[发明专利]小型高温多级回热式的真空玻璃管太阳能海水淡化装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能海水淡化设备，具体涉及一种小型高温多级回热式的真空玻璃管太阳能海水淡化装置，属于太阳能技术领域。

背景技术

随着人类文明不断发展和社会不断进步，水资源短缺已成为2l世纪人类面临的重大问题。我国的水资源形势更加不容乐观，作为世界上13个缺水国家之一，人均水资源年占有量只相当于世界平均水平的1/4，缺水城市占全国城市的2/3。地球上的海水资源非常丰富，97％的水都在海洋里，而其中蕴含着大量的淡水，发展海水淡化事业，是解决我国淡水紧缺的重要战略途径。目前海水淡化装置基本上都利用太阳能这种储量无限、完全清洁的再生能源，但由于集热器温度低、蒸发效率低、装置复杂和耐腐蚀性能不足等缺陷而无法很好地推广。

目前已公开的各种有关太阳能海水淡化装置的专利技术一般采用传统的金属管横管或竖管降膜蒸发多效回热式(例如中国实用新型专利申请号01240510.8)、闪蒸多效回热式(例如中国发明专利ZL200510042840.5)，这些装置有一些共同的问题导致其难以小型化和商业化推广使用：一是金属管降膜蒸发多级回热方式使得蒸发和冷凝装置庞大而复杂；二是由于热源温度低，这些太阳能海水淡化装置必须要使用真空泵保持低压运行，为此对装置的密封性要求非常高，而且真空泵比较昂贵，长时间连续工作容易损坏。除此之外，现有太阳能集热器温度不高也是太阳能海水淡化装置总热效率和蒸发效率低、难以商品化的一个主要原因。另外，传统太阳能海水淡化装置的结构都是太阳能集热器和后面的蒸发与冷凝装置分离，太阳能集热器仅仅起到一个热源供给作用，这也使得整个系统庞大昂贵，性价比很低，因此目前尚未见中小型太阳能海水淡化装置投入商业化使用。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种小型高温多级回热式的真空玻璃管太阳能海水淡化装置，其将太阳能集热器和蒸发/冷凝装置合为一体，利用系统各级工作温度的不同来进行有效的换热和回热，装置能够在常压下运行，从而达到简化结构、提高出水率和能量利用率的目的。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种小型高温多级回热式的真空玻璃管太阳能海水淡化装置，其包括海水供水装置、一初级集热/冷凝一体化换热器、若干次级集热/冷凝一体化换热器、海水冷却蒸发池和淡水箱，所述海水供水装置分别连接初级集热/冷凝一体化换热器、各次级集热/冷凝一体化换热器和海水冷却蒸发池并且向之提供海水，该海水供水装置位置高于初级集热/冷凝一体化换热器和各次级集热/冷凝一体化换热器，所述初级集热/冷凝一体化换热器与各次级集热/冷凝一体化换热器依次串联连接以实现海水的蒸发和回热，所述海水冷却蒸发池连接最后的次级集热/冷凝一体化换热器且将输入的蒸汽冷凝为淡水，所述淡水箱连接海水冷却蒸发池以收集淡水。

所述的海水供水装置包括海水泵和若干海水箱，所述海水泵分别通过阀门连接各海水箱和海水冷却蒸发池，各海水箱分别连接初级集热/冷凝一体化换热器的下部和各次级集热/冷凝一体化换热器的下部。

所述的海水箱的内壁使用保温工程塑料制成，其上部设置有溢流管，该溢流管的出口处接有限压阀，其下部设置有浓海水排出管。

所述的初级集热/冷凝一体化换热器包括真空玻璃管、弹性不锈钢薄壁管、橡皮塞、丝网型气液分离器、海水进水管、蒸汽出气管、限压阀、CPC板和保温泡沫塑料，其中，真空玻璃管开口向下放置，弹性不锈钢薄壁管紧贴于真空玻璃管的内壁，橡皮塞堵塞于真空玻璃管下端的开口，并使真空玻璃管形成封闭的内腔，丝网型气液分离器设置于真空玻璃管内的上部，将真空玻璃管的内腔分隔为容纳蒸汽的上腔和容纳海水的下腔，海水进水管穿过橡皮塞连通真空玻璃管的下腔且其进口端连接所述海水箱，蒸汽出气管穿过橡皮塞连通真空玻璃管的上腔且其出口端接有所述限压阀，CPC板设置于真空玻璃管外围，保温泡沫塑料包裹于橡皮塞的周围。