一種波浪能蓄能輔助海水淡化系統技術方案

本實用新型專利技術公開了一種波浪能蓄能輔助海水淡化系統，包括：波浪能轉化儲能裝置、動能輸送裝置、海水淡化與能量回收裝置、原水池、過濾反應裝置、產水池；波浪能轉化儲能裝置包括：浮擺、柱塞泵A、浮球、柱塞泵B、儲能器、控制閥；動能輸送裝置包括：壓力表、液壓馬達、電動機、高壓泵；海水淡化與能量回收裝置包括：第一膜組、第二膜組、第一透平式一體機、第二透平式一體機；在本系統中，波浪能浮擺裝置和波浪能浮球裝置分別輸出兩路高壓海水匯入儲能器中，儲能器中高壓海水帶動液壓馬達進行旋轉，通過可再生波浪能作為輔助動力源輸入與雙膜組和雙透平式一體機的聯合使用，有效地降低了海水淡化的能耗和成本。

A Wave Energy Storage Assisted Seawater Desalination System

【技術實現步驟摘要】
一種波浪能蓄能輔助海水淡化系統
本技術涉及反滲透海水淡化
，具體涉及一種波浪能蓄能輔助海水淡化系統。
技術介紹
反滲透海水淡化，即反滲透膜法，是目前海水淡化膜法的主流技術之一，反滲透膜法具有投資低、能耗低等優點，但海水預處理要求高，反滲透膜法是未來海水淡化發展方向之一。反滲透膜組件是反滲透海水淡化系統中重要的組成部分，經預處理系統處理后的海水經高壓泵流經高脫鹽率卷式膜組件，通過控制調壓閥增加壓力，使海水中的部分純水透過膜組件進入多孔收集管，經由軟管流出設備，而鹽分則被阻擋在膜表面隨大部分海水排出設備，濾后水經過后處理得到所需的淡水。反滲透海水淡化技術發展的一個重要問題是如何降低能耗和成本，為實現這一目的，通常采用的方法是能量回收技術，即將反滲透膜排出的濃水余壓重新再利用。此外，將再生能源如風能應用到海水淡化系統中也是近些年海水淡化技術提出的新方法。據統計，海洋儲藏了豐富的可再生能源，據測算，中國海洋蘊含的波浪能為7.7GW。將再生能源如波浪能應用到海水淡化系統中也是近些年海水淡化技術提出的新方法。申請號為CN201410249653.3的專利申請中提出了一種風力、水力互補海水淡化裝置，這種裝置采集太陽能電磁發電通過逆變控制器到蓄電池，蓄電池通過逆變控制器供總控制電力。利用太陽能轉化為電能，再轉化為所需要的其他能量，能量利用率不高。此外，文獻“梁輝.漂浮擺式波浪能發電裝置的水動力性能研究[D].浙江大學,2017.”也公開了將漂浮擺式波浪能轉化為電能的裝置。申請號為CN201620725189.5的專利申請中公開了一種利用波浪能的新型海水淡化系統，盡管該裝置的波浪能采集裝置將波浪能轉化為機械能，驅動液壓泵泵取海水，但是沒有考慮到波浪能的波動性和不穩定性的特點，對于儲能很不利。申請號為CN201220630034.5的專利申請中提出了一種浮體式波浪能海水淡化裝置，浮體通過液壓缸、高壓油管與液壓系統的高壓油罐連接，高壓油罐上安裝穩壓蓄能器，高壓油罐通過液壓馬達與海水淡化系統的水泵連接將波浪能轉換為機械能泵送海水淡化。該系統采用液壓油作為能量儲存介質，因此需要額外的液壓油系統，增大了裝置的體積。綜上，將可再生能源用于海水淡化過程中去是未來海水淡化和再利用技術的發展方向，而波浪能作為沿海地區最普遍的能源之一，將其充分利用是可生能源利用的重要研究方向，盡管當前的公知常識和現有技術都對波浪能海水淡化有所介紹，首先對于波浪能的波動性和穩定性的儲能方式采用的介質通常為液壓油，額外的液壓油系統勢必造成裝置的體積增大，此外，現有檢索技術都主要是對波浪能的轉化方式和利用做了介紹，而對與海水淡化裝置及其系統的整體連接沒有做詳細介紹。因此，波浪能存在間歇性、不穩定性及不可控等不良影響特性，如何更好地加以輔助利用是當前再生綠色能源海水淡化工程亟待解決的技術問題。
技術實現思路
本技術旨在提供一種波浪能蓄能輔助海水淡化系統，以解決上述存在的技術問題。本技術的波浪能蓄能輔助海水淡化系統，包括：波浪能轉化儲能裝置、動能輸送裝置、海水淡化與能量回收裝置、原水池、過濾反應裝置、產水池；所述波浪能轉化儲能裝置包括：浮擺、柱塞泵A、浮球、柱塞泵B、儲能器、控制閥；所述動能輸送裝置包括：壓力表、液壓馬達、電動機、高壓泵；所述海水淡化與能量回收裝置包括：第一膜組、第二膜組、第一透平式一體機、第二透平式一體機；所述浮擺的底端鉸接連接固定，浮擺的另一端與柱塞泵A的連桿的一端鉸接連接，柱塞泵A的連桿的另一端與柱塞泵A的柱塞固定連接，柱塞泵A的柱塞將柱塞泵A的柱塞筒分為上腔和下腔，上腔和下腔分別通過安裝有單向閥的液壓管路R與海水相連通，海水能夠通過液壓管路進入柱塞泵A柱塞筒的上腔和下腔，柱塞泵A柱塞筒的上腔和下腔分別通過安裝有單向閥的液壓管路N與多組的儲能器相連接；所述浮球為能夠懸浮于海面上的輕質球體，浮球固定連接在柱塞泵B的連桿的一端，柱塞泵B的連桿的另一端與柱塞泵B的柱塞固定連接，柱塞泵B的柱塞將柱塞泵B的柱塞筒分為上腔和下腔，上腔和下腔分別通過安裝有單向閥的液壓管路Q與海水相連通，海水能夠通過液壓管路進入柱塞泵B柱塞筒的上腔和下腔，柱塞泵B柱塞筒的上腔和下腔分別通過安裝有單向閥的液壓管路S與多組的儲能器相連接；所述控制閥設置在儲能器端口處液壓管路上，所述控制閥為液壓元件通用部件，所述儲能器通過液壓管路與液壓馬達相連接，儲能器和液壓馬達連接的液壓管路上設置有壓力表，液壓馬達通過傳動部件與高壓泵相連接；所述外接交流電的電動機通過傳動部件與高壓泵相連接；所述原水池通過液壓管路與過濾反應裝置相連接，原水池的原水是引進的海水；所述過濾反應裝置的出口設置有兩個端口，所述過濾反應裝置的一個端口通過液壓管路與高壓泵的入水端相連接，所述過濾反應裝置的另一個端口通過液壓管路與排放水渠相連接，過濾反應裝置的作用是原水進行預處理，包括：混凝、沉淀、過濾、氣浮、超/微濾等，與高壓泵相連接的液壓管路里流經的是經過預處理的原水，與排放水渠相連接的液壓管路里流經的是原水經過預處理后的排污水；所述高壓泵的出水端通過液壓管路與第一透平式一體機的泵體入口端相連接，所述第一透平式一體機的泵體出口端通過液壓管路與第一膜組的入口端相連接，所述第一膜組的出口端通過液壓管路與第二透平式一體機的泵體入口端相連接，所述第二透平式一體機的泵體出口端通過液壓管路與第二膜組的入口端相連接，所述第二膜組的出口端通過液壓管路分別與第一透平式一體機的透平體入口端、第二透平式一體機的透平體入口端相連接，所述第一透平式一體機的透平體出口端、第二透平式一體機的透平體出口端通過液壓管路與排放水渠相連接；所述第一膜組的產水端、第二膜組的產水端分別通過液壓管路與產水池相連接；作為優選地，多組的儲能器采用多級并聯的形式。進入高壓泵入水端的是經過預處理的低壓原水，高壓泵對預處理的低壓原水進行施壓，將低壓原水變為高壓原水，經第一透平式一體機的透平體出口端、第二透平式一體機的透平體出口端排出的是低壓濃海水，第一膜組的產水端、第二膜組的產水端排出的是經過淡化處理的淡水。儲能器是液壓氣動系統中的一種常見的能量儲蓄裝置，它在適當的時機將系統中的能量轉變為壓縮能或位能儲存起來，當系統需要時，又將壓縮能或位能轉變為液壓或氣壓等能而釋放出來，重新補供給系統。當系統瞬間壓力增大時，它可以吸收這部分的能量，以保證整個系統壓力正常。儲能器可以存儲能量、吸收液壓沖擊、消除脈動和回收能量。儲能器可以通過多組并聯或串聯等形式進行存儲能量。透平式一體機，即液力透平增壓泵，分為泵體和透平體，泵體設置有出口端和出口端，透平體設置有出口端和出口端，透平體的葉輪與泵體的葉輪共用一根軸，實現了液力透平與泵轉子間的完美耦合，這樣就可以將透平體的高壓液體的能量直接轉化成泵體低壓液體的能量，具有明顯的結構優勢。液壓馬達是液壓系統的一種執行元件，它將液壓泵提供的液體壓力能轉變為其輸出軸的機械能。液體是傳遞力和運動的介質。浮擺吸收波浪能帶動柱塞泵A里的柱塞進行往復運動，活塞向下運動時，壓縮柱塞泵A下腔里的海水，相反，當柱塞泵A向上運動時，壓縮柱塞泵A上腔里的海水，往復的壓縮海水，將高壓海水源源不斷的輸送到儲能器中。浮球捕獲波浪能帶柱塞泵B中柱塞運本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種波浪能蓄能輔助海水淡化系統，包括：波浪能轉化儲能裝置、動能輸送裝置、海水淡化與能量回收裝置、原水池(8)、過濾反應裝置(9)、產水池(17)，所述原水池(8)通過液壓管路與過濾反應裝置(9)相連接，所述波浪能轉化儲能裝置與動能輸送裝置相連接，所述動能輸送裝置與海水淡化與能量回收裝置相連接，所述海水淡化與能量回收裝置通過液壓管路與產水池(17)相連接，其特征在于，所述海水淡化與能量回收裝置包括：第一膜組(13)、第二膜組(14)、第一透平式一體機(15)、第二透平式一體機(16)；所述第一透平式一體機(15)的泵體出口端通過液壓管路與第一膜組(13)的入口端相連接，所述第一膜組(13)的出口端通過液壓管路與第二透平式一體機(16)的泵體入口端相連接，所述第二透平式一體機(16)的泵體出口端通過液壓管路與第二膜組(14)的入口端相連接，所述第二膜組(14)的出口端通過液壓管路分別與第一透平式一體機(15)的透平體入口端、第二透平式一體機(16)的透平體入口端相連接，所述第一透平式一體機(15)的透平體出口端、第二透平式一體機(16)的透平體出口端通過液壓管路與排放水渠相連接。

【技術特征摘要】
1.一種波浪能蓄能輔助海水淡化系統，包括：波浪能轉化儲能裝置、動能輸送裝置、海水淡化與能量回收裝置、原水池(8)、過濾反應裝置(9)、產水池(17)，所述原水池(8)通過液壓管路與過濾反應裝置(9)相連接，所述波浪能轉化儲能裝置與動能輸送裝置相連接，所述動能輸送裝置與海水淡化與能量回收裝置相連接，所述海水淡化與能量回收裝置通過液壓管路與產水池(17)相連接，其特征在于，所述海水淡化與能量回收裝置包括：第一膜組(13)、第二膜組(14)、第一透平式一體機(15)、第二透平式一體機(16)；所述第一透平式一體機(15)的泵體出口端通過液壓管路與第一膜組(13)的入口端相連接，所述第一膜組(13)的出口端通過液壓管路與第二透平式一體機(16)的泵體入口端相連接，所述第二透平式一體機(16)的泵體出口端通過液壓管路與第二膜組(14)的入口端相連接，所述第二膜組(14)的出口端通過液壓管路分別與第一透平式一體機(15)的透平體入口端、第二透平式一體機(16)的透平體入口端相連接，所述第一透平式一體機(15)的透平體出口端、第二透平式一體機(16)的透平體出口端通過液壓管路與排放水渠相連接。2.根據權利要求1所述的波浪能蓄能輔助海水淡化系統，其特征在于，所述波浪能轉化儲能裝置包括：浮擺(1)、柱塞泵A(2)、浮球(3)、柱塞泵B(4)、儲能器(5)、控制閥(6)；所述浮擺(1)的底端鉸接連接固定，所述浮擺(1)的另一端與柱塞泵A(2)的連桿的一端鉸接連接，所述柱塞泵A(2)的連桿的另一端與柱塞泵A(2)的柱塞固定連接，所述柱塞泵A(2)的柱塞將柱塞泵A(2)的柱塞筒分為上腔和下腔，上腔和下腔分別通過安裝有單向閥的液壓管路R與海水相連通，所述柱塞泵A(2)柱塞筒的上腔和下腔分別通過安裝有單向閥的液壓管路...

【專利技術屬性】
技術研發人員：汪程鵬，王生輝，初喜章，宋代旺，陳琛，劉瑋，
申請(專利權)人：國家海洋局天津海水淡化與綜合利用研究所，天津市藍十字膜技術有限公司，
類型：新型
國別省市：天津,12