[发明专利]利用潮汐能双向驱动的旁路增压式海水淡化及发电装置

说明书

本申请为中国申请日2010年12月4日，申请号2010105815528，名称为“利用潮汐能驱动的海水淡化及发电的方法与装置”的分案申请。

技术领域

    本发明涉及一种海水淡化及发电装置，特别是一种利用潮汐能驱动的海水淡化及发电装置。

背景技术

水是人类及一切生物赖以生存的重要物质，地球拥有充足的水资源，水的总量达到14亿立方千米，但是能被人类所利用的淡水资源却很少，储量仅占全球总水量的2.53%，而且其中68.7％的淡水以固体冰川的形式存在，很难进行开采利用，人类可以直接利用的淡水只有地下水、湖泊淡水和河床水，这三者总和约占地球总水量的0.77%，导致目前全世界约有80多个国家和地区严重缺水，占地球陆地面积的6O％，有15亿人缺少饮用水，20亿人得不到安全的用水，淡水资源危机已成为仅次于全球气候变暖的世界第二大环境问题，淡水资源的缺乏与持续减少严重威胁到城市居民的饮水安全和人民群众的健康。解决淡水资源危机，开拓新的安全水源将成为国家发展的重中之重。

海洋蕴藏了全球97％的水量，海水淡化可以解决淡水资源匮乏这一问题。目前，海水淡化的方法有很多种，例如蒸馏法、反渗透法、冷冻法、电渗析法和溶剂萃取法等。在这些方法中，发展最快的是反渗透法，但目前利用反渗透海水淡化方式制取的淡水成本还是偏高，其主要原因之一就是目前极大部分的反渗透海水淡化都是使用高压泵来制造高压海水，而高压泵是高耗能设备，需要消耗大量的电能，利用该设备每生产1立方米的淡水要消耗3—10度的电能，从而提高了反渗透海水淡化的成本。

利用传统能源制造淡水，会增加碳排放，进而降低环境质量，最终又反过来污染人类可利用的淡水水源。

海洋能是一种可再生能源，取之不尽，用之不竭。典型的对海洋能进行聚能的方法有波浪能或潮汐能利用渐缩通道将海水送到一定高度形成势差的方法，但是利用这种方法来提升海水的高度是有限的，因此仅依靠流道结构提升海水势能的方法还远远不够，由于压差并不大，其效率往往比较低，不易利用。分析当前的海洋能开发利用现状不难看出，要想使海洋能的能量密度大幅度提高，设计一种有效的聚能装置得到高压海水对开发利用海洋能至关重要。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种利用潮汐能驱动的海水淡化及发电的方法与装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

    一种利用潮汐能驱动的海水淡化及发电的方法，在海边建立蓄水池，利用涨潮时大海中的高位海水在流向所述蓄水池内的过程中冲击水轮机转动和/或退潮后蓄水池中的高位海水在流向大海的过程中冲击水轮机转动，水轮机通过增速装置带动高压泵工作产生高压海水，高压海水流经反渗透膜组件制取淡水，从反渗透膜组件中排出的高压浓海水冲击涡轮机转动，涡轮机带动发电机工作产生电能，实现海洋能的综合利用。

实现本发明方法的装置可以有很多种，本发明给出8种结构不同的装置。

第一种装置包括：

【A1】、蓄水池，该蓄水池的海水进口设置有单向水闸；

【B1】、水轮机，其进水口与所述蓄水池的出水口连通，出水口与大海连通；

【C1】、变速箱，该变速箱的动力输入轴与所述水轮机的动力输出轴连接；

【D1】、高压泵，其动力输入轴与所述变速箱的动力输出轴连接，所述高压泵的进水口与大海中的海水或蓄水池中的海水连通；

【E1】、反渗透膜组件，设置有淡水出口和浓海水出口，该反渗透膜组件的进水口与所述高压泵的出水口连通；

【F1】、涡轮机，其进水口与所述反渗透膜组件的浓海水出口连通，出水口与大海连通；

【G1】、发电机，该发电机的动力输入轴与涡轮机的动力输出轴连接。

   第二种装置包括：

【A2】、蓄水池，该蓄水池的海水进口设置有单向水闸；

【B2】、水轮机，其进水口与所述蓄水池的出水口连通，出水口与大海连通；

【C2】、变速箱，该变速箱的动力输入轴与所述水轮机的动力输出轴连接；

【D2】、高压泵，其动力输入轴与所述变速箱的动力输出轴连接，所述高压泵的进水口与大海中的海水或蓄水池中的海水连通；

【E2】、反渗透膜组件，设置有淡水出口和浓海水出口，该反渗透膜组件的进水口通过第一单向阀与所述高压泵的出水口连通；

【F2】、增压泵，其进水口通过第二单向阀与连通所述第一单向阀和高压泵的管路连通，增压泵的出水口与连通所述第一单向阀和反渗透膜组件的连接管路连通；