一种基于波浪能发电的电化学提铀装置

本发明涉及海水提铀领域，特别是涉及一种基于波浪能发电的电化学提铀装置。

背景技术：

1、波浪能是海洋能的一种具体形态，也是海洋能中最主要的能源之一，它的开发和利用对缓解能源危机和减少环境污染是非常重要的，波浪能发电是将波浪能转换为电能的一种发电方式，其基本原理是利用海洋表层海水在风力的作用下波动所蕴藏的能量通过某种装置转化为机械的、气压的或液压的能量，然后通过传动机构、气轮机、水轮机或油压马达驱动发电机发电。

2、随着核工业活动的不断发展，地球上的铀资源将在不到一个世纪的时间内耗尽。海洋中铀的含量约为陆地铀的1000倍，这引起了人们对从海水中提取铀的兴趣。由于海水中铀的浓度极低，且存在复杂的干扰离子，传统的吸附方法对海水中铀的提取动力学滞后，提取能力有限。而海水中电化学提铀是一种新兴的策略，在电场引导下，电化学提铀具有快速的动力学和显著的容量提升，但是电化学提铀需要大量的电力来维持电解过程，这就会导致整个铀提取过程的成本较高，所以如何将波浪能发电与电化学提铀相结合来较为节能地实现铀的提取是我们需要解决的问题。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于波浪能发电的电化学提铀装置。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本申请中的一种基于波浪能发电的电化学提铀装置，包括用于漂浮在海面的浮板、用于采集波浪能的能源收集组件以及用于进行海水提铀的提铀组件；

3、所述能源收集组件和所述提铀组件均设置在所述浮板上，所述能源收集组件与所述提铀组件连接，以为所述提铀组件提供能源；

4、所述能源收集组件包括随波浪顺时针转动或者逆时针转动的桨部件、用于将桨部件的顺时针转动或者逆时针转动转换为单向转动的同步传动单元、用于基于单向转动进行发电的发电机和用于存储电能的电池，所述桨部件与所述同步传动单元的输入端连接，所述同步传动单元的输出端与所述发电机的转轴连接，所述发电机与所述电池连接。

5、在本申请一实施例中，所述浮板的边缘还设有多根绳索，所述多根绳索的中部设有多个浮球，所述多根绳索的底端设有用于拉直所述绳索的实心轧地锥。

6、在本申请一实施例中，所述桨部件包括第一转动轴、设置在所述第一转动轴一端的转动辊以及设置在所述转动辊侧壁上的多块圆周阵列的波浪板。

7、在本申请一实施例中，所述能源收集组件还包括箱体；

8、所述箱体设置在所述浮板上，所述同步传动单元设置在所述箱体内，所述桨部件设置在所述箱体外并与所述箱体内的同步传动单元连接。

9、在本申请一实施例中，所述同步传动单元包括设置在所述第一转动轴另一端的第二转动轴、通过第一单向轴承设置在所述第二转动轴上的第一齿轮、设置于第三转动轴并与所述第一齿轮啮合的第三齿轮、设置于第四转动轴并与所述第三齿轮啮合的第四齿轮、通过第二单向轴承设置在所述第二转动轴上的第五齿轮、置于第五转动轴并与所述第五齿轮啮合的第二齿轮；

10、所述发电机的转轴、所述第四转动轴和所述第五转动轴上均设有皮带轮，所述发电机的皮带轮与所述第四转动轴的皮带轮套设皮带进行同步，所述发电机的皮带轮与所述第五转动轴的皮带轮套设皮带进行同步；

11、所述第一单向轴承和所述第二单向轴承的可转动方向相反；

12、所述第二转动轴、所述第三转动轴、所述第四转动轴和所述第五转动轴与所述箱体转动连接。

13、在本申请一实施例中，所述提铀组件包括逆变器、高频电源和电解箱体；

14、所述逆变器的输入端与所述电池连接，所述高频电源的输入端与所述逆变器的输出端连接，所述高频电源的输出端用于输出高频电解信号；

15、所述电解箱体的侧壁上设有进水管；

16、所述电解箱体的顶部的边缘设有安装框，所述安装框的顶部设有第一矩形板，所述安装框的底部设有第二矩形板，所述第一矩形板和所述第二矩形板上安装有阴极板和铂电极，所述阴极板和所述铂电极与所述高频电源的输出端连接，用于基于高频电解信号电解海水。

17、在本申请一实施例中，所述进水管的管口设有用于对海水进行过滤的过滤网。

18、在本申请一实施例中，所述第一矩形板的顶部设有把手。

19、在本申请一实施例中，所述安装框的两侧分别设有第一安装块和第二安装块，所述第一安装块和所述第二安装块内侧设有限位槽；

20、所述第一安装块和所述第二安装块的内侧对应设有按压块，所述按压块的一侧设有与限位槽匹配的凸起，所述按压块的另一侧设有拉杆和弹簧；所述按压块一侧的凸起插入至所述限位槽内，所述按压块的底面将所述第一矩形板按压固定，所述弹簧与所述把手接触，以对所述按压块进行限位。

21、在本申请一实施例中，所述第一矩形板上设有多个排气孔。

22、本发明的有益效果：本申请中的一种基于波浪能发电的电化学提铀装置，包括用于漂浮在海面的浮板、用于采集波浪能的能源收集组件以及用于进行海水提铀的提铀组件；能源收集组件和提铀组件均设置在浮板上，能源收集组件与提铀组件连接，以为提铀组件提供能源；能源收集组件包括随波浪顺时针转动或者逆时针转动的桨部件、用于将桨部件的顺时针转动或者逆时针转动转换为单向转动的同步传动单元、用于基于单向转动进行发电的发电机和用于存储电能的电池，桨部件与同步传动单元的输入端连接，同步传动单元的输出端与发电机的转轴连接，发电机与电池连接。本申请通过浮板整体漂浮在海面上，并利用能源收集组件收集波浪能来驱动桨部件，不管是顺时针旋转还是逆时针旋转都通过同步传动单元转换为单向转动，从而驱动发电机进行发电，并存储在电池中。电池中的电能来驱动提铀组件不断地进行海水提铀工作。本申请充分利用了海洋中的波浪能来进行提铀，装置整体漂浮在海面上，自动进行海水提铀，自动化程度高。同时，本申请通过同步传动单元来将不确定的桨部件动能输入进行统一，减少了动能的损耗，具有更加高效的能源收集效率。

技术特征：

1.一种基于波浪能发电的电化学提铀装置，其特征在于，包括用于漂浮在海面的浮板(1)、用于采集波浪能的能源收集组件(5)以及用于进行海水提铀的提铀组件(6)；

2.根据权利要求1所述一种基于波浪能发电的电化学提铀装置，其特征在于，所述浮板(1)的边缘还设有多根绳索(2)，所述多根绳索(2)的中部设有多个浮球(3)，所述多根绳索(2)的底端设有用于拉直所述绳索(2)的实心轧地锥(4)。

3.根据权利要求1所述一种基于波浪能发电的电化学提铀装置，其特征在于，所述桨部件包括第一转动轴(502)、设置在所述第一转动轴(502)一端的转动辊(503)以及设置在所述转动辊(503)侧壁上的多块圆周阵列的波浪板(504)。

4.根据权利要求3所述一种基于波浪能发电的电化学提铀装置，其特征在于，所述能源收集组件(5)还包括箱体(501)；

5.根据权利要求4所述一种基于波浪能发电的电化学提铀装置，其特征在于，所述同步传动单元包括设置在所述第一转动轴(502)另一端的第二转动轴(505)、通过第一单向轴承(519)设置在所述第二转动轴(505)上的第一齿轮(506)、设置于第三转动轴(508)并与所述第一齿轮(506)啮合的第三齿轮(512)、设置于第四转动轴(509)并与所述第三齿轮(512)啮合的第四齿轮(513)、通过第二单向轴承(507)设置在所述第二转动轴(505)上的第五齿轮(518)、置于第五转动轴(510)并与所述第五齿轮(518)啮合的第二齿轮(511)；

6.根据权利要求1所述一种基于波浪能发电的电化学提铀装置，其特征在于，所述提铀组件(6)包括逆变器(601)、高频电源(602)和电解箱体(603)；

7.根据权利要求6所述一种基于波浪能发电的电化学提铀装置，其特征在于，所述进水管(604)的管口设有用于对海水进行过滤的过滤网(605)。

8.根据权利要求6所述一种基于波浪能发电的电化学提铀装置，其特征在于，所述第一矩形板(607)的顶部设有把手。

9.根据权利要求8所述一种基于波浪能发电的电化学提铀装置，其特征在于，所述安装框(606)的两侧分别设有第一安装块(611)和第二安装块(612)，所述第一安装块(611)和所述第二安装块(612)内侧设有限位槽；

10.根据权利要求6所述一种基于波浪能发电的电化学提铀装置，其特征在于，所述第一矩形板(607)上设有多个排气孔(616)。

技术总结
本申请涉及一种基于波浪能发电的电化学提铀装置，通过浮板整体漂浮在海面上，并利用能源收集组件收集波浪能来驱动桨部件，不管是顺时针旋转还是逆时针旋转都通过同步传动单元转换为单向转动，从而驱动发电机进行发电，并存储在电池中。电池中的电能来驱动提铀组件不断地进行海水提铀工作。本申请充分利用了海洋中的波浪能来进行提铀，装置整体漂浮在海面上，自动进行海水提铀，自动化程度高。同时，本申请通过同步传动单元来将不确定的桨部件动能输入进行统一，减少了动能的损耗，具有更加高效的能源收集效率。

技术研发人员：王慧,周洋奇,王宁,袁益辉,高峰
受保护的技术使用者：海南大学
技术研发日：
技术公布日：2024/5/10