[发明专利]一种利用洋流自主发电淡化海水的装置及方法有效

专利信息
申请号: 201811523611.9 申请日: 2018-12-13
公开(公告)号: CN109553167B 公开(公告)日: 2021-05-28
发明(设计)人: 朱红钧;戚宇航;赵宏磊;高岳;谭小年;胡洁 申请(专利权)人: 西南石油大学
主分类号: C02F1/469 分类号: C02F1/469;F03B13/26;C02F103/08
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 610500 四*** 国省代码: 四川;51
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摘要: 发明涉及一种利用洋流自主发电淡化海水的装置及方法,装置由海水淡化系统和发电系统两部分组成。叶轮在洋流的冲击下旋转发电,产生的电流由输电线输送至阴极电极片和阳极电极片,海水中的Na+穿过阳离子分离膜向阴极电极片靠近,海水中的Cl穿过阴离子分离膜向阳极电极片靠近,Cl和Na+汇集后形成浓缩水,通过浓缩水流动槽道排出,流失掉Cl和Na+的海水成为淡化水通过淡化水流动槽道收集,再依次通过淡化水流动通道、淡化水引流孔和淡化水导流孔,汇集到输水立管中外输。本装置能充分利用洋流能,实现了无能耗的海水淡化,同时有效抑制了套管的涡激振动,延长了装置的服役寿命。
搜索关键词: 一种 利用 洋流 自主 发电 淡化 海水 装置 方法
【主权项】:
1.一种利用洋流自主发电淡化海水的装置,由海水淡化系统和发电系统两部分组成;海水淡化系统由一根输水立管(1)、两个密封轴承(2)、一根套管(3)和一个海水淡化分离盘(5)组成;发电系统由四个叶轮(4)、四个叶轮轴承(19)、四个L形叶轮支撑架(17)、四对磁极(18)、四组发电线圈(20)及输电线(21)组成;叶轮(4)为三叶片平轴叶轮,叶轮(4)中部安装有叶轮轴承(19),在叶轮(4)与叶轮轴承(19)之间镶嵌有一对磁极(18);L形叶轮支撑架(17)由一根长方柱和一根短圆柱成90°夹角焊接而成;叶轮支撑架(17)的方柱端焊接在套管(3)外壁上,四个叶轮支撑架(17)分两列关于海水淡化分离盘(5)对称安装在套管(3)外壁;在叶轮支撑架(17)的圆柱外壁缠绕有发电线圈(20),叶轮支撑架(17)的圆柱端部开设有螺纹孔,叶轮轴承(19)套在叶轮支撑架17的圆柱外,用螺栓固定;一个叶轮支撑架(17)上安装一个叶轮(4)叶轮支撑架(17)内部设有一条输电线通道;上部两个叶轮(4)的输电线(21)通过叶轮支撑架(17)内部输电线通道,穿过套管(3)并沿着套管(3)内壁延伸到套管(3)与海水淡化分离盘(5)的交界处,再穿过套管(3)进入海水淡化分离盘(5)内部与阳极电极片(7)连接;下部两个叶轮(4)的输电线(21)通过叶轮支撑架(17)内部输电线通道,穿过套管(3)并沿着套管(3)内壁延伸到套管(3)与海水淡化分离盘(5)的交界处,再穿过套管(3)进入海水淡化分离盘(5)内部与阴极电极片(8)连接;输水立管(1)的上端设母螺纹、下端设公螺纹,输水立管(1)中部周向等间距布置有四列淡化水导流孔(6),每列设7个淡化水导流孔(6);在输水立管(1)轴向上间隔一根套管(3)高度的距离布置两个密封轴承(2),密封轴承(2)为内嵌圆柱滚子的内外圈结构,密封轴承(2)的外圈一端面连接有圆环形限位板,密封轴承(2)的内径与输水立管(1)外径相等,密封轴承(2)的外径与套管(3)内径相同;其特征在于:所述的套管(3)卡装在两个密封轴承(2)之间,并由圆环形限位板限位;两个密封轴承(2)将输水立管(1)与套管(3)之间围成一个隔绝外界海水的密闭空间;所述的海水淡化分离盘(5)是一个高度与套管(3)高度相同、宽度小于套管(3)直径、中部被挖空的壳体结构;海水淡化分离盘(5)与套管(3)焊接在一起,在海水淡化分离盘(5)与套管(3)衔接处的套管3壁中部开设淡化水引流孔,使海水淡化分离盘(5)淡化后的海水通过淡化水引流孔流入到套管(3)与输水立管(1)之间的环形空间;在靠近套管(3)一端的海水淡化分离盘(5)内侧壁上安装有阴极电极片(8),远离套管(3)一端的海水淡化分离盘(5)内侧壁上安装有阳极电极片(7);在阴极电极片(8)和阳极电极片(7)之间的海水淡化分离盘(5)中部交替布置有平行的三个阴离子分离膜(9)和四个阳离子分离膜(10),阴极电极片(8)、四个阳离子分离膜(10)、三个阴离子分离膜(9)和阳极电极片(7)将海水淡化分离盘(5)内部空间分割成交替的浓缩水流动槽道(15)和淡化水流动槽道(16);海水淡化分离盘(5)底部靠近输水立管(1)一侧开有海水进口(11),海水进口(11)与浓缩水流动槽道(15)和淡化水流动槽道(16)连通;海水淡化分离盘(5)的上部分为内、外两层,内层设淡化水流动通道(14),连通淡化水流动槽道(16)与套管壁开设的淡化水引流孔;外层设浓缩水流动通道(13),与浓缩水流动槽道(15)连通;海水淡化分离盘(5)远离输水立管(1)一侧顶端设有浓缩水出口(12),连通浓缩水流动通道(13);海水淡化分离盘(5)上部内、外两层的淡化水流动通道(14)和浓缩水流动通道(13)相互独立,互不干扰。
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