一种温差能自然真空闪蒸海水淡化装置的制作方法

本实用新型专利涉及一种海水淡化装置，具体涉及一种温差能自然真空闪蒸海水淡化装置。

背景技术：

在海上舰船、石油钻井平台、岛礁等缺乏淡水的地方，海水淡化技术是解决淡水来源问题的有效途径。

在20世纪，多级闪蒸、多效蒸馏和反渗透等方法已经获得巨大成功，但这些方法在消耗大量燃料的同时又排放大量的二氧化碳。多效蒸馏法是由若干个单效蒸发器串联而成，热利用率高，但存在严重的结垢和腐蚀问题；低温多效蒸馏法虽使结垢的问题缓解，但设备体积大且生产成本高；多级闪蒸法是将加热到一定温度的盐水依次在一系列压力逐渐降低的闪蒸室中闪蒸汽化，并将蒸汽冷凝制取淡水的过程，该方法在淡化过程中由于传热面与蒸发面不接触，因此基本上不存在结构现象，而其缺点是工程投资高且动力消耗大；反渗透是以压力差为动力的淡化过程，其能耗低但产水纯度低、预处理要求严格。

自然真空方法是利用虹吸原理和大气压强制造真空，能量消耗少。自然真空海水淡化已有相关专利的报道。申请日为2010年5月18日，申请号为201010180209.2的发明专利利用太阳能进行自然真空海水淡化，结构简单，操作方便，提高了热效率并降低了投资成本。申请日为2015年1月15日，申请号为201520028570.1的实用新型专利利用太阳能和风能组合实现持续低温下真空闪蒸式海水淡化的目的。现有自然真空海水淡化相关专利均采取单效蒸发器的形式，容易产生结垢问题，且需要消耗能量为蒸发室供热，不适宜在能源匮乏且土地资源紧缺的地方使用。

海水水温随着深度的增加而降低，温差能是海洋表层和深层海水之间的温差储存的热能，这种热能可以用来发电，也可用来淡化海水、提供空调冷源等。

技术实现要素：

为解决现有技术的不足，本实用新型专利的目的在于提供一种利用温差能自然真空闪蒸海水的海水淡化装置。

为了实现上述目标，本实用新型专利采用如下的技术方案：

一种温差能自然真空闪蒸海水淡化装置，包括闪蒸装置、冷凝装置和加热装置；所述闪蒸装置包括顶部设有出气管的闪蒸室，所述闪蒸室的顶侧部设有蒸馏管，底部设有浓盐水管和带水泵的海水管，所述海水管的末端管口高于浓盐水管的末端管口；加热装置包括设置在闪蒸室内的加热器。

通过设置海水管和浓盐水管的末端管口的高度差，设置海水管和浓盐水管的流量以及闪蒸室内的气压，此气压下，闪蒸室内的海水的饱和温度低于海水池内海水的温度。

所述出气管、蒸馏管、海水管、浓盐水管的末端各设有阀门；

所述冷凝装置包括带水泵的冷凝管，所述冷凝管局部穿过蒸馏管。

上述闪蒸室顶部设有真空泵。

上述冷凝管穿过蒸馏管的部分为螺旋形。

上述海水管的末端设有海水池，浓盐水管的末端设有浓盐水池，蒸馏管的末端设有淡水池。

进一步的，上述海水池设有带水泵的引水管。引水管通过水泵抽取海水填充海水池。

所述加热器为太阳能加热器。补充闪蒸室内的热能，加速海水蒸发速度，且太阳能降低能耗。

本实用新型的有益之处在于：本实用新型提供的一种温差能自然真空闪蒸海水淡化装置，利用虹吸原理以及大气压强制造真空并为海水的流动提供动力；海水自高温高压区流至低温低压区，海水（流体）温度高于该压力下的沸点，海水(流体)在闪蒸室中吸收加热装置提供的热量迅速沸腾汽化，并进行两相分离，完成闪蒸的过程，采用闪蒸的形式淡化海水；

利用深层海水与表层海水的海洋温差能以及加热装置补充的热能形成并维持闪蒸室与蒸馏管间的真空度差，使得蒸汽自闪蒸室向蒸馏管流动，并使蒸汽冷凝。

本实用新型的一种温差能自然真空闪蒸海水淡化装置结构简单，维护建造费用低，结构紧凑，降低了海水淡化的能耗，通过持续流动的海水带走过饱和海水的结晶体，解决了淡化过程中结垢积存过多的问题，在能源匮乏且土地资源紧缺的地方，如海上舰船、岛礁、灯塔、钻井平台等处尤为适用。

附图说明

图1为本实用新型的一种温差能自然真空闪蒸海水淡化装置的结构示意图。

附图中标记的含义如下：1、闪蒸室，2、出气管，3、蒸馏管，4、海水管，5、浓盐水管，6、冷凝管，7、阀门，8、水泵，9、引水管，10、真空泵，11、海水池，12、浓盐水池，13、淡水池，14、加热器，15、太阳能板。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型专利作具体的介绍。

一种温差能自然真空闪蒸海水淡化装置，包括闪蒸装置、冷凝装置和加热装置。

闪蒸装置包括顶部设有出气管2的闪蒸室1，闪蒸室1的顶部设有真空泵10，顶侧部设有末端接淡水池13的蒸馏管3，底部设有末端接浓盐水池12的浓盐水管5、末端接海水池11的带水泵8的海水管4。

海水池11设有带水泵8的引水管9。

海水管4的末端管口高于浓盐水管5的末端管口。

出气管2、蒸馏管3、海水管4、浓盐水管5的末端各设有阀门7。

冷凝装置包括带水泵8的冷凝管6，冷凝管6局部以螺旋形穿过蒸馏管3。

加热装置为太阳嫩加热装置，包括设置在闪蒸室1内的加热器14，和与加热器14连接的太阳能板15。

装置开始进行海水淡化前：

开启引水管9上的水泵8，将表层海水抽入海水池11，并一直保持工作状态直至海水淡化结束，始终维持海水池11内的海水水面没过海水管4管口。

打开海水管4上的阀门7和出气管2上的阀门7，关闭浓盐水管5上的阀门7和淡水管上的阀门7。开启海水管4上的水泵8，将海水池11内的海水抽入闪蒸室1，当有海水从出气管2溢出时，关闭出气管2上的阀门7和海水管4上的水泵8，开启浓盐水管5上的阀门7和淡水管上的阀门7。通过重力作用，闪蒸室1、淡水管内的水位会下降，在闪蒸室1内自然地形成真空。待闪蒸室1内的水位稳定后，由于压强差，海水池11内的海水开始自动地经海水管4流入闪蒸室1，并从闪蒸室1经浓盐水管5流入浓盐水池12。

开启冷凝管6上的水泵8，将深度大于100米的海水抽入冷凝管6，流经穿过蒸馏管3的螺旋形冷凝管6起冷凝作用后，顺冷凝管6排入大海。

调节海水管4上的阀门7和浓盐水管5上的阀门7，使海水管4和浓盐水管5内的流量达到预定值，此时闪蒸室1内的压力会自动达到预定压力，整个装置开始进行海水淡化。

装置进行海水淡化时：

引水管9上的水泵8不断将表层海水抽入海水池11。

海水池11内的海水因压强差自动经海水管4流入闪蒸室1，海水在闪蒸室1内吸收加热器14补充的热量而闪蒸，生成的蒸汽进入蒸馏管3，剩余的浓盐水经过浓盐水管5流入浓盐水池12。蒸馏管3内的蒸汽被冷凝管6内较冷的深层海水冷凝成水，顺管道流入淡水池13。

深度大于100米的深层海水被水泵8抽入冷凝管6，流经螺旋管内，作为冷凝水冷凝蒸馏管3内的蒸汽后，顺管道流出。

当蒸汽管内的淡水流量小于预设淡水流量时，打开真空泵10抽出闪蒸室1内积聚的不凝气体，使闪蒸室1内的气压恢复到预设值，使得整个装置回复到预定工作状态。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本实用新型，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围内。