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(guò)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(wèn)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(wèn)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(wèn)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(wèn)題。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)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(guò)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(guò)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(guò)第三管道和第四管道與蓄能器連通，蓄能器通過(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)海水預(yù)過(guò)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(guò)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(guò)海水預(yù)過(guò)濾裝置的海水由第二管道經(jīng)過(guò)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(guò)一次能量轉(zhuǎn)換，減少了中間過(guò)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(guò)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(guò)濾，并且能夠避免過(guò)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(shuō)明

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)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(guò)濾的工藝流程圖。

圖中：海水預(yù)過(guò)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(guò)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(guò)濾裝置1的作用在于對(duì)海水進(jìn)行初步過(guò)濾，以去除海水中的雜質(zhì)；

海水預(yù)過(guò)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(guò)第三管道13和第四管道14與蓄能器4連通，蓄能器4通過(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(wèn)題所在。

經(jīng)過(guò)預(yù)過(guò)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(guò)半透膜的機(jī)理是水分子通過(guò)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(guò)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(guò)濃海水的壓力驅(qū)動(dòng)。高壓海水經(jīng)過(guò)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(guò)海水預(yù)過(guò)濾裝置1過(guò)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(guò)海水預(yù)過(guò)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(guò)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(guò)海水預(yù)過(guò)濾裝置1的海水由第二管道經(jīng)過(guò)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(guò)一次能量轉(zhuǎn)換，減少了中間過(guò)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(guò)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(guò)濾，并且能夠避免過(guò)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。