專利名稱：一種風力發(fā)電的海水淡化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及ー種風カ發(fā)電的海水淡化裝置。
背景技術(shù)：
海洋經(jīng)濟被提升為國家發(fā)展戰(zhàn)略后，在提升和拓展海洋經(jīng)濟工作中，給海島以及海域的保護、開發(fā)和利用提出了新的發(fā)展命題。提高海域使用，就要提高海島使用，海域使用需要依托海島展開，而海島的基礎(chǔ)設(shè)施尤其是缺乏淡水，淡水資源是人類生存的必要條件，無淡水海島約占全國海島總數(shù)的92%左右，約6400多個(南海海域未計入)。因此發(fā)展海島海水淡化具有極強的社會經(jīng)濟型，尤其是ー些偏遠海島，其獨特的地理位置，對國家海洋權(quán)益及資源具有極其重要的戰(zhàn)略地位。因此，在有條件的偏遠海島根據(jù)保護開發(fā)利用的原則，適當建設(shè)此類工程不僅可發(fā)展外海漁業(yè)生產(chǎn)和旅游業(yè)等，而且還可宣示主權(quán)。 海島淡水增量的傳統(tǒng)做法是利用水利建設(shè)資金建設(shè)水庫，其缺點是在臺風來臨時或抗臺防洪中往往需要將水庫中水瀉去，經(jīng)常發(fā)生因臺風行走路線的變化，使海島出現(xiàn)臺風過后缺水現(xiàn)象。利用海水淡化技術(shù)來增加海島淡水量就可避免上述缺點，這將對海島建設(shè)及居民生活的穩(wěn)定產(chǎn)生極大積極作用。海水淡化作為ー種開源技術(shù)，可以增加當?shù)厮Y源總量，由于海水淡化是以能源換水源，因此能源消耗仍較大。對于沒有常規(guī)電網(wǎng)的海島，利用傳統(tǒng)的礦物燃料(煤、油)解決海水淡化能源問題，極易導(dǎo)致海島脆弱生態(tài)系統(tǒng)的破壞，且運輸和維護成本過高。海島如解決了清潔可再生能源和穩(wěn)定的淡水源，對海島及海域的保護利用率將大為提高，有利于捕撈漁民的轉(zhuǎn)產(chǎn)，對海洋經(jīng)濟的增長潛カ巨大。利用海島豐富的風能資源，開發(fā)風能海水淡化乃是解決沿海及偏遠海島淡水缺乏或供應(yīng)不足的最佳方案。由于風速的不穩(wěn)定性，造成風カ發(fā)電機輸出電カ不穩(wěn)定，傳統(tǒng)的風力發(fā)電在供給用電設(shè)備時，是經(jīng)過控制器、蓄電池、逆變器才供應(yīng)到用電設(shè)備上。這個環(huán)節(jié)雖然解決了風力發(fā)電供電的穩(wěn)定性，但在一定程度上也増加了風電系統(tǒng)設(shè)備投資，降低了風電利用效率。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種風カ發(fā)電的海水淡化裝置，能夠適應(yīng)風カ發(fā)電不穩(wěn)定，提高用電效率和安全性。為此，本實用新型采用以下技術(shù)方案一種風カ發(fā)電的海水淡化裝置,包括風カ發(fā)電系統(tǒng)、海水淡化系統(tǒng)；所述風カ發(fā)電系統(tǒng)包括風カ發(fā)電機組、整流器、充放電控制器、蓄電池和逆變器，所述風カ發(fā)電機組的輸出端與整流器連接，充放電控制器和整流器、蓄電池、逆變器連接；所述海水淡化系統(tǒng)包括電氣控制裝置，所述電氣控制裝置電源輸入端和逆變器相連；所述海水淡化系統(tǒng)還設(shè)有多個變頻器，所述多個變頻器和充放電控制器相連接受其供電，所述變頻器還與電氣控制裝置相連，接受其控制；所述變頻器分別與海水淡化系統(tǒng)中的泵分別相連；所述海水淡化系統(tǒng)還包括過濾器、能量回收裝置、反滲透膜組器，過濾器用于去除海水中的懸浮物、膠體物質(zhì)；所述的能量回收系統(tǒng)由一只四通換向閥、四只單向閥和兩只差壓缸組成；兩只差壓缸同軸相對放置，兩只差壓缸之間設(shè)有活塞桿，每只差壓缸中分別設(shè)置有活塞，所述活塞桿的兩端分別與兩只差壓缸的活塞相對接觸，差壓缸被所述活塞分為無桿腔和有桿腔，無桿腔為差壓缸的海水進、出連接腔，有桿腔為差壓缸的濃海水進、出連接腔；其中兩只單向閥為能量回收裝置的海水吸入閥，它們的出水ロ分別與兩只差壓缸的無桿腔連接；另兩只單向閥作為能量回收裝置的高壓出水閥，它們的進水口分別與兩只差壓缸的無桿腔連接，它們的出水ロ與反滲透膜組器高壓海水進水端相連；反滲透膜組器高壓濃海水出水端與能量回收裝置的四通換向閥高壓濃海水進水端相連，四通換向閥的兩只濃海水進、出水端ロ分別與兩只差壓缸的有桿腔連接。在采用上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本實用新型還可采用以下進ー步的技術(shù)方案所述海水淡化系統(tǒng)中的泵包括1)、海水取水泵，2)、海水增壓泵，所述海水增壓 泵用于克服通過過濾器和管道的沿程壓カ損失，3)、海水高壓泵，所述海水高壓泵輸出的高壓海水，經(jīng)過能量回收裝置進ー步增壓后，其壓カ達到淡水能夠透過反滲透膜的程度，4)、淡水輸送泵；所述海水淡化系統(tǒng)為所述各泵分別配置所述變頻器，各泵與其變頻器相連。所述海水淡化系統(tǒng)按照海水的流向包括有海水取水泵、水力澄清池、海水增壓泵、預(yù)處理裝置、海水高壓泵，能量回收裝置的低壓海水進ロ與海水高壓泵的出水端ロ連接，反滲透膜組器的淡水出口與淡水輸送泵的進水端ロ連接；所述海水淡化系統(tǒng)還設(shè)有蓄能器，所述蓄能器連接在海水高壓泵的出水端ロ的管路上。所述蓄能器設(shè)有密閉耐壓容器，在耐壓容器中設(shè)有柔性氣囊，所述柔性氣囊通過管路與海水高壓泵的出水端ロ的管路連接。本實用新型還設(shè)有卸荷器，所述卸荷器和充放電控制器相連。所述逆變器還具有備用的交流電輸出接ロ。由于采用本實用新型的技術(shù)方案，本實用新型應(yīng)用了變頻技術(shù)及能量回收裝置，使海水淡化系統(tǒng)中的用電設(shè)備適應(yīng)風カ發(fā)電不穩(wěn)定所帯來的電壓波動，本實用新型的能量回收裝置對系統(tǒng)的壓力、流量適應(yīng)性較好，本實用新型提高了能源利用效率，減少蓄電池用量，對邊遠地區(qū)擴大風力發(fā)電的應(yīng)用以及減少投資具有較大的經(jīng)濟意義和應(yīng)用前景。

圖I為本實用新型所提供的實施例的示意圖。
具體實施方式
本實用新型包括風カ發(fā)電系統(tǒng)、海水淡化系統(tǒng)；所述風カ發(fā)電系統(tǒng)包括風カ發(fā)電機組100、整流器、充放電控制器、蓄電池和逆變器，所述風カ發(fā)電機組的輸出端與整流器連接，充放電控制器和整流器、蓄電池、逆變器連接；所述海水淡化系統(tǒng)包括電氣控制裝置，所述電氣控制裝置電源輸入端和逆變器相連，以接受逆變器輸出的交流電，對控制對象進行控制工作；所述海水淡化系統(tǒng)還設(shè)有多個變頻器，所述多個變頻器和充放電控制器相連接受其供電，所述變頻器還與電氣控制裝置相連，接受其控制；所述變頻器分別與海水淡化系統(tǒng)中的泵分別相連；所述海水淡化系統(tǒng)還包括過濾器、能量回收裝置600、反滲透膜組器8，過濾器用于去除海水中的顆粒物、以免損壞高壓泵和反滲透膜組器，去除海水中的膠體物質(zhì)，保證反滲透膜組器長期穩(wěn)定運行；所述過濾器可采用多介質(zhì)過濾器；所述能量回收裝置用于回收反滲透膜組器8排出的高壓濃縮海水中的壓カ能量；所述海水淡化系統(tǒng)中的泵包括 I)、海水取水泵200，2)、海水增壓泵300，所述海水增壓泵用于克服通過過濾器和管道的沿程壓カ損失3)、海水高壓泵400，所述海水高壓泵輸出的高壓海水，經(jīng)過能量回收裝置進ー步 增壓后，其壓カ達到淡水能夠透過反滲透膜的程度，4)、淡水輸送泵500;所述海水淡化系統(tǒng)為所述各泵分別配置所述變頻器，各泵與其變頻器相連。所述海水淡化系統(tǒng)按照海水的流向包括有海水取水泵、水力澄清池、海水增壓泵、預(yù)處理裝置、海水高壓泵，能量回收裝置的低壓海水進ロ與海水高壓泵的出水端ロ 7連接，反滲透膜組器的淡水出口 11與淡水輸送泵的進水端ロ連接。所述海水淡化系統(tǒng)還設(shè)有蓄能器，所述蓄能器連接在海水高壓泵的出水端ロ 7的管路上。所述蓄能器設(shè)有密閉耐壓容器，在耐壓容器中設(shè)有柔性氣囊，所述柔性氣囊與海水高壓泵的出水端ロ 7的管路連接。所述的能量回收裝置600由一只四通換向閥12、四只單向閥和兩只差壓缸13、14組成；兩只差壓缸同軸13、14相對放置，兩只差壓缸之間設(shè)有活塞桿21，每只差壓缸中分別設(shè)置有活塞133、143，所述活塞桿21的兩端分別與兩只差壓缸的活塞133、143相對接觸，差壓缸被所述活塞分為無桿腔134、144和有桿腔135、145，無桿腔為差壓缸的海水迸、出連接腔，有桿腔為差壓缸的濃海水進、出連接腔，差壓缸的無桿腔吸入低壓海水排出高壓海水，差壓缸的有桿腔吸入高壓濃海水排出低壓濃海水。其中兩只單向閥15、16作為能量回收裝置的海水吸入閥，它們的出水ロ分別與兩只差壓缸的無桿腔134、144連接；另兩只單向閥17、18作為能量回收裝置的高壓出水閥，它們的進水口分別與兩只差壓缸的無桿腔134、144連接，它們的出水ロ與反滲透膜組器8高壓海水進水端9相連；反滲透膜組器高壓濃海水出水端10與能量回收裝置的四通換向閥高壓濃海水進水端19相連，四通換向閥的兩只濃海水進、出水端ロ 20、20’分別與兩只差壓缸的有桿腔135、145連接。本實用新型還設(shè)有卸荷器，所述卸荷器和充放電控制器相連。卸荷器是風カ發(fā)電機組所產(chǎn)生的剩余電能的消耗器。它有以下幾種用途1、消耗掉風カ發(fā)電機組所產(chǎn)生的剩余電能；2、本實用新型運行出現(xiàn)故障而被切出維修時消耗掉風カ發(fā)電機組所產(chǎn)生的全部電能；3、使風カ發(fā)電機組盡量不輸出空載電壓；4、維修風カ發(fā)電機組時防止其飛車；5、起塔或放塔時防止風カ發(fā)電機組輸出過高電壓而傷人。所述逆變器還具有備用的交流電輸出接ロ，以連接除海水淡化系統(tǒng)用電之外的其它交流負載，這也有助于充分利用風カ發(fā)電和解決風カ發(fā)電不穩(wěn)定的問題。
權(quán)利要求1.一種風力發(fā)電的海水淡化裝置，其特征在于它包括風力發(fā)電系統(tǒng)、海水淡化系統(tǒng)； 所述風力發(fā)電系統(tǒng)包括風力發(fā)電機組、整流器、充放電控制器、蓄電池和逆變器，所述風力發(fā)電機組的輸出端與整流器連接，充放電控制器和整流器、蓄電池、逆變器連接； 所述海水淡化系統(tǒng)包括電氣控制裝置，所述電氣控制裝置電源輸入端和逆變器相連；所述海水淡化系統(tǒng)還設(shè)有多個變頻器，所述多個變頻器和充放電控制器相連接受其供電，所述變頻器還與電氣控制裝置相連，接受其控制；所述變頻器分別與海水淡化系統(tǒng)中的泵分別相連； 所述海水淡化系統(tǒng)還包括過濾器、能量回收裝置、反滲透膜組器，過濾器用于去除海水中的懸浮物、膠體物質(zhì)； 所述的能量回收系統(tǒng)由一只四通換向閥、四只單向閥和兩只差壓缸組成； 兩只差壓缸同軸相對放置，兩只差壓缸之間設(shè)有活塞桿，每只差壓缸中分別設(shè)置有活塞，所述活塞桿的兩端分別與兩只差壓缸的活塞相對接觸，差壓缸被所述活塞分為無桿腔和有桿腔，無桿腔為差壓缸的海水進、出連接腔，有桿腔為差壓缸的濃海水進、出連接腔；其中兩只單向閥為能量回收裝置的海水吸入閥，它們的出水口分別與兩只差壓缸的無桿腔連接；另兩只單向閥作為能量回收裝置的高壓出水閥，它們的進水口分別與兩只差壓缸的無桿腔連接，它們的出水口與反滲透膜組器高壓海水進水端相連；反滲透膜組器高壓濃海水出水端與能量回收裝置的四通換向閥高壓濃海水進水端相連，四通換向閥的兩只濃海水進、出水端口分別與兩只差壓缸的有桿腔連接。
2.如權(quán)利要求I所述的一種風力發(fā)電的海水淡化裝置，其特征在于所述海水淡化系統(tǒng)中的泵包括 1)、海水取水泵， 2)、海水增壓泵，所述海水增壓泵用于克服通過過濾器和管道的沿程壓力損失， 3)、海水高壓泵，所述海水高壓泵輸出的高壓海水，經(jīng)過能量回收裝置進一步增壓后，其壓力達到淡水能夠透過反滲透膜的程度， 4)、淡水輸送泵； 所述海水淡化系統(tǒng)為所述各泵分別配置所述變頻器，各泵與其變頻器相連。
3.如權(quán)利要求2所述的一種風力發(fā)電的海水淡化裝置，其特征在于所述海水淡化系統(tǒng)按照海水的流向包括有海水取水泵、水力澄清池、海水增壓泵、預(yù)處理裝置、海水高壓泵，能量回收裝置的低壓海水進口與海水高壓泵的出水端口連接，反滲透膜組器的淡水出口與淡水輸送泵的進水端口連接； 所述海水淡化系統(tǒng)還設(shè)有蓄能器，所述蓄能器連接在海水高壓泵的出水端口的管路上。
4.如權(quán)利要求I所述的一種風力發(fā)電的海水淡化裝置，其特征在于它還設(shè)有卸荷器，所述卸荷器和充放電控制器相連。
5.如權(quán)利要求I所述的一種風力發(fā)電的海水淡化裝置，其特征在于所述逆變器還具有備用的交流電輸出接口。
6.如權(quán)利要求3所述的一種風力發(fā)電的海水淡化裝置，其特征在于所述蓄能器設(shè)有密閉耐壓容器，在耐壓容器中設(shè)有柔性氣囊，所述柔性氣囊通過管路與海水高壓泵的出水端口的管路連接。
專利摘要本實用新型提供了一種風力發(fā)電的海水淡化裝置，它包括風力發(fā)電系統(tǒng)、海水淡化系統(tǒng)；所述風力發(fā)電系統(tǒng)包括風力發(fā)電機組、整流器、充放電控制器、蓄電池和逆變器，所述海水淡化系統(tǒng)包括電氣控制裝置，所述電氣控制裝置電源輸入端和逆變器相連；所述海水淡化系統(tǒng)還設(shè)有多個變頻器，所述多個變頻器和充放電控制器相連接受其供電，所述變頻器還與電氣控制裝置相連，接受其控制；所述變頻器分別與海水淡化系統(tǒng)中的泵分別相連。本實用新型能夠適應(yīng)風力發(fā)電不穩(wěn)定，提高用電效率和安全性。本實用新型提高了能源利用效率，減少蓄電池用量，對邊遠地區(qū)擴大風力發(fā)電的應(yīng)用以及減少投資具有較大的經(jīng)濟意義和應(yīng)用前景。
文檔編號C02F9/02GK202465405SQ20122000861
公開日2012年10月3日 申請日期2012年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月10日
發(fā)明者宋建華, 張希建, 張建中, 張愛萍, 汪依凡, 石雷, 趙浩華, 馬建紅 申請人:國家海洋局第二海洋研究所