[发明专利]小型太阳能多级降膜蒸发回热式海水淡化装置

权利要求书

1.一种小型太阳能多级降膜蒸发回热式海水淡化装置，其特征在于：所述海水淡化装置包括有前后依次串联起来的8个工作级；其中，第一工作级为集热结构，由至少1个第一集热单元并联而成，利用太阳能加热并降膜蒸发海水，产生蒸汽进入下一工作级；第二工作级至第七工作级各级的结构相同，为集热/蒸发/冷凝三位一体结构，每一工作级各包含1个第二集热单元，回收前一工作级产生的蒸汽的冷凝潜热，并利用太阳能共同加热且降膜蒸发海水，产生蒸汽进入下一工作级；第一工作级至第七工作级通过控制各工作级的工作温度，实现蒸汽在非负压的条件下逐级降温冷凝；第八工作级为冷却结构，将蒸汽全部冷凝为淡水并收集储存。

2.根据权利要求1所述的小型太阳能多级降膜蒸发回热式海水淡化装置，其特征在于：

所述的第一集热单元包括中温集热器、海水箱、蒸汽出气管、热管和调节阀；所述中温集热器包括安装在支架上的全玻璃真空太阳集热管及其外周的CPC聚光板；所述海水箱被中间的一水平隔板分成为两部分，上半部是用于容纳海水的储存箱，下半部是用于加热蒸发海水的蒸发室，所述水平隔板上开有内圈供液开孔，该储存箱的顶部设有用于进入海水的供液口；所述蒸汽出气管的内端通过所述储存箱插入所述蒸发室，外端与其它第一集热单元的蒸汽出气管并联连接；所述热管包括插在所述全玻璃真空太阳集热管中的蒸发段、位于该全玻璃真空太阳集热管与所述海水箱之间的绝热段和安装在该海水箱的蒸发室中的冷凝段，所述蒸发段的外周缠绕导热纸并紧密插入所述全玻璃真空太阳集热管中，以保证热量的快速良好传递，所述冷凝段的上部安装有位置对应于所述内圈供液开孔的环肋以承接由该内圈供液开孔滴下的海水，在该环肋与冷凝段的接触处开有豁口以使海水通过该豁口流下并在所述热管的冷凝段的表面形成降膜并进而被蒸发；所述调节阀设置于所述储存箱的供液口处，控制海水从供液开孔滴出的速度，从而控制海水降膜的形成速度，实现对该工作级的工作温度的控制；

所述的第二集热单元包括回热盘管和所述第一集热单元，该回热盘管位于所述海水箱的蒸发室内且盘绕在所述热管的冷凝段的外周，两端分别设有气液入口和气液出口，所述水平隔板上还开有外圈供液开孔，该外圈供液开孔的圆心所在圆的直径与所述回热盘管的盘绕直径相同，以保证海水能够滴在该回热盘管的表面形成降膜并进而被蒸发；

在第二工作级至第七工作级中，第二工作级的回热盘管的气液入口与第一工作级的蒸汽出气管连接，其余工作级的回热盘管的气液入口与其前一工作级的气液出口连接，第七工作级的回热盘管的气液出口与第八工作级连接，形成逐级多效回热的水汽通路和第一工作级至第八工作级的串联结构。

3.根据权利要求2所述的小型太阳能多级降膜蒸发回热式海水淡化装置，其特征在于：所述的第八工作级包括将蒸汽全部冷凝为淡水的冷却池和收集储存淡水的淡水箱。

4.根据权利要求2或3所述的小型太阳能多级降膜蒸发回热式海水淡化装置，其特征在于：所述的环肋呈向上倾斜30°的形状。

5.根据权利要求2或3所述的小型太阳能多级降膜蒸发回热式海水淡化装置，其特征在于：在所述的回热盘管的气液出口处装有用以降低冷凝后的前级蒸汽压力的减压阀或者减压孔板。

6.根据权利要求2或3所述的小型太阳能多级降膜蒸发回热式海水淡化装置，其特征在于：所述的蒸汽出气管的内端连接有气液分离器。

7.根据权利要求1、2或3所述的小型太阳能多级降膜蒸发回热式海水淡化装置，其特征在于：在所述的第一工作级至第七工作级中，各工作级的工作温度依次为150℃、142℃、134℃、126℃、118℃、110℃和102℃。

8.根据权利要求1所述的小型太阳能多级降膜蒸发回热式海水淡化装置，其特征在于：所述的第一集热单元的数量为8个。