专利名称：一种太阳能光热海水淡化装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于太阳能利用和海水淡化技术领域，公开了一种太阳能光热海水淡
化装置。
背景技术：
太阳能是最基本的可再生绿色能源，是最大的无碳可再生能源，取之不尽用之不竭。低成本的可再生洁净能源可以向中国提供在确保GDP增幅不变的情况下，真正实现碳排放绝对值降低的切实可行途径，从而可以立即启动可再生能源大规模替代化石能源的历史进程。这对加快转变中国的经济发展方式、突破资源和环境的瓶颈制约以及有效应对气候变暖和化石能源枯竭的双重危机，都将具有重大意义。但是太阳能辐射热流密度较低，并 且辐射强度波动较大。
海水利用是解决我国水资源危机的重要措施之一。向大海要水、要资源，是解决沿海(近海)地区淡水资源短缺的现实选择，也是实现以水资源可持续利用，保障沿海地区经济社会可持续发展的重大措施。
海水淡化水具有洁净、高纯度和供给稳定的特点，是安全可靠的高品位水源，可直接作为饮用水。海水淡化水可作为城镇居民用水的重要水源和海岛军民的主要水源，提高沿海城市和海岛居民生活用水的水质和保证率。
目前全球海水淡化技术超过20余种，包括反渗透法、低温多效、多级闪蒸、电渗析法、压汽蒸馏、露点蒸发法、水电联产、热膜联产以及利用核能、风能、潮汐能海水淡化技术等，以及微滤、超滤、纳滤等多项预处理和后处理工艺。从大的分类来看，主要分为蒸馏法(热法)和膜法两大类，其中低温多效蒸馏法、多级闪蒸法和反渗透膜法是全球主流技术。反渗透膜法对海水预处理要求高、能耗高。低温多效具有节能、海水预处理要求低、淡化水品质高等优点，多级闪蒸法具有技术成熟、运行可靠、装置产量大等优点，但能耗偏高。
发明内容本实用新型的目的在于针对低热流密度的太阳能的利用系统及现有高能耗海水淡化技术中的一些工程技术难题，提供一种光热转换效率高、造水比高、结构紧凑、安装简便、成本低廉的太阳能光热海水淡化装置。
为了实现上述目的，本实用新型提供了一种太阳能光热海水淡化装置，所述的太阳能光热海水淡化装置，通过高倍率反射聚焦太阳能光热装置吸收太阳能产生蒸汽，以该蒸汽作为海水淡化的热量来源；所述的高倍率反射聚焦太阳能光热装置，包括热量收集装置、面积远大于热量收集装置的吸热面积的反射镜、能驱动反射镜跟踪太阳运转的自动跟踪太阳装置；所述的热量收集装置位于反射镜的上方，以收集反射镜反射的太阳辐射热产生高温热从而产生蒸汽，蒸汽通过连接所述的高倍率反射聚焦太阳能光热装置与海水淡化装置的管道输送至海水淡化装置制出淡水。
所述的太阳能光热海水淡化装置中的海水淡化装置，包括换热器和闪蒸室，在换热器中被蒸汽加热的海水在闪蒸室里蒸发产生淡水。
所述的太阳能光热海水淡化装置中的海水淡化装置，包括喷淋蒸发器和抽
真空设备。
所述的高倍率反射聚焦太阳能光热装置，其热量收集装置为外套玻璃内置金属管，或者为无玻璃套管的金属管。可选的，外套玻璃管内置金属管的热量收集装置，其玻璃管内可抽成真空以减少散热损失。
所述的高倍率反射 聚焦太阳能光热装置，其热量收集装置的金属管另一种可选的方式为金属管外层喷涂增强吸收辐射的特殊材料，以提高光热转换效率。
所述的高倍率反射聚焦太阳能光热装置，其热量收集装置内的吸热工质可以为水，也可以为其他性能稳定为介质。水在热量收集装置中被高倍聚焦的高温热加热成蒸汽，通过管道连接输送到海水淡化装置。
可选的，如果热量收集装置中的吸热介质为除水以外的其他介质，可通过换热器加热水最终产生蒸汽。
所述的高倍率反射聚焦太阳能光热装置，其反射镜为一块或者多块，其形状为平面或者曲面。
可选的，所述的高倍率反射聚焦太阳能光热装置，可为抛物面槽式太阳能集热系统或者碟式太阳能集热系统，或者小型塔式太阳能集热系统，或者线性菲涅尔式太阳能集热系统。
所述的太阳能光热海水淡化装置，其海水淡化装置，采取蒸馏法海水淡化技术。可选的，所述的海水淡化装置，包括喷淋蒸发器和抽真空设备。将一系列的喷淋降膜蒸发器串联起来，组成多效蒸发器，太阳能光热装置产生的蒸汽与进料海水热交换后冷凝成淡化水，同时将海水蒸发，多效蒸发器连续工作，连续产出淡化水。
可选的，其海水淡化装置也可采用闪蒸技术，包括换热器和闪蒸室，在换热器中被蒸汽加热的海水在闪蒸室里蒸发产生淡水蒸汽，并凝结成淡水。
本实用新型实施例的有益效果是通过自动跟踪装置驱动反射镜实现高倍聚焦，从而将低热流密度的太阳辐射热聚集到热量收集装置中，形成高温热产生蒸汽，在蒸馏法海水淡化装置中制出淡水，整个制淡水过程中无需其他热源，以较低的成本代价实现优良的太阳能利用效果。
当结合首先被简要地描述的附图参照一下对本实用新型的更详细的描述时，本实用新型的这些和其他实施例、特征和优点对本领域技术人员来说将变得更加明显。
图I显示了本实用新型太阳能光热海水淡化装置的原理示意图。
图2为本实用新型实施例线性菲涅尔高倍率聚焦太阳能光热装置的外形示意图。
图3为本实用新型高倍率反射聚焦太阳能光热装置的一种实施例线性菲涅尔式太阳能集热系统的结构示意图。
图4为本实用新型高倍率反射聚焦太阳能光热装置的一种实施例碟式太阳能集热系统的结构示意图。[0024][0024]图5为本实用新型高倍率反射聚焦太阳能光热装置的一种实施例小型塔式太阳能集热系统的结构示意图。
图6为本实用新型高倍率反射聚焦太阳能光热装置的一种实施例抛物面槽式太阳能集热系统的结构示意图。
图7为本实用新型海水淡化装置的一种实施例的结构示意图。
具体实施方式
以下详细描述应当参照附图阅读，其中在全部不同的图中相同的参考标号指代相同/相似的元件。不一定按比例绘制的附图示出了选择的实施例且并非意图限制本实用新型的范围。详细描述以举例而非以限制的方式说明了本实用新型的原理。本说明书显然将使本领域技术人员能够制造和利用本实用新型，并且描述了包括目前认为是执行本实用新型的最佳模式在内的本实用新型的若干实施例、改型、变型、备选方案和用途。
另外，必须要注意的是，如本说明书和所附权利要求书中所用的单数形式“一”、“一个”和“该”包括多个指称对象，除非上下文清楚地另外指出。· 本实用新型公开了一种太阳能光热海水淡化装置的实施例。
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
做详细说明。
请参照图1，图I为本实用新型太阳能光热海水淡化装置的原理示意图。所述海水淡化装置包括喷淋蒸发器I、海水泵11、真空泵12、海水喷淋泵13、浓盐水泵14、淡水泵7。
海水淡化装置所需的热量来源于太阳能光热装置，通过主蒸汽管4连接，被冷却的蒸汽成为冷凝水，通过给水泵5回到太阳能光热装置2的蒸汽发生器25. 所述的海水淡化装置的工作原理为，喷淋蒸发器I分为多级,海水由海水泵11泵入喷淋蒸发器1，被高倍率反射聚焦太阳能光热装置2产生的蒸汽加热。由所述的抽真空设备真空泵12造成喷淋蒸发器I内压力低于大气压，海水在喷淋蒸发器I内以较低温度被部分蒸发产生蒸汽。蒸汽依次进入下一级喷淋蒸发器，这一过程一直重复到最后一级，连续产出淡化水。所产淡水经淡水泵7泵入淡水罐6储存。
在图I中示出了高倍率反射聚焦太阳能光热装置的原理。近似平行的太阳光辐射31、32被反射镜21反射至热量收集装置23中。反射镜21由自动跟踪太阳装置22驱动，跟踪太阳的运行。反射镜21的面积远大于热量收集装置23的吸收面积，以此形成高倍率反射聚焦。高倍率反射聚焦至热量收集装置23的高温热能被由循环泵24泵入的工质流经热量收集装置23带走，在蒸汽发生器25中直接产生水蒸汽或者通过间接换热产生水蒸汽。
如图2所示，为本实用新型实施例线性菲涅尔高倍率聚焦太阳能光热装置的外形示意图。反射镜21由多块平面镜或者曲面镜组成，被自动跟踪太阳装置22驱动，跟踪太阳的运行，从而将平行入射的太阳光31、32反射聚集到热量收集装置23中。热量收集装置23位于反射镜21的上方。热量收集装置23中收集的热量在蒸汽发生器25中产生高温蒸汽，并通过主蒸汽管4输送至所述的海水淡化装置的喷淋蒸发器I中。
所述的高倍率反射聚焦太阳能光热装置有多种改型设计，图3、图4、图5、图6中示出了 4中较易实现的改型。[0036][0036]本实用新型中所述的高倍率反射聚焦太阳能光热装置的一种改型设计中，如图3所示，为线性菲涅尔式太阳能集热系统。反射镜201由多块长条形镜面组成，每块镜面跟踪太阳运行的旋转轴相互平行，将平行入射太阳光31、32反射聚集到由反射腔202和集热管203组成的热量收集装置中，实现高倍率反射聚焦集热。如图所示，集热管203为一根或者多根无玻璃套管的金属管。可选的，集热管203外层可喷涂增强吸收辐射的特殊材料，以提高光热转换效率。
本实用新型中所述的高倍率反射聚焦太阳能光热装置的另一种改型设计中，如图4所示，为碟式太阳能集热系统，多块不同角度布置的反射镜204布置在整体如碟形的支架上，将平行入射的太阳光31、32反射聚集至热量收集装置205中。
本实用新型中所述的高倍率反射聚焦太阳能光热装置的另一种改型设计中，如图5所示，为小型塔式太阳能集热系统，多块不同角度布置的反射镜206，将平行入射的太阳光31、32反射聚集至布置在中央固定的塔形支架顶部的热量收集装置207中。[0039]本实用新型中所述的高倍率反射聚焦太阳能光热装置的另一种改型设计中，如图6所示，为抛物面槽式太阳能集热系统，抛物面槽式反射镜208将平行入射的太阳光31、32反射聚集至布置在抛物面焦线位置的热量收集装置中，所述的热量收集装置由金属管210及外层的玻璃管209组成。可选的，金属管210及外层的玻璃管209之间可抽成真空以减少散热损失。可选的，集热管210外层可喷涂增强吸收辐射的特殊材料，以提高光热转换效率。
如图7所述，为本实用新型中所述的海水淡化装置的一种改型设计的结构示意图，该结构为多级闪蒸海水淡化装置。海水泵104将海水泵入闪蒸室101及换热器102中，主蒸汽管4将所述的高倍率反射聚焦太阳能光热装置2产生的蒸汽引入换热器102中，将海水加热，蒸汽冷凝水通过给水泵5返回高倍率反射聚焦太阳能光热装置2。由抽真空设备中的真空泵103造成的闪蒸室101内的压力低于大气压，被加热的海水在闪蒸室101中部分蒸发产生淡水蒸汽，淡水蒸汽凝结成淡水经由淡水泵106注入淡水罐105。未蒸发的浓盐水由浓盐水泵107排入大海。
与现有技术相比，本实用新型以高倍率反射聚焦太阳能光热装置作为热量来源实施海水淡化，对于太阳辐射热的利用率高，蒸汽参数高，可以提高海水淡化装置的造水比高，整体装置运行成本较低。
虽然本实用新型已以较佳实施例披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动和修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
本实用新型的公开内容是说明性的而不是限制性的。根据本公开内容，对于本领域技术人员来说，更多改型变得显而易见，并且这些改型将归入所附权利要求的范围内。
权利要求1.一种太阳能光热海水淡化装置，其特征在于所述的太阳能光热海水淡化装置，通过高倍率反射聚焦太阳能光热装置吸收太阳能产生蒸汽，以该蒸汽作为海水淡化的热量来源；所述的高倍率反射聚焦太阳能光热装置，包括热量收集装置、面积远大于热量收集装置的吸热面积的反射镜、能驱动反射镜跟踪太阳运转的自动跟踪太阳装置；所述的热量收集装置位于反射镜的上方，以收集反射镜反射的太阳辐射热产生高温热从而产生蒸汽，蒸汽通过连接所述的高倍率反射聚焦太阳能光热装置与海水淡化装置的管道输送至海水淡化装置制出淡水。
2.根据权利要求I所述的太阳能光热海水淡化装置，其特征在于所述的海水淡化装置，包括换热器和闪蒸室，在换热器中被蒸汽加热的海水在闪蒸室里蒸发产生淡水。
3.根据权利要求I所述的太阳能光热海水淡化装置，其特征在于所述的海水淡化装置，包括喷淋蒸发器和抽真空设备。
4.根据权利要求I所述的太阳能光热海水淡化装置，其特征在于所述的热量收集装置为外套玻璃内置金属管，或者为无玻璃套管的金属管。
5.根据权利要求I所述的太阳能光热海水淡化装置，其特征在于反射镜为一块或者多块，其形状为平面或者曲面。
专利摘要本实用新型公开了一种太阳能光热海水淡化装置，所述的太阳能光热海水淡化装置，通过高倍率反射聚焦太阳能光热装置吸收太阳能产生蒸汽，以该蒸汽作为海水淡化的热量来源；所述的高倍率反射聚焦太阳能光热装置，包括热量收集装置、面积远大于热量收集装置的吸热面积的反射镜、能驱动反射镜跟踪太阳运转的自动跟踪太阳装置；所述的热量收集装置位于反射镜的上方，以收集反射镜反射的太阳辐射热产生高温热从而产生蒸汽，蒸汽通过连接所述的高倍率反射聚焦太阳能光热装置与海水淡化装置的管道输送至海水淡化装置制出淡水。本实用新型具有光热转换效率高、造水比高、结构紧凑、安装简便、成本低廉等优点。
文档编号C02F103/08GK202688029SQ20122020721
公开日2013年1月23日 申请日期2012年5月10日 优先权日2012年5月10日
发明者彭志刚, 关涛 申请人:上海骄英能源科技有限公司, 关涛, 彭志刚