热盘管(18)、冷凝器散热盘管(30)总内容积的5倍；真空泵(3)、负压蒸发器(2)、蒸汽输送管(14)、换热盘管(18)、冷凝器盘管(30)及淡水贮液罐(6)依次联通，其负压态真空度为0.098Mpa。
6.根据权利要求1所述的高效超导太阳能海水淡化装置，其特征是：所述的真空泵(3)上装配有真空表(21)。
7.根据权利要求1所述的高效超导太阳能海水淡化装置，其特征是：所述的换热器(4)中的换热盘管(18)为金属螺旋状换热盘管或者翅片换热盘管。
8.根据权利要求1所述的高效超导太阳能海水淡化装置，其特征是：所述的换热器(4)右侧装配一带有阀门(22)的海水连接管(15)，连通换热器(4)与负压蒸发器(2)。
9.根据权利要求1所述的高效超导太阳能海水淡化装置，其特征是：所述的负压蒸发器(2)为园罐形或者方形，四周有保温层(28)，其右侧溢水管(16)上装有溢水阀门(23)，其右下侧装有排卤水管(17)，排卤水管(17)上装有阀门(31)。
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