[实用新型]一种分布式塔式太阳能驱动超临界二氧化碳海水淡化系统

说明书

本实用新型公开了属于海水淡化领域的一种分布式塔式太阳能驱动超临界二氧化碳海水淡化系统；高温换热器冷侧的出口分为两路，一路与主膨胀机的入口相连，另一路与次膨胀机的入口相连；主膨胀机和次膨胀机的出口汇合后进入冷凝器的热侧，冷凝器的热侧出口通过压缩机与高温换热器的冷侧入口相连；高温换热器的热侧出口和入口分别与塔式太阳能热源系统中太阳能接收器的入口和出口相连。整个系统以太阳能作为主要能源供给，通过能量转化后驱动高压海水，通过反渗透装置实现海水淡化；二氧化碳动力输出系统具有体积小和效率高的优势，系统灵活性高，且二氧化碳本身物性不活泼，系统高温部件材料要求相对同温度水机组的较低，运行安全性高。

技术领域

本实用新型属于海水淡化技术领域，具体为一种分布式塔式太阳能驱动超临界二氧化碳海水淡化系统。

背景技术

水是人类生命及日常生活的必需品，也是工业生产等重要因素，但是可直接使用淡水量仅占全球总水量0.3冷凝器25％，而咸水占到97.5％。而我国沿海区域是经济发达、人口密集，也是人均用水量最多的区域，同时分布众多岛屿需要供给淡水。随着城市化进程的发展，淡水资源供应紧张的问题日益明显；同时岛屿淡水供给主要来自陆地管网长距离输运，费用较高。

反渗透海水淡化系统是当前海水淡化的主流技术，分布式反渗透海水淡化系统是缺水地区及孤岛等淡水供给的重要途径，其中海水温度和压力是影响海水淡化效率的重要参数。以塔式聚光太阳能作为热源，耦合超临界二氧化碳系统输出动能驱动海水进行高压分离淡化，通过系统耦合实现能量高效转化，最终实现淡水供给。系统中的核心部分反渗透海水淡化是以压差为动力分离，系统及部件技术成熟，对外界能量需求较少，且动力输出系统的工质二氧化碳具有高温不活泼；相对于同热源温度的蒸汽系统，二氧化碳动力系统具有体积小和效率高的优势，系统灵活性更高，且在建设期短、投资及占地少等方面也具有一定优势。

因此，需要发展一种分布式塔式太阳能驱动超临界二氧化碳海水淡化系统，可广泛应用于分布式反渗透海水淡化中，为我国沿海及岛屿提供淡水资源，具有广阔的应用前景。

实用新型内容

针对背景技术中存在的问题，本实用新型提供了一种分布式塔式太阳能驱动超临界二氧化碳海水淡化系统，其特征在于，由塔式太阳能热源系统、超临界二氧化碳动力输出系统及反渗透海水淡化系统耦合构成，其中超临界二氧化碳动力输出系统包括：高温换热器、主膨胀机、次膨胀机、压缩机和冷凝器；高温换热器冷侧的出口分为两路，一路与主膨胀机的入口相连，另一路与次膨胀机的入口相连；主膨胀机和次膨胀机的出口汇合后进入冷凝器的热侧，冷凝器的热侧出口通过压缩机与高温换热器的冷侧入口相连；高温换热器的热侧出口和入口分别与塔式太阳能热源系统中太阳能接收器的入口和出口相连，冷凝器的冷侧入口和反渗透海水淡化系统中低压泵的出口相连，冷凝器的冷侧出口和反渗透海水淡化系统中高压泵的入口相连。

所述主膨胀机的动力输出轴与高压泵的主轴相连。

所述次膨胀机的动力输出轴与低压泵的主轴相连。

所述塔式太阳能热源系统包括：太阳能反射镜、塔架、太阳能接收器和太阳能热输送管道；其中太阳能反射镜分散安装于地面上，太阳能接收器通过塔架安装于地面上，太阳能接收器的出口和入口分别通过一根太阳能热输送管道与高温换热器冷侧的入口和出口相连。

所述低压泵的入口和海水源相连。

所述高压泵和反渗透装置的入口相连，反渗透装置的出口分别与淡水箱和废水箱相连。

本实用新型的有益效果在于：

1.整个系统以太阳能作为主要能源供给，通过能量转化后驱动高压海水，通过反渗透装置实现海水淡化。

2.二氧化碳动力输出系统具有体积小和效率高的优势，系统灵活性高，且二氧化碳本身物性不活泼，系统高温部件材料要求相对同温度水机组的较低，运行安全性高。