CN100582022C - 太阳能热虹吸循环蒸发器表面薄膜多效蒸馏脱盐装置 - Google Patents

Abstract

太阳能热虹吸循环蒸发器表面薄膜多效蒸馏脱盐装置，有太阳能集热器、多效蒸发器、热虹吸管、热回收装置、静电防结垢装置、咸水箱、淡水箱、咸水冷却冷凝器、咸水冷却冷凝器热虹吸管、泵、阀门、管道、保温材料等组成，第一级蒸发器产生的蒸汽作为下一级薄膜蒸发器的热源，下一级薄膜蒸发器产生的蒸汽作为N级薄膜蒸发器的热源，热虹吸管可实现蒸发器的高效对流循环，蒸发器通过倒U形管压力温度控制器实现各级蒸发器的温度压力差，系统通过自动控制阀实现装置的自动给水，通过真空泵实现系统蒸汽的低温冷凝及制取淡水，静电防结垢装置可实现热交换器的防结垢，热回收装置可提高系统的热效率，与本装置系统内的泵、阀启闭控制结合，实现自动运行。

Description

太阳能热虹吸循环蒸发器表面薄膜多效蒸馏脱盐装置

本发明涉及太阳能热虹吸循环蒸发器表面薄膜多效蒸馏脱盐装置，用于咸水的淡化处理。

目前，公知的利用太阳能作为热源的咸水脱盐技术，多是通过泵循环，通过蒸发或闪蒸来实现的，但由于其设备结垢严重，难以长期无故障可靠运行，大多通过加酸等方式对水进行预处理，因此，成本高，不安全，对设备的腐蚀较为严重。因其循环需要水泵，耗能多，加之太阳能集热方面的限制，使其难以实现淡水的大规模生产。极大的限制了太阳能在咸水淡化方面的应用，更不适合海岛应用，难以广泛开展推广。

本发明的目的是提供太阳能热虹吸循环蒸发器表面薄膜多效蒸馏脱盐装置，本发明提供一种加热器不结垢、自循环、多效蒸发，效率高，安全可靠，耗能少，自动化程度高，费用低的新型太阳能咸水淡化装置，以实现太阳能在缺乏能源的海岛上高效生产淡水。

本发明的目的是这样实现的：太阳能热虹吸循环蒸发器表面薄膜多效蒸馏脱盐装置，包括太阳能集热器、多效蒸发器、咸水冷却冷凝器、热交换器、淡水集水井、咸水箱、淡水箱、泵、阀、管道、保温材料等组成。

太阳能热虹吸循环蒸发器表面薄膜多效蒸馏脱盐装置中的集热器是通过设有流体上下进出口与集热装置连接的管道构成太阳能集热器；集热装置可以是真空太阳能集热管或真空太阳能集热热管，集热装置均连接静电防结垢装置使其防结垢，其中静电是通过直流电源的负极与导电传热体连接，负极与正极之间间隔电绝缘传热面，直流电源正极连接流体和大地，构成直流电源、导体、绝缘体与导电流体组成的充电电路。集热元件的传热电导体均与直流电源的负极通过绝缘电导线并联电连接。负极与正极之间间隔电绝缘传热面，直流电源正极与流体和大地连接，构成导体、绝缘体、与导电流体组成的充电电路。电源负极接传热电导体，便使其带负电，通过电绝缘传热体便在咸水侧感应产生相应的正电荷，在水中正电荷为氢、钙、镁等阳离子，而氢离子的多寡决定水的酸性的强弱，由于氢离子电荷质量比大，便在贴近玻璃表层的水层中富集，形成氢离子含量高的酸性水层，便可有效地防止水中结垢成分碳酸钙及氢氧化镁在玻璃上的生成沉积。例如太阳能集热器将热量通过热管的放热端传到循环换热管道中的绝缘换热套内，换热套可以是玻璃、陶瓷等材料制造，热管为金属制造，将热管的外壁上接入高压直流电负极，使热管带负电，那么就会在玻璃管的外侧感应出正电荷，正电荷氢离子显酸性，这样就防止了钙、镁等水垢在玻璃放热管上的生成。太阳能集热器以一定斜度或竖直安装，安置于流体管道内，用于加热流体的绝缘热交换装置为承压换热件，太阳能集热器所集热量可直接或间接传导给流体；如流体通过的静电防结垢真空太阳能集热管以纵向安装，管中安装有防冻导流弹性体，单只集热管为集热元件，多集热元件并联组成集热器；或流体通过的双通波纹静电防结垢真空太阳能集热管以纵向安装，管中安装有防冻导流弹性体，单只或多只管串联成为集热元件，多集热元件并联组成集热器，集热器之间通过管道串并联组成集热器矩阵；集热器矩阵的进水口设于其底部，出水口设于其顶部；进出水口等压力损失安装或等流径对角安装，其出水管设于集热器矩阵的顶部，按一定倾斜角度和蒸发器连接；集热器与集热器之间的连接管道上可安装有阀门；或静电防结垢真空太阳能集热热管对管内的流体传导放热，其放热端可以在上，纵向安装，也可以放热端在传导管内横向安装，单只管做为集热元件，多集热元件并联组成集热器，集热器之间通过传导管道串并联组成集热器矩阵，集热器与集热器之间的连接管道可以安装有阀门，集热器矩阵的进水口设于其底部，出水口设于其顶部；进出水口等压力损失安装或等流径对角安装，其出水管设于集热器矩阵的顶部，按一定倾斜角度和蒸发器连接；集热装置最顶端或回水管上安装有不冷凝气体自动排气装置。不冷凝气体自动排气装置为安装在集热器或出水管道上方的腔体装置，腔体装置内有水浮子控制的排汽阀，水浮子有限位容腔控制其运动方向，限位容腔顶部开口，下部有孔，固定于腔体容器内，排气口在腔体容器的上部，排气口有密封面与水浮子上的密封面相对应，进水口位于腔体容器的下部，不冷凝气体自动排气装置有和集热器或管道连接的连接件。太阳能集热器底部进水管口与多效蒸发器的第一级蒸发器底部出水管口通过保温管道连接，集热器顶部出水管口与多效蒸发器的第一级蒸发器内的热虹吸管底部回水管口通过保温管道连接，出水管安装有不冷凝气体自动排气装置。自动排气装置是在水受热后，不冷凝气体在水中的溶解度变小，随着水流受热上升，水的压力变小，气体便溢出，以气泡的形式存在，贴着管道的上表层流动，当进入自动排气集气室的连接管时，气体沿连接管上升并在集气室内溢出水面，随着不凝性气体的积累，水位在气体的压力作用下使水位下降，将原浸没在水中的水浮子逐渐露出，所受浮力逐渐减小，当水面下降到一定程度后，浮子自身的重量使浮子下落，将密封阀门打开，高于外界气压的气体在水压的作用下，迅速排出，水位也随之迅速上升，到达一定高度后，水溢流到浮子的导向容腔内，使导向容腔的水位迅速上升，将水浮子浮起，关闭排气阀，完成一个排气周期。每个集热元件与集热元件或集热元件与连接的管道之间可设有密封紧固接头，在其接口处可设置有水压作用的自关闭阀门，阀门可以通过水流及自身的弹性归位装置使其能够迅速将集热装置破损漏水的管孔密封堵塞。自关闭阀门可为波纹弹性管接头，其上面有密封面，密封面的对应面为静止阀面，固定于管接头上，和波纹管密封面结合构成阀，波纹管接头被压缩时，阀门呈开启状态，波纹管接头伸长时为关闭状态，真空集热管安装于波纹管接头内，有密封弹性圈置于真空集热管和波纹管接头对应面之间，阀门静止密封面置于真空集热管管腔内；或有圆凸面状的密封盖置于集热管的侧面，密封面平行于水流方向安置，其盖与固定面连接的活动轴处安装有便于凸面密封盖关闭的弹簧，密封盖的边缘为密封材料，可在水压的作用下可与安装集热管的管口面密封关闭，以防止集热装置发生破损故障而造成整个装置系统瘫痪。流体通过的静电防结垢真空太阳能集热管以纵向安装，管中安装有防冻导流弹性体，以实现真空集热管的防冻裂和导流，减轻管中水的容量，以使管的应力减小，防止冷热水混流，同时，提高水的流速以增加水与管壁的换热效率及防止水垢等成分在真空集热装置中沉积。集热器之间通过管道串并联组成集热器矩阵。集热器与集热器之间的连接管道上安装有阀门，以方便集热装置的连接安装便于检修。静电防结垢真空太阳能集热热管对管内的流体传导放热，其放热端可以在上，纵向安装，也可以放热端在传导水管内，横向安装。换热管道上接了很多的热管，有足够的高度。水进入第一级蒸发器的热虹吸管中的水上升管，上升到达管口，由于加热侧的水温高，因此水的密度小，在等压力的情况下，热水侧水位高于冷水侧，加之水中含有大量的气泡，使热水侧的水的密度更轻，这样水便溢出管口，通过淋水盘，淋水排气，排气后的水密度增加，从热虹吸管水下降管流下，再进入集热器底部进水口构成热循环。

多效蒸发器为互为独立的，第一级蒸发器为纵向安置的，其它N级蒸发器为叠罗安置或水平安置的管壳结构的腔体，通过管道、阀门互相连接的，外壁保温的多个管腔体组合构成。第一级蒸发器上部有除沫器，将水加热蒸发过程中产生的水沫滤除，以便于蒸汽从排汽管内排出。自动阀门控制地新水补给水管其出水口浸没在水面以下。第一级蒸发器设有自动控制气阀，以方便系统补水。第一级蒸发器上部集气室内有自动阀控制的溢流管，当水位达到一定高度时咸水溢流管的控制阀门自动打开，将咸水溢流排出，以防止自动补水阀损坏时，咸水溢流到排气管内污染淡水系统。第一级蒸发器浓水排水管与咸水补水热交换器连接，咸水从第一级蒸发器排出，进入咸水给水热交换器，浓水排水管流出与咸水补水热交换器内的补给咸水换热，加热第一级蒸发器的咸水补水，浓水自身温度降低，通过管道补入阀门控制的第二级蒸发器内，作为第二级蒸发器的补水。第一级蒸发器顶部的集汽室的排汽管连接第二级蒸发器的热交换器进汽管，第一级蒸发器内被集热器加热的咸水通过热虹吸管上升至热虹吸管顶部放汽，蒸汽进入集汽室，通过排汽管进入第二级蒸发器的换热器进汽管。装置所用地热交换器均为静电防结垢热交换器。静电防结垢热交换器包括蒸汽加热给水器、咸水冷却冷凝器、给水加热器、蒸发热交换器等；蒸汽加热给水器由通咸水的热交换器与管腔结构组成；咸水冷却冷凝器为管式、或管管式、或管板式、或管壳式换热器，管式换热器可为螺旋管式，管管式换热器可为管与管连接构成，管板式换热器可为管和换热板连接构成，管壳式换热器可为壳体、管板、管簇连接构成，换热器上可有散热翅片，换热器内为加热气体，换热器外为被加热流体；换热管内或换热板内为蒸汽加热介质；给水加热器为管壳结构换热器或管板换热器或管管换热器，管的内外或管板两侧可互为冷热介质，加热流体可为一种以上；热交换器为管式或管管式或管板式或管壳式换热器，管式换热器可为螺旋管式，管管换热器可为管与管连接构成，管板式换热器可为管和换热板连接构成；静电防结垢热交换器的静电由直流电源提供；其中，静电防结垢热交换器换热面两侧为绝缘体，内部为导体，或静电防结垢热交换器在各流体介质之间电绝缘良好的前提下，在相互换热的换热面上，流体介质结垢侧为绝缘体，流体介质不结垢侧为导体；可通过导热良好的两电绝缘材料之间夹有导体，或电绝缘材料上复合电导体，或电导体材料上复合电绝缘体等方法实现；可通过铝合金上镀陶瓷电绝缘膜，或陶瓷、玻璃上镀导电膜；或陶瓷、玻璃上镀导电膜后镀电绝缘膜；电源的负极通过静电防结垢热交换器传热面上的电绝缘表层与内部的电导体电连接，正极接结垢侧水体，使电导体和结垢侧水体电绝缘，其原理也是带负电的导体通过绝缘传热体在水侧感应生成氢离子，实现系统的静电防结垢。在第一级蒸发器底部设有U形浓水排污管，U形排污管产生水封，以防止在排污阀关闭不严时，气体通过排污管进入到第一级蒸发器系统中。第一级蒸发器内设有热虹吸管，热虹吸管的水上升管道与水下降管道可以是上端相连通或通过两管之间设有的启闭自如的用水压控制启闭的常闭阀门相连通。其构成可以是套装在一起的两管，或是上端互相连通并排的两管，或是通过管中插隔板来隔成上端相通的两管，水上升管道与水下降管道的下端串联连接太阳能集热器，实现两管腔下端的联通。热虹吸管有足够的高度，顶部设有淋水盘，启闭自如的用水压控制启闭的常闭阀门可以在水位下降情况下，实现水上升管和水下降管的水连通，仍保持系统的正常运行。排汽管进汽口安置于集汽室顶部。加热的咸水由于压力作用，进入第一级蒸发器热虹吸管水上升管达到一定高度后放汽，水蒸汽进入第一级蒸发器的集汽室。第一级蒸发器排汽管与第二级蒸发器热交换加热器进气管连接，蒸汽通过第一级蒸发器排汽管进入到第二级蒸发器热交换器。

蒸发器为管壳腔体结构，即在容器内壁上，纵向以一定距离间隔安置有一面或一面以上的管板，与容器壳体构成两个以上的腔体，和横向同方向平行的密封安置于管板上的管簇构成管壳结构的密封腔体换热器；如一对互相平行垂直布置的对应管板之间，横向水平密封安置有大量的管簇与容器壳体密封连接构成的管壳式换热器；或由平行的面板互相连接组成的管，横向布置互相平行密封安置于两管板和容器的壳体，构成管壳式密封换热器；横向布置管簇中的管可以是直光管或是直螺纹管，或是直波纹管，管口可以是圆管，或是矩形扁管，或是椭圆形管，或是多边形管等构成；容器内部结构为两端部为空腔体，中间为管壳体；通过焊接、粘接、栓接、压接等密封工艺来制造；其中，两端部为空腔体、中间管壳体均设有相应的连接管；组成横管簇布置管壳空腔体蒸发器，此蒸发器可以是一个整体模块，可以根据需要组装成多级横管簇布置管壳空腔体蒸发器；第一级蒸发器顶部的排汽管与第二级蒸发器的管壳热交换器的进汽管连接，第一级蒸发器咸水排出管连接给水加热器的咸水管进口，给水加热器的咸水管出口通过阀门控制的管道，接入第二级蒸发器的布水装置，咸水均匀布满管簇表面，沿管簇落下，到咸水集水槽内，咸水集水槽位于蒸发器咸水侧底部，产生的水蒸汽上升，通过除沫器到达集汽室，通过设于集汽室的排汽管，将水蒸汽导入第三级蒸发器的管壳热交换器的进汽管内，进入到第三级蒸发器的壳腔内。第二级蒸发器产生的冷凝水，经排出管连接给水加热器的冷凝水管进口，给水加热器的冷凝水管出口连接U形管冷凝水出水管制成的压力温度控制器管道，接入第三级蒸发器的管壳换热器壳腔内，落到咸水集水槽内的咸水，通过U形管压力温度控制器，通过咸水排出管连接给水加热器的咸水管进口，给水加热器的咸水管出口通过管道，接入到第三级蒸发器的布水装置，咸水均匀布满管簇表面，沿管簇落下，到咸水集水槽内。第三级蒸发器排汽管进汽口安置于蒸发器集汽室内，第三级蒸发器排汽管出汽口和下一级蒸发器内的热交换器进汽管连接；第三级蒸发器内的冷凝水出水管可与给水加热器连接引出，通过U形管压力温度控制器和下一级蒸发器内的热交换器连接；第三级蒸发器内的浓水排水管可通过U形管压力温度控制器与给水加热器连接换热引出，通过浓水排水管与下一级蒸发器进水口连接。N级蒸发器其结构形式等同于第三级蒸发器；各级蒸发器之间通过管道连接。

或第N级蒸发器为管壳腔体结构，即在容器内壁上，横向间隔一定距离安置有互相对应的一对或一对以上的管板，与壳体和纵向垂直于水平面的平行密封安置于管板上的管簇构成管壳结构的腔体换热器；如一对互相平行水平布置的对应管板之间，纵向垂直密封安置有大量的管簇与容器壳体密封连接构成的管壳式换热器；或由垂直于水平面的板互相连接组成的管，垂直于水平面互相平行密封安置于两管板和壳体构成管壳式密封换热器；其管上端管口略凸出于上平面管板，下管管口与下平面管板平面齐平，或略凹进于下平面管板，竖直管簇中的管可以是直光管或是直螺纹管，或是直波纹管，管口可以是圆管，或是矩形扁管，或是椭圆形管，或是多边形管等构成；容器内部结构为顶部为空腔体，中间为管壳体，底部为空腔体，通过焊接、粘接、栓接、压接等密封工艺来制造；其中，顶部为空腔体，中间为管壳体，底部为空腔体均设有相应的连接管；组成竖管簇布置管壳空腔体蒸发器，此蒸发器可以是一个整体模块，可以根据需要组装成多级竖管簇布置管壳空腔体蒸发器；第一级蒸发器顶部的排汽管与第二级蒸发器的管壳热交换器的进汽管连接，第一级蒸发器咸水排出管连接给水加热器的咸水管进口，给水加热器的咸水管出口通过阀门控制的管道，接入第二级蒸发器的布水装置，将水布到第二级蒸发器上腔体的水平管板平面上，咸水布满上水平管板平面后溢流到管簇内，沿管簇落下，接触到下水平管板平面后落到下腔体集水槽内，产生的水蒸汽通过管簇上升，通过除沫器到达上空腔集汽室，通过设于集汽室顶部的排汽管，将水蒸汽导入第三级蒸发器的管壳热交换器的进汽管内，进入到第三级蒸发器的壳腔内，咸水集水槽位于蒸发器咸水侧底部；第二级蒸发器排汽管进汽口安置于蒸发器集汽室内，第二级蒸发器集汽室的排汽管，与第三级蒸发器的管壳热交换器的进汽管连接，第二级蒸发器产生的冷凝水，经排水管连接给水加热器的冷凝水管进口，给水加热器的冷凝水管出口连接U形管冷凝水出水管制成的压力温度控制器管道，接入第三级蒸发器的管壳换热器壳腔内，落到下腔体集水槽内的咸水，通过U形管压力温度控制器，通过咸水排水管连接给水加热器的咸水管进口，给水加热器的咸水管出口通过管道，与第三级蒸发器进水口连接，通过管道，接入到第三级蒸发器的布水装置，将水布到蒸发器上腔体的水平管板平面上。第三级蒸发器排汽管进汽口安置于蒸发器集汽室内，第三级蒸发器排汽管出汽口和下一级蒸发器内的热交换器进汽管连接；第三级蒸发器内的冷凝水出水管可与给水加热器连接引出，通过U形管压力温度控制器和下一级蒸发器内的热交换器连接；第三级蒸发器内的浓水排水管可通过U形管压力温度控制器与给水加热器连接换热引出，通过浓水排水管与下一级蒸发器进水口连接；N级蒸发器其结构形式等同于第三级蒸发器，各级蒸发器之间通过管道连接；末级蒸发器设有浓咸水箱，浓咸水箱连接有阀门和水泵，或连接真空泵、阀门；系统通过管道、阀门、泵、多效蒸发器、水箱等连接组成；此装置可以以叠罗状逐级降落的方式布置，也可以水平放置的方式布置。此装置可以以叠罗状逐级降落的方式来实现系统的自流循环，也可以利用逐级间压力差通过气压作用于水面对水平放置的蒸发器供水，实现其循环。

末级蒸发器有浓水排污管，浓水排污管连接浓咸水箱，浓咸水箱内设有排气阀。浓咸水箱上有控制阀门、排污管和泵等，将浓咸水箱上的进排气阀关闭，打开与真空泵连接的管道、阀门，就可使水箱始终保持负压状态，就可以使浓水槽的水通过逆止阀自流进入浓咸水箱，通过安置于浓咸水箱上的水泵可将浓水排出，或者将浓咸水箱内的水积累到一定程度，关闭与真空泵连接的阀门，打开对空的进排汽阀，与浓水槽和浓咸水箱连接的逆止阀，在气压的作用下关闭，气压作用于浓咸水箱水面上，可通过逆止阀实现浓咸水的排放。当浓咸水排放完毕后，可关闭进排汽阀，打开与真空泵连接的阀门对浓咸水箱抽真空，便可实现系统浓咸水的间歇排放。通过对系统装置的如此操作控制，实现浓水的排放。

末级蒸发器的热交换器的冷凝水出水管通过带有换热器的U形管和末级蒸发器的排汽管连接引出，与末级蒸汽预加热器连接，蒸汽预加热器由通咸水的热交换器与管腔结构组成。蒸汽给水加热器未冷凝的蒸汽通过设于蒸汽预加热器顶部的管道导入咸水蓄水箱内的末级冷却冷凝器预加热器，末级冷却冷凝器预加热器与通过管道与咸水冷却冷凝器连接。末级蒸汽预加热器管壁两侧换热面为绝缘体，内部为导体，直流电源的负极与加热器的导体连接，直流电源的正极与被加热的咸水连接，同时接地。这样便在换热面的表层感应出显酸性的氢离子，以防止换热面的结垢。

蒸汽预加热器的下部通过设有阀门的管道与淡水集水井连接，淡水集水井通过安置有阀门的管道与真空泵、进排气阀或压力泵连接，淡水集水井通过阀门、水泵、单向阀与淡水蓄水箱连接或通过单向阀与淡水箱连接，淡水箱有带阀门的取水管与泵连接，淡水箱与连接阀门的进排气管、进排气阀和真空泵连接。淡水集水井的出水管通过水泵、阀门与淡水箱连接。冷凝的淡水通过蒸汽预加热器底部设有阀门的管道进入淡水集水井，淡水集水井的出水管通过水泵、阀门与淡水蓄水箱连接。淡水蓄水箱可置于系统的最高处，或置于系统的低处，以水位压力自流或气压作用自动出水。置于高位的水箱上设有进排汽管。蒸汽预加热器的未冷凝的蒸汽通过设于蒸汽预加热器顶部的管道导入咸水冷却冷凝器。或蒸汽预加热器通过管道连接安置在咸水蓄水箱内的末级蒸汽预加热器后连接咸水冷却冷凝器。蒸汽预加热器的管壁两侧换热面为绝缘体，内部为导体，直流电源的负极与加热器的导体连接，直流电源的正极与被加热的咸水连接，同时接地。

咸水冷却冷凝器安置于水面下一定深度，置于管腔内，咸水冷却冷凝器的咸水进水口经进水管口的过滤装置滤除咸水中的杂物，进入到咸水冷却冷凝器中与咸水冷却冷凝器换热。使咸水冷却冷凝器内的水蒸汽得以冷凝，咸水的温度升高，比重变轻上升，在水压的作用下构成对流循环，咸水冷却冷凝器位于水面以下，在相同深度的情况下，深度越深，冷咸水与热咸水之间形成的压力越大，其循环动力越大，对冷凝器的冷凝速度和换热效果越好，而反之则越差。咸水冷却冷凝器的腔体的外壁及内壁均为绝缘体，内层为导体，有直流电源负极与导体连接，正极接地并与咸水连接。其防垢原理与上相同。咸水从咸水冷却冷凝器底部通过管道引入，通过咸水上升管与排水管连接的漂浮式排水器排水，漂浮式排水器置于咸水水面之上。冷却咸水进出水口管道上均设有阀门，以方便咸水冷却冷凝器维修。咸水冷却冷凝器通过设有单向阀的管道与安置于其下的集水井连接。咸水冷却冷凝器通过设有单向阀的管道与进排气阀和真空泵连接。咸水取水口设于咸水冷却冷凝器上升管处，咸水取水口通过过滤装置、泵、过滤器过滤后泵入咸水蓄水箱。咸水蓄水箱可置于系统的最高处，或置于系统的低处，以水位压力或气压作用自动出水，咸水箱内可设有末级蒸汽咸水加热器，加热器置于水箱的底部，水箱底部设有进排水阀。咸水箱设有供水管路出口，咸水蓄水箱内设有咸水取水管，取水管所使用的取水装置为漂浮式取水装置，咸水取水管与多效蒸发器供水装置连接，装置系统的运行通过相应的管道、阀门及泵的连接和控制启闭来实现。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1：太阳能集热器的集热单元为真空集热热管，集热单元为横向布置，咸水蓄水箱、淡水蓄水箱为高位水箱。

图中：1真空集热热管、2金属热管芯、3热交换传热管、4电防垢接水正电极、5集热器与蒸发器上连接管、6不凝性气体排气阀、7防垢直流电源、8第一级蒸发器热虹吸管、9水控启闭阀门、10淋水盘、11除沫器、12浮控溢流阀、13进排气阀、14浮控给水阀、15排汽管、16给水放热出水管、17冷凝水U形放热出水管、18咸水U形放热出水管、19控制阀门、20布水装置、21防垢直流电源、22横管薄膜蒸发换热器、23除沫器、24蒸汽预加热器、25漂浮式取水器、26进排气管、27咸水箱加热器、28淡水蓄水箱、29排气阀、30漂浮式排水器、31进排气阀、32真空泵、33咸水过滤器、34咸水泵、35单向阀、36冷却咸水出水管、37单向阀、38冷凝水泵、39防垢直流电源、40咸水冷却冷凝器、41进水管控制阀门、42咸水过滤装置、43淡水集水井、44咸水水源、45静电防垢阴极导线、46单向阀、47淡水箱、48蒸汽预加热器冷凝水集水槽、49防垢接水正电极、50浓咸水箱、51咸水集水槽、52N级蒸发器、53冷凝水槽出水管、54冷凝水集水槽、55浓咸水箱排气阀、56咸水集水槽出水管、57排污泵、58液封排污管、59给水加热器、60第一级蒸发器、61蒸发器与集热器下连接管、62换热器导体电连接电极

咸水取水管取水，通过过滤装置、水泵34、过滤器33导入高于系统的咸水蓄水箱中。咸水通过设在咸水蓄水箱中的漂浮式取水器25，从咸水蓄水箱表层取出咸水，经过蒸汽预加热器24，将水补入给水加热器59后，进入第一级蒸发器浮球阀14控制的给水管中，通过管道补入第一级蒸发器60的底部，同时集热器通过蒸发器与集热器下连接管61同步补水，随着水位的上升，将蒸发器内的气体通过第一级蒸发器顶部的排气阀13和不凝性气体排气阀6排出。当水位上升到集热器与蒸发器上连接管时，不凝性气体排气阀6关闭，水位继续上升，气体通过第一级蒸发器顶部的排气阀13排出，咸水进入第一级蒸发器热虹吸管8中的水上升管，上升到达管口。当水位漫过第二级蒸发器补水管最高位置时，关闭系统的气阀。启动真空泵32，对系统抽真空使其实现所需的运行压力。咸水在太阳能集热器中被逐步加热，通过不凝性气体排气阀6将不凝性气体逐步排出，咸水通过太阳能集热器与蒸发器上连接管5流出，进入第一级蒸发器内的热虹吸管8使咸水得以迅速循环。由于加热侧的水温高，因此水的密度小，在等压力的情况下，热水侧水位高于冷水侧，加之水中含有大量的气泡，使热水侧的水的密度更轻，这样水便溢出管口，通过淋水盘10，淋水排气，排气后的水密度增加，从热虹吸管水下降管流下，再进入集热器底部进水口构成热循环。

多效蒸发器为互为独立的，第一级蒸发器为纵向安置的，其它N级蒸发器为叠罗安置的管壳结构的腔体，通过管道、阀门互相连接的，外壁保温的多个管腔体组合构成。第一级蒸发器上部有栅网状除沫器11，将水加热蒸发过程中产生的水沫滤除，以便于蒸汽从排汽管内排出。浮球控制阀14控制地新水补给水管其出水口浸没在水面以下。第一级蒸发器设有进排气阀13，以方便系统补水。第一级蒸发器上部集汽室内有浮控溢流阀12控制的溢流管，当水位达到一定高度时咸水溢流管的浮控溢流阀12自动打开，将咸水溢流排出，以防止浮球控制阀14损坏时，咸水溢流到排气管15内污染淡水系统。在第一级蒸发器底部设有液封排污管58，液封排污管产生水封，以防止在排污阀关闭不严时，气体通过排污管进入到第一级蒸发器系统中。第一级蒸发器排汽管15的进汽口安置于蒸发器上部集汽室内。第一级蒸发器内被集热器加热的咸水通过热虹吸管8上升至热虹吸管顶部，当水到达沸腾温度后，水蒸汽从水中溢出，通过排气管15进入到第二级蒸发器的横管薄膜蒸发换热器22内。第一级蒸发器的给水放热出水管16通过给水加热器与第二级蒸发器布水装置连接，通过管道补入阀门19控制，进入第二级蒸发器内，作为第二级蒸发器的补水，通过阀门19控制的给水管道，接入第二级蒸发器的布水装置20，咸水均匀布满第二级蒸发器的横管薄膜蒸发换热器22的管簇表面，沿管簇落下，到咸水集水槽内，咸水集水槽位于蒸发器咸水侧底部，产生的水蒸汽上升，通过除沫器23到达集汽室，通过设于集汽室的排汽管，将水蒸汽导入第三级蒸发器的管壳热交换器的进汽管内，进入到第三级蒸发器的壳腔内。第二级蒸发器产生的冷凝水，经冷凝水U形放热出水管17通过给水加热器，接入第三级蒸发器的管壳换热器壳腔内，落到咸水集水槽内的咸水，通过咸水U形放热出水管18，通过给水加热器，接入到第三级蒸发器的布水装置，咸水均匀布满管簇表面，沿管簇落下，到咸水集水槽内。第三级蒸发器排汽管进汽口安置于蒸发器集汽室内，第三级蒸发器排汽管出汽口和下一级蒸发器内的热交换器进汽管连接；第三级蒸发器内的冷凝水出水管可与给水加热器连接引出，通过U形管压力温度控制器和下一级蒸发器内的热交换器连接；第三级蒸发器内的浓水排水管可通过U形管压力温度控制器与给水加热器连接换热引出，通过浓水排水管与下一级蒸发器进水口连接。N级蒸发器其结构形式等同于第三级蒸发器。

末级蒸发器有咸水集水槽51，经排污管连接浓咸水箱50，浓咸水箱内设有排气阀55。浓咸水箱上有控制阀门、排污管和泵57等，将浓咸水箱上的排气阀55关闭，打开与真空泵32连接的控制阀门37，通过管道就可使水箱始终保持负压状态，就可以使咸水集水槽51的水通过逆止阀自流进入浓咸水箱50，通过安置于浓咸水箱50上的水泵57可将浓水排出。或者将浓咸水箱50内的水积累到一定程度，关闭与真空泵连接的阀门，打开对空的进排汽阀55，与咸水集水槽51和浓咸水箱50连接的逆止阀，在气压的作用下关闭，气压作用于浓咸水箱水面上，可通过逆止阀实现浓咸水的排放。当浓咸水排放完毕后，可关闭进排汽阀55，打开与真空泵32连接的阀门37对浓咸水箱50抽真空，便可实现系统浓咸水的间歇排放。

末级蒸发器蒸发换热器的冷凝水出水管与排汽管各自接出，与蒸汽预加热器24连接。蒸发换热器24的下部蒸汽加热器集水槽48通过设有单向阀的管道与淡水箱47连接，淡水箱47通过安置有单向阀37的管道与真空泵32、进排气阀31连接，淡水集水井43通过阀门、冷凝水泵38、单向阀35与淡水蓄水箱28连接或通过阀门与淡水箱47连接，淡水箱47有带阀门的取水管与冷凝水泵38连接，淡水箱47通过有控制阀门的管道与进排气阀31、真空泵32连接。淡水集水井43的出水管通过阀门管道与淡水箱连接，共同连接水泵38、单向阀35与淡水蓄水箱28连接。淡水蓄水箱28可置于系统的最高处，水箱上设有进排汽管，淡水箱上的取水管通过水位压力自流供水。

蒸汽预加热器24未冷凝的蒸汽通过设于蒸汽预加热器24顶部的管道导入咸水蓄水箱加热器27，其出口连接咸水冷却冷凝器40。蒸汽预加热器24的管壁两侧换热面为绝缘体，内部为导体，直流电源的负极与加热器的导体连接，直流电源的防垢接水正电极49与被加热的咸水连接，同时接地。

咸水冷却冷凝器40安置于水面下一定深度，置于管腔内，咸水冷却冷凝器40通过设有单向阀的管道与安置于其下的淡水集水井43连接。咸水冷却冷凝器40通过设有单向阀37的管道与进排气阀31和真空泵32连接。咸水冷却冷凝器40的咸水进水口经进水管口的过滤装置42滤除咸水中的杂物，进入到咸水冷却冷凝器40中与咸水冷却冷凝器换热。使咸水冷却冷凝器内的水蒸气得以冷凝，咸水的温度升高，比重变轻上浮，在水压的作用下构成对流循环。咸水冷却冷凝器的腔体的外壁及内壁均为绝缘体，内层为导体，有直流电源39负极与导体连接，正极接地并与咸水连接。其防垢原理与上相同。咸水从咸水冷却冷凝器底部通过进水管控制阀门41引入，通过咸水出水管36与漂浮式排水器30排水，漂浮式排水器30置于咸水水面之上。咸水通过漂浮式排水器30取水，经过滤装置、咸水泵34、过滤器33过滤后泵入咸水蓄水箱。冷却咸水进出水口管道上均设有阀门。咸水蓄水箱内设有咸水取水管，取水管所使用的取水装置为漂浮式取水器25，咸水取水管与多效蒸发器供水装置连接，装置系统的运行通过相应的管道、阀门及泵的连接和控制启闭来实现。

图2：太阳能集热器的集热单元为双通波纹真空集热管，集热单元为纵向布置，蒸发器为N级蒸发器横管薄膜蒸发换热器，咸水蓄水箱、淡水蓄水箱为高位水箱。

图中：1双通波纹真空集热管、2防冻导流器、3热交换传热管、4电防垢接水正电极、5集热器与蒸发器上连接管、6不凝性气体排气阀、7防垢直流电源、8第一级蒸发器热虹吸管、9水控启闭阀门、10淋水盘、11除沫器、12浮控溢流阀、13进排气阀、14浮控给水阀、15排汽管、16给水放热出水管、17冷凝水U形放热出水管、18咸水U形放热出水管、19控制阀门、20布水装置、21防垢直流电源、22横管薄膜蒸发换热器、23除沫器、24蒸汽预加热器、25漂浮式取水器、26进排气管、27咸水箱加热器、28淡水蓄水箱、29排气阀、30漂浮式排水器、31进排气阀、32真空泵、33咸水过滤器、34咸水泵、35单向阀、36冷却咸水出水管、37单向阀、38冷凝水泵、39防垢直流电源、40咸水冷却冷凝器、41进水管控制阀门、42咸水过滤装置、43淡水集水井、44咸水水源、45静电防垢阴极导线、46单向阀、47淡水箱、48蒸汽预加热器冷凝水集水槽、49防垢接水正电极、50浓咸水箱、51咸水集水槽、52N级蒸发器、53冷凝水槽出水管、54冷凝水集水槽、55浓咸水箱排气阀、56咸水集水槽出水管、57排污泵、58液封排污管、59给水加热器、60第一级蒸发器、61蒸发器与集热器下连接管、62换热器导体电连接电极

图2中，多效蒸发器补水为从第一级蒸发器给水，第一级蒸发器排水作为下一级给水，以此类推，末级蒸发器排浓水。

图2其它工艺流程等同于图1。

图3：太阳能集热器的集热单元为真空集热热管，集热单元为横向布置，蒸发器为N级蒸发器横管薄膜蒸发换热器，咸水蓄水箱、淡水蓄水箱为低位水箱。

图中：1真空集热热管、2金属热管芯、3热交换传热管、4电防垢接水正电极、5集热器与蒸发器上连接管、6不凝性气体排气阀、7防垢直流电源、8第一级蒸发器热虹吸管、9水控启闭阀门、10淋水盘、11除沫器、12浮控溢流阀、13进排气阀、14浮控给水阀、15排汽管、16给水放热出水管、17冷凝水U形放热出水管、18咸水U形放热出水管、19控制阀门、20布水装置、21防垢直流电源、22横管薄膜蒸发换热器、23除沫器、24蒸汽预加热器、25进排气阀、26真空泵、27单向排气阀、28漂浮式排水器、29空气压力泵、30进排气阀、31单向阀、32空气过滤器、33咸水水源、34咸水冷却冷凝器排水管、35静电防垢直流电源、36漂浮式取水器、37排气单向阀、38咸水冷却冷凝器、39咸水过滤器、40进水管控制阀门、41接水电极、42集水井、43集水井出水排水单向阀、44咸水蓄水箱、45淡水蓄水箱、46出水单向阀、47静电防垢阴极导线、48咸水过滤器、49蒸汽预加热器冷凝水集水槽、50接水电极、51咸水集水槽、52N级蒸发器、53蒸发换热器阴极导电连线、54蒸发器冷凝水出水口、55浓咸水箱、56咸水槽出水管、57排气阀、58咸水泵、59液封排污管、60给水加热器、61第一级蒸发器、62蒸发器与集热器下连接管、63防垢引出电极

图3中，多效蒸发器补水为从第一级蒸发器给水，第一级蒸发器排水作为下一级给水，以此类推，末级蒸发器排浓水。

其中，咸水蓄水箱补水步骤如下：打开安置于咸水蓄水箱上的补水管上的控制阀门，咸水自流到位于咸水平面以下的咸水蓄水箱44中。关闭咸水蓄水箱的补水管上的控制阀门，利用空气压力泵29将空气泵入咸水蓄水箱，咸水通过设在咸水蓄水箱中的漂浮式取水器36，从咸水蓄水箱表层取出咸水，经过咸水过滤器48，进入蒸汽预加热器24，将水补入给水加热器60后，进入第一级蒸发器浮球阀14控制的给水管中，通过管道补入第一级蒸发器61的底部。淡水蓄水箱为气压作用到水面实现自动供水，其工作过程是，打开空气压力泵，将空气泵入淡水蓄水箱，达到一定压力后关闭阀门和空气泵，就可实现自动给水。

图3其它工艺流程等同于图1。

图4：太阳能集热器的集热单元为太阳能真空集热管，集热单元为纵向布置，蒸发器为N级蒸发器横管薄膜蒸发换热器，咸水蓄水箱、淡水蓄水箱为低位水箱。

图中：1太阳能真空集热管、2防冻导流器、3热交换传热管、4电防垢接水正电极、5集热器与蒸发器上连接管、6不凝性气体排气阀、7防垢直流电源、8第一级蒸发器热虹吸管、9水控启闭阀门、10淋水盘、11除沫器、12浮控溢流阀、13进排气阀、14浮控给水阀、15排汽管、16给水放热出水管、17冷凝水U形放热出水管、18咸水U形放热出水管、19控制阀门、20布水装置、21防垢直流电源、22横管薄膜蒸发换热器、23除沫器、24蒸汽预加热器、25进排气阀、26真空泵、27单向排气阀、28漂浮式排水器、29空气压力泵、30进排气阀、31单向阀、32空气过滤器、33咸水水源、34咸水冷却冷凝器排水管、35静电防垢直流电源、36漂浮式取水器、37排气单向阀、38咸水冷却冷凝器、39咸水过滤器、40进水管控制阀门、41接水电极、42集水井、43集水井出水排水单向阀、44咸水蓄水箱、45淡水蓄水箱、46出水单向阀、47静电防垢阴极导线、48咸水过滤器、49蒸汽预加热器冷凝水集水槽、50接水电极、51咸水集水槽、52N级蒸发器、53蒸发器冷凝水出水口、54、冷凝水槽、55浓咸水箱、56咸水槽出水管、57排气阀、58咸水泵、59液封排污管、60给水加热器、61第一级蒸发器、62蒸发器与集热器下连接管、63防垢引出电极、64真空集热管护帽

图4中，多效蒸发器补水为从第一级蒸发器给水，第一级蒸发器排水作为下一级给水，以此类推，末级蒸发器排浓水。

其中，咸水蓄水箱补水、淡水蓄水箱给水步骤同图3。

图4其它工艺流程等同于图1。

图5：太阳能集热器的集热单元为真空集热热管，集热单元为横向布置，多效蒸发器所用换热器为竖管薄膜蒸发换热器，咸水蓄水箱、淡水蓄水箱为高位水箱。

图中：1真空集热热管、2金属热管芯、3热交换传热管、4电防垢接水正电极、5集热器与蒸发器上连接管、6不凝性气体排气阀、7防垢直流电源、8第一级蒸发器热虹吸管、9水控启闭阀门、10淋水盘、11除沫器、12浮控溢流阀、13进排气阀、14浮控给水阀、15排汽管、16给水放热出水管、17冷凝水U形放热出水管、18咸水U形放热出水管、19控制阀门、20布水装置、21防垢直流电源、22除沫器、23竖管薄膜蒸发换热器、24蒸汽预加热器、25漂浮式取水器、26进排气管、27咸水箱加热器、28淡水蓄水箱、29排气阀、30漂浮式排水器、31进排气阀、32真空泵、33咸水过滤器、34咸水泵、35单向阀、36冷却咸水出水管、37单向阀、38冷凝水泵、39防垢直流电源、40咸水冷却冷凝器、41进水管控制阀门、42咸水过滤装置、43淡水集水井、44咸水水源、45静电防垢阴极导线、46淡水箱、47蒸汽预加热器冷凝水集水槽、48防垢接水正电极、49浓咸水箱、50咸水集水槽、51N级蒸发器、52冷凝水槽出水管、53浓咸水箱排气阀、54冷凝水出水管、55排污泵、56液封排污管、57给水加热器、58第一级蒸发器、59蒸发器与集热器下连接管、60防垢引出电极

图5中，多效蒸发器补水为从第一级蒸发器给水，第一级蒸发器排水作为下一级给水，以此类推，末级蒸发器排浓水。

第一级蒸发器内被集热器加热的咸水通过热虹吸管8上升至热虹吸管顶部，当水到达沸腾温度后，水蒸汽从水中溢出，通过位于第一级蒸发器顶部的排气管15进入到第二级蒸发器的竖管薄膜蒸发换热器23内。第一级蒸发器的给水放热出水管16通过给水加热器与第二级蒸发器布水装置连接，通过管道补入控制阀门19，进入第二级蒸发器内，作为第二级蒸发器的补水。第一级蒸发器排汽管15的进汽口安置于蒸发器上部集汽室内，集汽室内安装有进排气阀13以便于系统补水，安装有浮控溢流阀12，防止蒸发器满水时，咸水溢流到蒸发器蒸汽排汽管内。通过控制阀门19的给水管道，接入第二级蒸发器的布水装置20，咸水均匀布满第二级蒸发器的竖管薄膜蒸发换热器22的水平管板，溢流到竖直的换热管表面，水落到咸水集水槽内，咸水集水槽位于蒸发器咸水侧底部，产生的水蒸汽上升，通过除沫器23到达集汽室，通过设于集汽室的排汽管，将水蒸汽导入第三级蒸发器的竖管薄膜蒸发换热器的进汽管内，进入到第三级蒸发器的壳腔内。第二级蒸发器产生的冷凝水，经冷凝水U形放热出水管17通过给水加热器，接入第三级蒸发器的竖管薄膜蒸发换热器内，落到咸水集水槽内的咸水，通过咸水U形放热出水管18，通过给水加热器，接入到第三级蒸发器的布水装置，咸水均匀布满管簇表面，沿管簇落下，到咸水集水槽内。第三级蒸发器排汽管进汽口安置于蒸发器集汽室内，第三级蒸发器排汽管出汽口和下一级蒸发器内的热交换器进汽管连接；第三级蒸发器内的冷凝水出水管可与给水加热器连接引出，通过U形管压力温度控制器和下一级蒸发器内的热交换器连接；第三级蒸发器内的浓水排水管可通过U形管压力温度控制器与给水加热器连接换热引出，通过浓水排水管与下一级蒸发器进水口连接。N级蒸发器其结构形式等同于第三级蒸发器。

图5其它工艺流程等同于图1。

图6：太阳能集热器的集热单元为双通波纹真空集热管，集热单元为纵向布置，多效蒸发器所用换热器为竖管薄膜蒸发换热器，咸水蓄水箱、淡水蓄水箱为高位水箱。

图中：1双通波纹真空集热管、2防冻导流器、3热交换传热管、4电防垢接水正电极、5集热器与蒸发器上连接管、6不凝性气体排气阀、7防垢直流电源、8第一级蒸发器热虹吸管、9水控启闭阀门、10淋水盘、11除沫器、12浮控溢流阀、13进排气阀、14浮控给水阀、15排汽管、16给水放热出水管、17冷凝水U形放热出水管、18咸水U形放热出水管、19控制阀门、20布水装置、21防垢直流电源、22除沫器、23竖管薄膜蒸发换热器、24蒸汽预加热器、25漂浮式取水器、26进排气管、27咸水箱加热器、28淡水蓄水箱、29排气阀、30漂浮式排水器、31进排气阀、32真空泵、33咸水过滤器、34咸水泵、35单向阀、36冷却咸水出水管、37单向阀、38冷凝水泵、39防垢直流电源、40咸水冷却冷凝器、41进水管控制阀门、42咸水过滤装置、43淡水集水井、44咸水水源、45静电防垢阴极导线、46淡水箱、47蒸汽预加热器冷凝水集水槽、48防垢接水正电极、49浓咸水箱、50咸水集水槽、51N级蒸发器、52冷凝水槽出水管、53浓咸水箱排气阀、54冷凝水出水管、55排污泵、56液封排污管、57给水加热器、58第一级蒸发器、59蒸发器与集热器下连接管、60防垢引出电极

图6中，多效蒸发器补水为从第一级蒸发器给水，第一级蒸发器排水作为下一级给水，以此类推，末级蒸发器排浓水。

图6其蒸发流程等同于图5，其它工艺流程等同图1。

图7：太阳能集热器的集热单元为真空集热热管，集热单元为横向布置，蒸发器为N级蒸发器竖管薄膜蒸发换热器，咸水蓄水箱、淡水蓄水箱为低位水箱。

图中：1真空集热热管、2金属热管芯、3热交换传热管、4电防垢接水正电极、5集热器与蒸发器上连接管、6不凝性气体排气阀、7防垢直流电源、8第一级蒸发器热虹吸管、9水控启闭阀门、10淋水盘、11除沫器、12浮控溢流阀、13进排气阀、14浮控给水阀、15排汽管、16给水放热出水管、17冷凝水U形放热出水管、18咸水U形放热出水管、19控制阀门、20布水装置、21防垢直流电源、22除沫器、23竖管薄膜蒸发换热器、24蒸汽预加热器、25进排气阀、26真空泵、27单向排气阀、28漂浮式排水器、29空气压力泵、30进排气阀、31单向阀、32空气过滤器、33咸水水源、34咸水冷却冷凝器排水管、35静电防垢直流电源、36漂浮式取水器、37排气单向阀、38咸水冷却冷凝器、39咸水过滤器、40进水管控制阀门、41接水电极、42集水井、43集水井出水排水单向阀、44咸水蓄水箱、45淡水蓄水箱、46出水单向阀、47静电防垢阴极导线、48咸水过滤器、49蒸汽预加热器冷凝水集水槽、50接水电极、51咸水集水槽、52N级蒸发器、53咸水集水槽出水管、54浓咸水箱、55蒸发器冷凝水出水口、56排气阀、57咸水泵、58液封排污管、59给水加热器、60第一级蒸发器、61蒸发器与集热器下连接管、62防垢引出电极

图7中：多效蒸发器补水为从第一级蒸发器给水，第一级蒸发器排水作为下一级给水，以此类推，末级蒸发器排浓水。

其中，咸水蓄水箱补水、淡水蓄水箱给水步骤同图3。

图7其蒸发流程等同于图5，其它工艺流程等同图1。

图8：太阳能集热器的集热单元为真空集热管，集热单元为横向布置，蒸发器为N级蒸发器竖管薄膜蒸发换热器，咸水蓄水箱、淡水蓄水箱为低位水箱。

图中：1真空集热管、2防冻导流器、3热交换传热管、4电防垢接水正电极、5集热器与蒸发器上连接管、6不凝性气体排气阀、7防垢直流电源、8第一级蒸发器热虹吸管、9水控启闭阀门、10淋水盘、11除沫器、12浮控溢流阀、13进排气阀、14浮控给水阀、15排汽管、16给水放热出水管、17冷凝水U形放热出水管、18咸水U形放热出水管、19控制阀门、20布水装置、21防垢直流电源、22除沫器、23竖管薄膜蒸发换热器、24蒸汽预加热器、25进排气阀、26真空泵、27单向排气阀、28漂浮式排水器、29空气压力泵、30进排气阀、31单向阀、32空气过滤器、33咸水水源、34咸水冷却冷凝器排水管、35静电防垢直流电源、36漂浮式取水器、37排气单向阀、38咸水冷却冷凝器、39咸水过滤器、40进水管控制阀门、41接水电极、42集水井、43集水井出水排水单向阀、44咸水蓄水箱、45淡水蓄水箱、46出水单向阀、47静电防垢阴极导线、48咸水过滤器、49蒸汽预加热器冷凝水集水槽、50接水电极、51咸水集水槽、52N级蒸发器、53咸水集水槽出水管、54浓咸水箱、55蒸发器冷凝水出水口、56排气阀、57咸水泵、58液封排污管、59给水加热器、60第一级蒸发器、61蒸发器与集热器下连接管、62防垢引出电极

图8中：多效蒸发器补水为从第一级蒸发器给水，第一级蒸发器排水作为下一级给水，以此类推，末级蒸发器排浓水。

其中，咸水蓄水箱补水、淡水蓄水箱给水步骤同图3。

图8其蒸发流程等同于图5，其它工艺流程等同图1。

Claims (10)

1、太阳能热虹吸循环蒸发器表面薄膜多效蒸馏脱盐装置，包括太阳能集热器、多效蒸发器、咸水冷却冷凝器、热交换器、淡水集水井、咸水箱、淡水箱、泵、阀、管道、保温材料组成；其特征是太阳能集热器为通过设有流体上下进出口与集热装置连接的管道构成太阳能集热器；其中，本装置所使用的太阳能集热器为静电防结垢热管式太阳能集热器或静电防结垢真空集热管式太阳能集热器；多效蒸发器为互为独立的，一级以上的，通过管道连接的各个腔体组成；第一级蒸发器为纵向安置的，通过管道、阀门连接，外壁保温的管腔组合构成的热虹吸循环蒸发器；第一级蒸发器与第二级蒸发器通过管道连接，其中，第二级及N级蒸发器为管壳结构的换热器，由横向布置或纵向布置的管簇、管板与壳体组成；蒸发器之间为平面布置或层层叠罗纵向布置的，通过管道、阀门互相连接的，外壁保温的多个管壳腔体组合构成；装置所用的热交换器均为静电防结垢热交换器；太阳能集热器底部进水管口与多效蒸发器的第一级蒸发器底部出水管口通过保温管道连接，太阳能集热器顶部出水管口，通过设在太阳能集热器顶部上的不冷凝气体自动排气装置，与多效蒸发器的第一级蒸发器内的热虹吸管底部回水管连接；第一级蒸发器上部集汽室内有排汽管和第二级蒸发器的热交换器进汽管连接；阀门控制的新水补给水管将水给入其蒸发器内；第一级蒸发器和太阳能集热器设有控制气阀；第一级蒸发器排汽管进汽口安置于蒸发器上部集汽室内，排汽管与第二级蒸发器的热交换器进汽管连接；第一级蒸发器的排水管与给水加热器连接并通过阀门控制与第二级蒸发器布水器连接；第二级蒸发器排汽管进汽口安置于蒸发器集汽室内，第二级蒸发器排汽管出汽口和第三级蒸发器内的热交换器进汽管连接，第二级蒸发器内的冷凝水出水管与给水加热器连接引出，通过U形管压力温度控制器和第三级蒸发器内的热交换器连接，第二级蒸发器内的浓水排水管通过U形管压力温度控制器与给水加热器连接换热引出，通过浓水排水管与第三级蒸发器进水口连接；第三级蒸发器排汽管进汽口安置于蒸发器集汽室内，第三级蒸发器排汽管出汽口和下一级蒸发器内的热交换器进汽管连接，第三级蒸发器内的冷凝水出水管与给水加热器连接引出，通过U形管压力温度控制器和下一级蒸发器内的热交换器连接，第三级蒸发器内的浓水排水管通过U形管压力温度控制器与给水加热器连接换热引出，通过浓水排水管与下一级蒸发器进水口连接；N级蒸发器其系统结构等同于第三级蒸发器；末级蒸发器排汽管与蒸汽加热给水器连接，末级蒸发器冷凝水出水管通过给水加热器与蒸汽加热给水器连接，蒸汽加热给水器咸水出水管与给水加热器连接，末级蒸发器浓水槽与浓水蓄水箱连接，浓水蓄水箱与控制阀门、排污管、泵连接；蒸汽加热给水器通过管道连接咸水冷却冷凝器；蒸汽加热给水器的下部通过管道与淡水集水井连接，淡水集水井的出水管通过水泵、阀门与淡水箱连接；咸水冷却冷凝器安置于水面下一定深度，置于管腔内，进水口置于咸水冷却冷凝器下底部，冷却咸水管的水入口设有过滤装置，出水口与咸水体相通；咸水冷却冷凝器通过管道与淡水集水井连接；咸水取水口通过过滤装置过滤后导入咸水蓄水箱，咸水蓄水箱内设有咸水取水管，与多效蒸发器供水装置连接，装置系统的运行通过相应的管道、阀门、泵和水箱的合理布置连接、控制来实现。

2、根据权利要求1所述的太阳能热虹吸循环蒸发器表面薄膜多效蒸馏脱盐装置，其特征是：太阳能集热器是通过设有流体上下进出口与集热装置连接的管道构成太阳能集热器；集热装置是真空太阳能集热管或真空太阳能集热热管，集热装置均连接静电防结垢装置使其防结垢，其中静电是通过直流电源的负极与导电传热体连接，负极与正极之间间隔电绝缘传热面，直流电源正极连接流体和大地，构成直流电源、导体、绝缘体与导电流体组成的充电电路；太阳能集热器以一定斜度或竖直安装，安置于流体管道内，用于加热流体的绝缘热交换装置为承压换热件，太阳能集热器所集热量直接或间接传导给流体；如流体通过的静电防结垢真空太阳能集热管以纵向安装，管中安装有防冻导流弹性体，单只集热管为集热元件，多集热元件并联组成太阳能集热器；或流体通过的双通波纹静电防结垢真空太阳能集热管以纵向安装，管中安装有防冻导流弹性体，单只或多只管串联成为集热元件，多集热元件并联组成太阳能集热器，太阳能集热器之间通过管道串并联组成太阳能集热器矩阵；太阳能集热器矩阵的进水口设于其底部，出水口设于其顶部；进出水口等压力损失安装或等流径对角安装，其出水管设于太阳能集热器矩阵的顶部，按一定倾斜角度和蒸发器连接；太阳能集热器与太阳能集热器之间的连接管道上安装有阀门；或静电防结垢真空太阳能集热热管对管内的流体传导放热，其放热端在上纵向安装，或放热端在传导管内横向安装，单只管作为集热元件，多集热元件并联组成太阳能集热器，太阳能集热器之间通过传导管道串并联组成太阳能集热器矩阵，太阳能集热器与太阳能集热器之间的连接管道安装有阀门，太阳能集热器矩阵的进水口设于其底部，出水口设于其顶部；进出水口等压力损失安装或等流径对角安装，其出水管设于太阳能集热器矩阵的顶部，按一定倾斜角度和蒸发器连接；集热装置最顶端或回水管上安装有不冷凝气体自动排气装置；每个集热元件与集热元件或集热元件与连接的管道之间设有密封紧固接头，在其接口处设置有水压作用的自关闭阀门；其自关闭阀门为波纹弹性管接头，其上面有密封面，密封面的对应面为静止阀面，固定于管接头上，和波纹管密封面结合构成阀，波纹管接头被压缩时，阀门呈开启状态，波纹管接头伸长时为关闭状态，真空集热管安装于波纹管接头内，有密封弹性圈置于真空集热管和波纹管接头对应面之间，阀门静止密封面置于真空集热管管腔内；或有圆凸面状的密封盖置于集热管的侧面，密封面平行于水流方向安置，其盖与固定面连接的活动轴处安装有便于凸面密封盖关闭的弹簧，密封盖的边缘为密封材料，在水压的作用下与安装集热管的管口面密封关闭；集热元件的传热电导体均与直流电源的负极通过绝缘电导线并联电连接。

3、根据权利要求1所述的太阳能热虹吸循环蒸发器表面薄膜多效蒸馏脱盐装置，其特征是：静电防结垢热交换器包括蒸汽加热给水器、咸水冷却冷凝器、给水加热器、蒸发热交换器；蒸汽加热给水器由通咸水的热交换器与管腔结构组成；咸水冷却冷凝器为管式、或管管式、或管板式、或管壳式换热器，管式换热器为螺旋管式，管管换热器为管与管连接构成，管板式换热器为管和换热板连接构成，管壳式换热器为壳体、管板、管簇连接构成，换热器上有散热翅片，换热器内为加热气体，换热器外为被加热流体；换热管内或换热板内为蒸汽加热介质；给水加热器为管壳结构换热器或管板换热器或管管换热器，管的内外或管板两侧互为冷热介质，加热流体为一种以上；热交换器为管式或管管或管板式或管壳式换热器，管式换热器为螺旋管式，管管换热器为管与管连接构成，管板式换热器为管和换热板连接构成；静电防结垢热交换器的静电由直流电源提供；其中，静电防结垢热交换器换热面两侧为绝缘体，内部为导体，或静电防结垢热交换器在各流体介质之间电绝缘良好的前提下，在相互换热的换热面上，流体介质结垢侧为绝缘体，流体介质不结垢侧为导体；通过导热良好的两电绝缘材料之间夹有导体，或电绝缘材料上复合电导体，或电导体材料上复合电绝缘体方法实现；通过铝合金上镀陶瓷电绝缘膜，或陶瓷、玻璃上镀导电膜；或陶瓷、玻璃上镀导电膜后镀电绝缘膜；电源的负极通过静电防结垢热交换器传热面上的电绝缘表层与内部的电导体电连接，正极接结垢侧水体，使电导体和结垢侧水体电绝缘，实现系统的静电防结垢。

4、根据权利要求1所述的太阳能热虹吸循环蒸发器表面薄膜多效蒸馏脱盐装置，其特征是：太阳能集热器流体出口与第一级蒸发器内的热虹吸上升管道连接，通过另一管道下降构成循环；第一级蒸发器内的水上升管道与水下降管道是上端相连通或通过两管之间有的启闭自如的用水压控制启闭的常闭阀门相连通，其构成是套装在一起的两管，或是上端互相连通并排的两管，或是通过管中插隔板来隔成上端相通的两管；水上升管道与水下降管道的下端串联接太阳能集热器实现两管腔下端的联通；蒸发器、热虹吸管应有足够的高度；其中，热虹吸管顶部设有淋水盘；排汽管进汽口安置于集汽室顶部；蒸发器上部有除沫器，自动控制的新水补给水管通过浮球阀控制补水于蒸发器底部；第一级蒸发器上部有浮球阀控制的溢流管；第一级蒸发器顶部有进排气阀；第一级蒸发器有排水管道接出；与第一级蒸发器连接的太阳能集热器进、出水管均安装有控制阀门。

5、根据权利要求1所述的太阳能热虹吸循环蒸发器表面薄膜多效蒸馏脱盐装置，其特征是：N级蒸发器为管壳腔体结构，即在容器内壁上，纵向以一定距离间隔安置有一面或一面以上的管板，与容器壳体构成两个以上的腔体，和横向同方向平行的密封安置于管板上的管簇构成管壳结构的密封腔体换热器；或一对互相平行垂直布置的对应管板之间，横向水平密封安置有大量的管簇与容器壳体密封连接构成的管壳式换热器；或由平行的面板互相连接组成的管，横向布置互相平行密封安置于两管板和容器的壳体，构成管壳式密封换热器；横向布置管簇中的管是直光管或是直螺纹管，或是直波纹管，管口是圆管，或是矩形扁管，或是椭圆形管，或是多边形管构成；容器内部结构为两端部为空腔体，中间为管壳体；通过焊接、粘接、栓接、压接密封工艺来制造；其中，两端部空腔体、中间管壳体均设有相应的连接管；组成横管簇布置管壳空腔体蒸发器，此蒸发器是一个整体模块，根据需要组装成多级横管簇布置管壳空腔体蒸发器；第一级蒸发器顶部的排汽管与第二级蒸发器的管壳热交换器的进汽管连接，第一级蒸发器咸水排出管连接给水加热器的咸水管进口，给水加热器的咸水管出口通过阀门控制的管道，接入第二级蒸发器的布水装置，咸水集水槽位于蒸发器咸水侧底部；第二级蒸发器排汽管进汽口安置于蒸发器集汽室内，第二级蒸发器集汽室的排汽管，与第三级蒸发器的管壳热交换器的进汽管连接，第二级蒸发器内的冷凝水出水管与给水加热器连接引出，通过U形管压力温度控制器，接入第三级蒸发器的管壳换热器壳腔内，第二级蒸发器集水槽内的咸水通过U形管压力温度控制器与给水加热器连接换热引出，通过浓水排水管与第三级蒸发器进水口连接，通过管道，接入到第三级蒸发器的布水装置；第三级蒸发器排汽管进汽口安置于蒸发器集汽室内，第三级蒸发器排汽管出汽口和下一级蒸发器内的热交换器进汽管连接；第三级蒸发器内的冷凝水出水管与给水加热器连接引出，通过U形管压力温度控制器和下一级蒸发器内的热交换器连接；第三级蒸发器内的浓水排水管通过U形管压力温度控制器与给水加热器连接换热引出，通过浓水排水管与下一级蒸发器进水口连接；N级蒸发器其结构形式等同于第三级蒸发器；各级蒸发器之间通过管道连接；末级蒸发器设有浓水蓄水箱，浓水蓄水箱连接有阀门和水泵，或连接真空泵、阀门；系统通过管道、阀门、泵、多效蒸发器、水箱连接组成；此装置以叠罗状逐级降落的方式布置，或水平放置的方式布置。

6、根据权利要求1所述的太阳能热虹吸循环蒸发器表面薄膜多效蒸馏脱盐装置，其特征是：N级蒸发器为管壳腔体结构，即在容器内壁上，横向间隔一定距离安置有互相对应的一对或一对以上的管板，与壳体和纵向垂直于水平面的平行密封安置于管板上的管簇构成管壳结构的腔体换热器；或一对互相平行水平布置的对应管板之间，纵向垂直密封安置有大量的管簇与容器壳体密封连接构成的管壳式换热器；或由垂直于水平面的板互相连接组成的管，垂直于水平面互相平行密封安置于两管板和壳体构成管壳式密封换热器；其管上端管口略凸出于上平面管板，下管管口与下平面管板平面齐平，或略凹进于下平面管板，竖直管簇中的管是直光管或是直螺纹管，或是直波纹管，管口是圆管，或是矩形扁管，或是椭圆形管，或是多边形管构成；容器内部结构为顶部为空腔体，中间为管壳体，底部为空腔体，通过焊接、粘接、栓接、压接密封工艺来制造；其中，顶部为空腔体，中间为管壳体，底部为空腔体均设有相应的连接管；组成竖管簇布置管壳空腔体蒸发器，此蒸发器是一个整体模块，根据需要组装成多级竖管簇布置管壳空腔体蒸发器；第一级蒸发器顶部的排汽管与第二级蒸发器的管壳热交换器的进汽管连接，第一级蒸发器咸水排出管连接给水加热器的咸水管进口，给水加热器的咸水管出口通过阀门控制的管道，接入第二级蒸发器的布水装置，咸水集水槽位于蒸发器咸水侧底部；第二级蒸发器排汽管进汽口安置于蒸发器集汽室内，第二级蒸发器集汽室的排汽管，与第三级蒸发器的管壳热交换器的进汽管连接，第二级蒸发器内的冷凝水出水管与给水加热器连接引出，通过U形管压力温度控制器，接入第三级蒸发器的管壳换热器壳腔内，第二级蒸发器集水槽内的咸水通过U形管压力温度控制器与给水加热器连接换热引出，通过浓水排水管与第三级蒸发器进水口连接，通过管道，接入到第三级蒸发器的布水装置；第三级蒸发器排汽管进汽口安置于蒸发器集汽室内，第三级蒸发器排汽管出汽口和下一级蒸发器内的热交换器进汽管连接；第三级蒸发器内的冷凝水出水管与给水加热器连接引出，通过U形管压力温度控制器和下一级蒸发器内的热交换器连接；第三级蒸发器内的浓水排水管通过U形管压力温度控制器与给水加热器连接换热引出，通过浓水排水管与下一级蒸发器进水口连接；N级蒸发器其结构形式等同于第三级蒸发器，各级蒸发器之间通过管道连接；末级蒸发器设有浓水蓄水箱，浓水蓄水箱连接有阀门和水泵，或连接真空泵、阀门；系统通过管道、阀门、泵、多效蒸发器、水箱连接组成；此装置以叠罗状逐级降落的方式布置，或水平放置的方式布置。

7、根据权利要求1或2所述的太阳能热虹吸循环蒸发器表面薄膜多效蒸馏脱盐装置，其特征是：不冷凝气体自动排气装置为安装在太阳能集热器顶部或出水管道上方的腔体装置，腔体装置内有水浮子控制的排汽阀，水浮子有限位容腔控制其运动方向，限位容腔顶部开口，下部有孔，固定于腔体容器内，排气口在腔体容器的上部，排气口有密封面与水浮子上的密封面相对应，进水口位于腔体容器的下部，不冷凝气体自动排气装置有和太阳能集热器顶部或管道连接的连接件。

8、根据权利要求1或2所述的太阳能热虹吸循环蒸发器表面薄膜多效蒸馏脱盐装置，其特征是：自关闭阀门为波纹弹性管接头，其上面有密封面，密封面的对应面为静止阀面，固定于管接头上，和波纹管密封面结合构成阀，波纹管接头被压缩时，阀门呈开启状态，波纹管接头伸长时为关闭状态，真空集热管安装于波纹管接头内，有密封弹性圈置于真空集热管和波纹管接头对应面之间，阀门静止密封面置于真空集热管管腔内；或有圆凸面状的密封盖置于集热管的侧面，密封面平行于水流方向安置，其盖与固定面连接的活动轴处安装有便于凸面密封盖关闭的弹簧，密封盖的边缘为密封材料，在水压的作用下与安装集热管的管口面密封关闭。

9、根据权利要求1所述的太阳能热虹吸循环蒸发器表面薄膜多效蒸馏脱盐装置，其特征是：咸水冷却冷凝器安装于咸水水平面下一定深度，冷却咸水从咸水冷却冷凝器底部通过管道引入，上部通过咸水上升管与排水管连接的漂浮式排水器连接置于咸水面上，冷却咸水进、出水管道上均设有阀门；咸水冷却冷凝器通过设有单向阀的管道与安置于其下的集水井连接；咸水冷却冷凝器通过设有单向阀的管道与进排气阀和真空泵连接；集水井通过安置有阀门的管道与真空泵、进排气阀连接，集水井通过阀门、水泵、单向阀与淡水箱连接；或集水井通过单向阀与下置淡水箱连接。

10、根据权利要求1所述的太阳能热虹吸循环蒸发器表面薄膜多效蒸馏脱盐装置，其特征是：咸水蓄水箱和淡水蓄水箱置于系统的最高处，或置于系统的低处，以水位压力自流或气压作用自动出水，置于高位的水箱上设有进排气管，下置咸水蓄水箱和淡水蓄水箱连接空气泵，下置淡水蓄水箱带阀门的进排气管与进排气阀和真空泵连接，下置淡水箱有带阀门的取水管；咸水取水口设于咸水冷却冷凝器上升管处，通过过滤器、泵过滤后泵入高位咸水蓄水箱，或咸水蓄水箱置于咸水水面以下，咸水冷却冷凝器咸水出水管过滤后与咸水蓄水箱通过带有阀门的管道连接，咸水蓄水箱的顶部与设有阀门和空气加压泵的管道连接，咸水箱内设有末级蒸汽咸水加热器，加热器置于水箱的底部，水箱底部设有进排水阀；咸水蓄水箱和淡水蓄水箱均设有供水管路出口，取水管所使用的取水装置为漂浮式取水装置；其中，咸水蓄水箱内设有咸水取水管与多效蒸发器供水装置连接。

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