本發(fā)明屬于可再生能源海水淡化技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種潮流能海水淡化系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著淡水資源的短缺以及傳統(tǒng)化石能源的減少和成本的上升，以可再生能源作為驅(qū)動(dòng)力的海水淡化技術(shù)受到了越來(lái)越多的關(guān)注。特別是在遠(yuǎn)離大陸的島嶼上，電能和淡水都極其缺乏，而制淡水的反滲透海水淡化設(shè)備大多數(shù)是通過穩(wěn)定的電能來(lái)驅(qū)動(dòng)，如何因地制宜地充分利用海島周圍豐富的海洋能資源進(jìn)行海水淡化已成為迫切需要解決的問題。

潮流能作為海洋能的一種，其蘊(yùn)含量豐富，相對(duì)于太陽(yáng)能和風(fēng)能，潮流能的能量更加集中，其能量密度約為太陽(yáng)能的30倍，風(fēng)能的4倍，且具有可預(yù)測(cè)性，開發(fā)前景非?？捎^，被認(rèn)為是全球很有潛力的可再生能源。但是，目前國(guó)內(nèi)外潮流能的研究主要集中于發(fā)電，對(duì)于利用潮流能進(jìn)行海水淡化的研究相對(duì)較少，而在遠(yuǎn)離大陸的島嶼上均存在缺電、缺水的問題，因此開發(fā)潮流能海水淡化技術(shù)具有十分重要的意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種潮流能海水淡化系統(tǒng)，可以利用潮流能對(duì)海水進(jìn)行淡化，解決遠(yuǎn)離大陸的島嶼缺乏淡水的問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種潮流能海水淡化系統(tǒng)，包括海水預(yù)過濾裝置、槳葉、海水柱塞泵、蓄能器、反滲透膜組件、水壓馬達(dá)和葉片泵；

海水預(yù)過濾裝置的出水端的第一管道和第二管道分別連通在柱塞泵的進(jìn)水端和葉片泵的進(jìn)水端；柱塞泵的出水端和葉片泵的出水端分別通過第三管道和第四管道與蓄能器連通，蓄能器通過第五管道與反滲透膜組件進(jìn)水口連通，反滲透膜組件濃海水出口通過第六管道與水壓馬達(dá)進(jìn)水端連通，水壓馬達(dá)與葉片泵傳動(dòng)連接；槳葉通過單向離合器與柱塞泵傳動(dòng)連接，在第三管道上安裝有第一單向閥，在第四管道上安裝有第二單向閥，在第五管道上安裝有電磁閥。

在第一壓力傳感器與電磁閥之間的管道上安裝有溢流閥。

單向離合器通過行星齒輪增速器與柱塞泵傳動(dòng)連接。

在第三管道上安裝還第一壓力傳感器，在第四管道上還安裝有第一流量傳感器，在第五管道上安裝有第二流量傳感器,在第六管道上安裝有第二壓力傳感器。

一種潮流能海水淡化系統(tǒng)淡化海水的方法，包括如下步驟：

一、槳葉采集潮流能帶動(dòng)柱塞泵工作，柱塞泵將經(jīng)過海水預(yù)過濾裝置的海水輸送到蓄能器中穩(wěn)壓，同時(shí)第一壓力傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)蓄能器中的海水壓力；

二、當(dāng)?shù)谝粔毫鞲衅鳈z測(cè)到壓力超過預(yù)設(shè)值時(shí)，電磁閥開啟，蓄能器中的海水被蓄能器推送到反滲透膜組件內(nèi)；

三、反滲透膜組件將海水分濾成淡水和濃海水，淡水流向儲(chǔ)水池，濃海水流經(jīng)水壓馬達(dá)排入廢水池，濃海水在流經(jīng)水壓馬達(dá)時(shí)，水壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)葉片泵運(yùn)轉(zhuǎn)，葉片泵將經(jīng)過海水預(yù)過濾裝置的海水由第二管道經(jīng)過第二單向閥輸送到第五管道中。

本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明是利用槳葉和海水柱塞泵將低壓海水變成高壓海水進(jìn)行反滲透海水淡化，只經(jīng)過一次能量轉(zhuǎn)換，減少了中間過程的能量轉(zhuǎn)化次數(shù)，提高了潮流能轉(zhuǎn)換效率；蓄能器和溢流閥能夠讓海水以一個(gè)較為穩(wěn)定的壓力進(jìn)入反滲透膜組件過濾，讓反滲透膜組件能夠在一定的時(shí)間內(nèi)持續(xù)出水過濾，并且能夠避免過大的液壓沖擊，防止反滲透膜組件損壞；水壓馬達(dá)與葉片泵傳動(dòng)連接，能夠?qū)夂Ｋ械哪芰窟M(jìn)行再次利用，提高能量的利用效率。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明：

圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖,

圖2為本發(fā)明在對(duì)海水進(jìn)行過濾的工藝流程圖。

圖中：海水預(yù)過濾裝置1、槳葉2、單向離合器3、蓄能器4、溢流閥5、反滲透膜組件6、水壓馬達(dá)7、葉片泵8、海水柱塞泵9、廢海水池10、第一管道11、第二管道12、第三管道13、第四管道14、第五管道15、第六管道16、行星齒輪增速器17、第一單向閥21、第二單向閥22、第一壓力傳感器31、第二壓力傳感器32、第一流量傳感器41、第二流量傳感器42、電磁閥51。

具體實(shí)施方式

如圖1和2所示：一種潮流能海水淡化系統(tǒng)，包括海水預(yù)過濾裝置1、槳葉2、海水柱塞泵9、蓄能器4、反滲透膜組件6、廢海水池10、水壓馬達(dá)7和葉片泵8；海水預(yù)過濾裝置1的作用在于對(duì)海水進(jìn)行初步過濾，以去除海水中的雜質(zhì)；

海水預(yù)過濾裝置1的出水端的第一管道11和第二管道12分別連通在柱塞泵9的進(jìn)水端和葉片泵8的進(jìn)水端；柱塞泵9的出水端和葉片泵8的出水端分別通過第三管道13和第四管道14與蓄能器4連通，蓄能器4通過第五管道15與反滲透膜組件6進(jìn)水口連通，反滲透膜組件6濃海水出口通過第六管道16與水壓馬達(dá)7進(jìn)水端連通，反滲透膜組件6濃海水出口通過管道輸送到指定地點(diǎn)，水壓馬達(dá)7與葉片泵8傳動(dòng)連接；槳葉2通過單向離合器3與柱塞泵9傳動(dòng)連接，在第三管道13上安裝有第一單向閥21，在第四管道14上安裝有第二單向閥22，在第五管道15上安裝有電磁閥51。

在第一壓力傳感器31與電磁閥51之間的管道上安裝有溢流閥5。

蓄能器4主要吸收獲能裝置采集而來(lái)的海水壓能和能量回收裝置回收的海水壓能，能夠把不穩(wěn)定的海水壓能變成穩(wěn)定的高壓海水，溢流閥5能夠限定海水壓力范圍。

單向離合器3通過行星齒輪增速器17與柱塞泵9傳動(dòng)連接。在潮流能海水推動(dòng)槳葉順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，槳葉與單向離合器3嚙合，槳葉通過單向離合器3驅(qū)動(dòng)行星齒輪增速器17旋轉(zhuǎn)；在潮流能海水推動(dòng)槳葉逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，槳葉漿軸與單向離合器3脫離，單向離合器3空轉(zhuǎn)；使海水柱塞泵9能夠間隙的為蓄能器4注入海水；行星齒輪增速器17能提高海水柱塞泵9的轉(zhuǎn)速，從而快速為蓄能器4提供足夠流量的高壓海水。

在第三管道13上安裝還第一壓力傳感器31，在第四管道14上還安裝有第一流量傳感器41，在第五管道15上安裝有第二流量傳感器42,在第六管道16上安裝有第二壓力傳感器32。

各個(gè)壓力傳感器和流量傳感器的作用在于：可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)各個(gè)位置的流量和壓力，了解整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行情況，以便在系統(tǒng)故障檢查時(shí)及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題所在。

經(jīng)過預(yù)過濾后的低壓海水在高壓海水柱塞泵9的作用下轉(zhuǎn)換成高壓海水，再經(jīng)蓄能裝置穩(wěn)壓后輸送到反滲透膜組件6，由于水通過半透膜的機(jī)理是水分子通過親水性半透膜而擴(kuò)散的能力要遠(yuǎn)強(qiáng)于鹽分和海水中的其他成分，在高壓力驅(qū)動(dòng)下，海水中的水通過半透膜而遷移到反滲透膜組件6淡水側(cè)，鹽分和其他成分則遺留在反滲透膜組件6海水側(cè)，由于反滲透系統(tǒng)中大部分的能量損失來(lái)源于排放的海水的壓力，因而配置水壓馬達(dá)7以回收排放的濃鹽水中的壓能。

在水壓馬達(dá)7轉(zhuǎn)動(dòng)后，水壓馬達(dá)7驅(qū)動(dòng)葉片泵8轉(zhuǎn)動(dòng)；水壓馬達(dá)7是通過濃海水的壓力驅(qū)動(dòng)。高壓海水經(jīng)過反滲透膜組件6后，變成淡水和濃海水兩部分。淡水部分流向儲(chǔ)水池，而濃海水部分還有相當(dāng)多的能量和相當(dāng)大的壓力，流經(jīng)水壓馬達(dá)7時(shí)，濃海水的壓力驅(qū)動(dòng)水壓馬達(dá)7旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)葉片泵8工作。葉片泵8能夠吸收過海水預(yù)過濾裝置1過濾的海水，和海水柱塞泵9壓入的高壓海水一起，共同向蓄能穩(wěn)壓系統(tǒng)中提供高壓海水，如此實(shí)現(xiàn)將反滲透后濃海水中能量的回收利用，從而提高系統(tǒng)的能量使用效率。

最后，后處理進(jìn)一步將原水中的無(wú)機(jī)離子、細(xì)菌、病毒、有機(jī)物及膠體等雜質(zhì)除去，獲得高質(zhì)量的純凈水，流入儲(chǔ)水池。

一種潮流能海水淡化系統(tǒng)淡化海水的方法，包括如下步驟：

一、槳葉2采集潮流能帶動(dòng)柱塞泵9工作，柱塞泵9將經(jīng)過海水預(yù)過濾裝置1的海水輸送到蓄能器4中穩(wěn)壓，同時(shí)第一壓力傳感器31實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)蓄能器4中的海水壓力；

二、當(dāng)?shù)谝粔毫鞲衅?1檢測(cè)到壓力超過預(yù)設(shè)值時(shí)，電磁閥51開啟，蓄能器4中的海水被蓄能器4推送到反滲透膜組件6內(nèi)；

三、反滲透膜組件6將海水分濾成淡水和濃海水，淡水流向儲(chǔ)水池，濃海水流經(jīng)水壓馬達(dá)7排入廢水池10，濃海水在流經(jīng)水壓馬達(dá)7時(shí)，水壓馬達(dá)7驅(qū)動(dòng)葉片泵8運(yùn)轉(zhuǎn)，葉片泵8將經(jīng)過海水預(yù)過濾裝置1的海水由第二管道經(jīng)過第二單向閥22輸送到第五管道15中。

綜上所述：本發(fā)明是利用槳葉和海水柱塞泵9將低壓海水變成高壓海水進(jìn)行反滲透海水淡化，只經(jīng)過一次能量轉(zhuǎn)換，減少了中間過程的能量轉(zhuǎn)化次數(shù)，提高了潮流能轉(zhuǎn)換效率；蓄能器4和溢流閥5能夠讓海水以一個(gè)較為穩(wěn)定的壓力進(jìn)入反滲透膜組件6過濾，讓反滲透膜組件6能夠在一定的時(shí)間內(nèi)持續(xù)出水過濾，并且能夠避免過大的液壓沖擊，防止反滲透膜組件6損壞；水壓馬達(dá)7與葉片泵8傳動(dòng)連接形成一個(gè)能量回收裝置，能夠?qū)夂Ｋ械哪芰窟M(jìn)行再次利用，提高能量的利用效率。