[发明专利]离岸式波浪能海水淡化结合发电装置

说明书

技术领域

本发明属于海水淡化技术和新能源发电技术范畴，特别是涉及一种离岸式波浪能海水淡化结合发电装置。

背景技术

波浪能是海洋能中品位最高、分布最广的可再生清洁能源。波浪能的利用主要包括两方面：波浪能发电技术和波浪能海水淡化技术。波浪能发电技术研究的重点目前集中于被公认为具有商品化价值的装置，例如振荡水柱式装置、振荡浮子式装置和聚波水库式装置等。但是近些年来，直线发电机已开始被应用于波浪能发电装置中，该发电技术对于简化发电系统结构、提高系统转换效率十分有利。但是现有的波浪能直线发电装置仍然受限于波浪的周期和行程的影响，至今尚未能克服发电机频率太低、输出功率小的严重缺陷，因此极大地限制了该技术的开发和应用前景。

而目前波浪能应用于海水淡化相对较少，如果能够直接高效地利用波浪能进行海水淡化，简化淡化步骤，降低淡化成本，将有望实现大规模推广应用海水淡化技术。现有的波浪能海水淡化技术通常依靠波浪泵压缩预处理海水，高压海水再输送至陆地上装有反渗透膜的海水淡化系统得到淡水。该工艺存在能量的远距离传输、稳压和储能过程，增加了系统的复杂性以及能量损耗，也降低了系统的转换效率和可靠性。另外，反渗透膜的操作压力一般为5.8～8.0MPa，从膜组件中排放的废浓海水的压力高达5.5～6.0MPa，废浓海水中仍保留着大部分的进料压力能量，具有巨大的回收价值。现有的反渗透系统能量回收技术一般是将回收的能量运用于减少高压泵的提升压力差以降低系统的能耗，但是在波浪能海水淡化中波浪泵并不需要额外的辅助能量，因此这部分回收能量可以对系统外输出作为其他设备例如发电设备等的动力源。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够输出高频率大功率电流和自动向陆地输送淡水的离岸式波浪能海水淡化结合发电装置。

本发明的目的是通过下述的技术方案加以实现的：

    本发明是一种离岸式波浪能海水淡化结合发电装置，其特征在于：它包括支撑平台、浮体、预处理罐、海水活塞泵、反渗透膜组件、推力缸、振动式管型直线发电机、淡水罐、淡水活塞泵、水轮发电机组；所述的预处理罐、海水活塞泵、淡水罐、淡水活塞泵皆布置在支撑平台上，海水活塞泵的活塞杆和淡水活塞泵的活塞杆分别通过联轴器与浮体固定连接；所述的预处理罐与进料海水管道连接，海水活塞泵的进水口通过管道与预处理罐连通并在进水口处设置单向阀门；海水活塞泵的出水口通过管道与反渗透膜组件的海水进口连接并在出水口处设置单向阀门；所述的反渗透膜组件的海水出口通过管道与推力缸的进水口连接并在海水出口处设置单向阀门；反渗透膜组件的淡水出口通过管道与淡水罐连通；所述的淡水活塞泵的进水口通过管道与淡水罐连通并在进水口处设置单向阀门；淡水活塞泵的出水口连接淡水输送管，淡水输送管出口的对应位置固定安装水轮发电机组。

所述的推力缸包括缸体、活塞、推力杆、推力盘、复原弹簧；所述的缸体设有与反渗透膜组件连通的进水口，在缸体进水侧下部壁面的低位点设置泄水口并在泄水口上设置自动控制阀门；所述的推力杆的两端分别与活塞和推力盘固定连接，复原弹簧的两端分别与活塞的背水面和推力缸的内平面相顶靠。

所述的振动式管型直线发电机包括壳体、定子线圈、振动弹簧、滑块、永磁体；所述的壳体两侧平面分别开设有让推力缸的推力盘自由通过的中心孔，壳体的中空内腔为滑动腔，定子线圈固定安装于壳体的滑动腔内，永磁体固定安装在滑块上且与定子线圈相对，滑块在外力作用下沿着滑动腔内部滑动；所述的振动弹簧分成两组，由左侧振动弹簧和右侧振动弹簧构成，左侧振动弹簧的两端分别与壳体的左内平面和滑块的左侧面相顶靠，右侧振动弹簧的两端分别与壳体的右内平面和滑块的右侧面相顶靠。

采用上述方案后，本发明具有的特点是：

(1)输出高频率大功率的电流。本发明装置利用海水活塞泵将波浪能转化为海水压力能，高压海水直接驱动反渗透膜组件得到淡水，剩余的海水压力能利用推力缸依靠液压驱动原理快速推动直线发电机的滑块，同时利用直线发电机两组振动弹簧的共同作用使滑块发生并且维持高速的简谐振动。这样滑块上的永磁体将高速往复地切割滑动腔内的电磁场，因此该波浪能直线发电装置可以输出高频率大功率的电流。