CN102145954B - 用海洋核能使海水淡化解决水资源紧缺及沙漠防治的方法 - Google Patents

用海洋核能使海水淡化解决水资源紧缺及沙漠防治的方法 Download PDF

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Abstract

本发明用海洋核能使海水淡化解决水资源紧缺及沙漠防治的方法,涉及一种水资源紧缺的解决方法和沙漠防治的方法,尤其是其中的海水淡化及海洋核能获取的一体化系统技术。它是从海洋里抽取海水进行淡化,在抽取海水时利用大规模海水流动通过,用铀提取器附带提取海洋核能铀,及在海水加热淡化中利用氘与水沸点的不同,运用氘水分离器将蒸发的海水在高于水的沸点和低于氘的沸点温度段附带分离海洋核能氘,所获得的海洋核能铀或氘发电,反过来向大规模海水淡化及向高海拔内陆送水提供能源。海水淡化设备采用了高效换热器、特别是五极蒸发系统,可将大规模海水高速蒸发淡化,满足内陆对淡水的需求。

Description

用海洋核能使海水淡化解决水资源紧缺及沙漠防治的方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种水资源紧缺的解决方法和沙漠防治的方法,尤其是其中的海水淡化及海洋核能获取的一体化系统技术。
背景技术
[0002] 随着气侯变暖及社会经济的规模扩张,内陆荒漠化加重,水资源短缺。对于水资源紧缺的解决方法通常是修建水库,南水北调,抽取地下水等方法。但是,修建水库将占用大量土地,在降雨量极少、平原地区不适用;南水北调也有减少南方水源量存的问题;而大量抽取地下水已在我国华北平原形成世界最大的人造漏斗,对地质、生态影响很大。
[0003]目前公知的技术是以煤碳为能源抽取海水输往西北的沙漠自然蒸发,增加空气湿度。但是将海水直接调入内陆势必造成内陆的盐咸化,同时以煤为能源调水成本高、不具可持续性,空气的流动性也使得收效甚微。
[0004]目前公知的海洋铀核能提取技术是单纯地抽取海水提取铀,但因所需抽取的海水规模太过庞大,因此成本高,未被广泛使用,而转向陆地有限的铀矿开采。目前公知的从水中提取氘,也是采用单纯的将水复合电解与催化交换(“ C E C E ”)分解成H2和02,再分离氘,成本非常高。
[0005] 现有海水规模淡化技术多采用膜渗透法,将海水通过机械加压通过孔径小于O. 0001微米的反渗透膜,盐及杂质留下,水分子通过以达到淡化目的,但这种方法效率不高,需要对海水进行沉降等复杂缓慢处理,所渗透的淡水中仍有微量盐,且不能附带获得氘,机械加压及输送淡水均需要外来能源大规模供给,不具可持续性。而现有的众多海水蒸发淡化技术设备效率低,成本高,结垢严重,不适合海水大规模淡化输往内陆,且不具有提取海洋核能的特点,在能源方面依赖于外来电力、煤炭、太阳能以及轮船废弃蒸汽等作为热量来源,能源可持续大规模支持问题无法解决。
发明内容
[0006] 为克服现有水资源解决方法生态环境破坏严重、成本高、不具能源的可持续供应等的局限性,本发明提供了一种水资源紧缺的解决和沙漠防治的方法,尤其是海水淡化及海洋核能获取的一体化系统技术,可以大规模高效淡化海水,及在大规模淡化海水的同时附带获得取之不尽用之不竭的海洋中的铀及氘,所获得海洋核能作为能源,反过来直接在海边将海水大规模淡化和输往内陆,满足城乡居民生活、生产需要,富余的大量淡化水可治理沙漠,富余的大量电力可销往市场。
[0007] 本发明创造解决其技术问题所采用的技术方案是:在海边建立海水淡化厂,抽取海水进行淡化,在抽取海水时附带提取海洋中的铀,在蒸发淡化海水时附带获取海洋核能氘,所获得核能供应海水抽取、加热、淡化、输送。
[0008] 本发明所述的运用海洋核能使海水淡化解决水资源紧缺及沙漠防治的方法,抽取海水加热进行淡化,然后供应内陆需要,由海水供给系统(100)、海洋核能原料获取系统(500)、能源供应系统¢00)、热量交换系统(200)、海水蒸发淡化系统(300)、淡水远程输送调配系统(400)组成,海洋核能从海水供给系统(100)及海水蒸发淡化系统(300)接入海洋核能原料获取系统(500)附带获得,转化为热能和电能提供给海水供给系统(100)、热量交换系统(200 )、海水蒸发淡化系统(300 )、淡水远程输送调配系统(400 )。
[0009] 本发明所述的运用海洋核能使海水淡化解决水资源紧缺及沙漠防治的方法,主要包括海水泵(113)、海水杂质过滤器(111)、海水输送管道(112)、铀提取器(501)、海水高效换热器(201)、海水高效高温加热器(202)、海水五极高效蒸发浓缩干燥室(301)、氘水分离器(502)、百效精馏塔(503)、海洋核能电厂(601)、次淡水高效冷凝器(203)、海水蒸汽尾气冲洗器(206)、次淡水高效高温加热器(204)、次淡水五极高效蒸发室(302)、淡水高效冷凝器(205)、淡水蒸汽尾气冲洗器(207)、淡水池(303)、流体加热调配器(208)、浓盐液冷却器(209)、盐粒冷却器(215)、气体冷却器(216)、大功率高扬程淡水泵(402)、高位蓄水库(403)、淡水远程输送管道(401)等设备。所述海水供给系统(100)主要包括海水泵
(113)、海水杂质过滤器(111)、海水输送管道(112),所述海洋核能原料获取系统(500)主 要包括铀提取器(501)、氘水分离器(502)、百效精馏塔(503),所述能源供应系统(600)主要包括海洋核能电厂(601),所述热量交换系统(200)主要包括海水高效换热器(201)、海水高效高温加热器(202)、次淡水高效冷凝器(203)、次淡水高效高温加热器(204)、淡水高效冷凝器(205)、海水蒸汽尾气冲洗器(206)、淡水蒸汽尾气冲洗器(207)、流体加热调配器
(208)、浓盐液冷却器(209)、盐粒冷却器(215)、气体冷却器(216),所述海水蒸发淡化系统
(300)主要包括海水五极高效蒸发浓缩干燥室(301)、次淡水五极高效蒸发室(302)、淡水池(303),所述淡水远程输送调配系统(400)主要包括大功率高扬程淡水泵(402)、高位蓄水库(403 )、淡水远程输送管道(401)。
[0010] 本发明所述的运用海洋核能使海水淡化解决水资源紧缺及沙漠防治的方法,在大量海水抽取中,在海水输送管道(112)处设置一铀提取器(501 ),附带提取铀,若淡化、运输的能源完全依赖于铀,则加大海水抽取量,提取铀后的海水部分排往远海,部分送往淡化。在大量海水加热蒸发淡化的蒸汽通过氘水分离器(502)根据氘与水沸点不同,在氘沸点附近附带获取粗氘溶液,然后送百效精馏塔(503)提纯,所获得的铀或氘送往海洋核能电厂(601)转化为热能和电能,所获能源其中一部分作海水加热淡化之用,一部分作海水抽取及淡水远程输送之用,其它作为富余能源向市场供应,将充足能源供应市场生产、生活之用,运用无穷无尽的海洋核能建立永久性海水淡化及远程输送调配系统。
[0011] 本发明所述的氘水分离器(502)从蒸汽进口向出口倾斜,蒸汽经过氘水分离器
(502),温度降到高于水的沸点但低于氘的沸点温度段,氘从蒸汽中析出,顺分离器冷凝管往下流出,集中送往百效精馏塔(503);氘水分离器(502)及百效精馏塔(503)所需的温度由热交换流体温度精调器(504)进行精调。
[0012] 本发明所述的运用海洋核能使海水淡化解决水资源紧缺及沙漠防治的方法,海水五极高效蒸发浓缩干燥室(301)和次淡水五极高效蒸发室(302)采用五极高效蒸发法,所述的海水五极高效蒸发浓缩干燥室(301)或次淡水五极高效蒸发室(302)内有雾化蒸发器(310)、气体喷头(320)、无垢高效加热蒸发浓缩板(330)、干燥热空气底部进口(340)、蒸汽抽风机(350)五极。所述的五极高效蒸发法:第一极是,输入海水五极高效蒸发浓缩干燥室
(301)或次淡水五极高效蒸发室(302)的海水或次淡水先加热至高温,在雾化蒸发器(310)里即可自行沸腾蒸发;第二极是,热海水或次淡水在导入雾化蒸发器(310)后,由气体喷头(320)将高温干燥的气体由下往上喷吹,使其迅速雾化,前一效未蒸发的海水或次淡水进入下一效;第三极是,至末效时残留液盐浓度已达到工艺要求,然后放入下面的无垢高效加热蒸发浓缩板(330)自然下流,高效加热板从下面加热,溶液逐层加热蒸发,在海水五极高效蒸发浓缩干燥室(301)中,溶液蒸发至成为高浓度盐溶液后,根据市场需要,一部分用管道输往化工厂用于化工生产及提取其它矿物质,多余的浓盐液经换热后由管道从海里排往远处深海,另一部分可继续进入下面的无垢高效加热蒸发干燥板(333),进一步浓缩干燥为盐;在次淡水五极高效蒸发室(302)中,溶液蒸发到一定浓度,残留盐液返回海水五极高效蒸发浓缩干燥室(301)蒸发;第四极是,从下层干燥热空气底部进口(340)吹入干燥高温气体,高温干燥气体由下而上,从流体、盐表面加热干燥并带走水汽,并进入最上层与雾化蒸发器吹起的水汽混合物会合,高温气体为未汽化的水滴补充热量促使其更好地转为水蒸汽,流动的气体还将高效蒸发室内的水蒸汽往上送入管道;第五极是,在海水五极高效蒸发浓缩干燥室(301)或次淡水五极高效蒸发室(302 )出口处设一抽风机(350 ),抽风机将高效蒸发室内的蒸汽及时抽走,促进水滴转化为水蒸汽。
[0013] 本发明所述的海水蒸发淡化系统,包括海水五极高效蒸发浓缩干燥室(301)和次 淡水五极高效蒸发室(302),海水五极高效蒸发浓缩干燥室(301)比次淡水五极高效蒸发室(302 )多若干层无垢高效加热蒸发干燥板(333 )用于盐矿干燥。当然,在整个淡化厂中,可以根据干燥盐需求量,部分海水高效蒸发室设置盐干燥高效加热板,其它不需设置,其层效数可以与次淡水五极高效蒸发室(302)相同,不需干燥成盐,其高浓盐液排走,以降低设备投入和节约工厂空间。海水五极高效蒸发浓缩干燥室(301)将海水蒸发汽化,得到含有低含盐量的次淡水,次淡水由次淡水五极高效蒸发室(302)进一步淡化为淡水。
[0014] 本发明所述的海水五极高效蒸发浓缩干燥室(301)将海水蒸发汽化,得到含有低含盐量的次淡水的同时,浓缩得到高浓度的盐溶液,及部分可根据需要进一步干燥得固体盐矿。
[0015] 本发明所述的运用海洋核能使海水淡化解决水资源紧缺及沙漠防治的方法,加热所需的高温蒸汽、高温干燥气体由流体加热调配器(208)加热供应。高效高温加热器及高效加热蒸发浓缩板、高效加热蒸发干燥板进行了热交换的蒸汽送回流体加热调配器(208)加热调配成高温蒸汽循环使用。每一蒸发室的水蒸汽冷凝后残余蒸汽经过海水蒸汽尾气冲洗器(206)或淡水蒸汽尾气冲洗器(207)冲洗将水汽留下,余下的不凝气体返回流体加热调配器(208)加热调配成高温干燥气体循环使用。
[0016] 本发明所述的运用海洋核能使海水淡化解决水资源紧缺及沙漠防治的方法,整个系统输入的是大量海水(101),输出的是大量淡水(401)、盐矿(363)、高浓盐液(361)及富余电力(613),所输出的淡水、盐、浓盐液分别经过海水高效换热器(201)、盐粒冷却器(215)、浓盐液冷却器(209)热交换降温后再输出,一方面提高热利用效率,另一方面避免热污染。
[0017] 本发明所述的运用海洋核能使海水淡化解决水资源紧缺及沙漠防治的方法,所述的浓盐液冷却器(2 O 9 )、盐粒冷却器(215 ),可由气体冷却器(216 )循环冷却的气体为媒,将浓盐液冷却器(209)中的高浓盐液的热量带走,以及将盐粒冷却器(215)中盐的热量带走。气体冷却器(216)用海水将气体冷却。[0018] 本发明所述的运用海洋核能使海水淡化解决水资源紧缺及沙漠防治的方法,海水蒸发淡化的大规模淡水,由大功率高扬程淡水泵(402)先送到海拔50— 500米高的高位蓄水库(403),然后经淡水远程输送管道(401)集成自然流向I一500米低海拔的低于高位蓄水库的广阔需水区域;在临近高原地区由大功率高扬程水泵再次将淡水提升到高海拔1000-1300米的高位蓄水库,经淡水远程输送管道自然流向在其海拔以下的中等海拔区域,供给旱地浇灌及沙漠防治;在高海拔的工农业经济区、行政居住区、荒漠治理区,由大功率高扬程水泵将所需的淡水再次提升到海拔2500-2800米的高海拔水库,自然流向1300——2800米的高海拔区域。各淡水远程输送管道(401)可以在同一级的海拔组里可控相连,实现管线间相互调水。大规模的海水淡化及向内陆高海拔地区的水位提升,均由丰富的海洋核能作为支持的能源。
[0019] 本发明技术采用加热平板,并安装刮料器,可随时清除加热板上的垢及残渣,以保持换热效果,不需经常停产除垢,也不需对大规模海水进行絮凝、沉淀、加除垢剂等繁锁、高成本的预处理,只需用过滤器高速过滤部份大粒渣子就可。本技术采用平板倾斜式布置,使浓缩液自然缓缓下流,分布成膜状,以实现完全闪蒸。
[0020] 本发明技术的效率高、设备成本低,各换热器的核心部件列管、加热板采用高导 热、防腐蚀材料制成,并安装有除垢装置,随时除去污垢,提高传热效率。本发明的系统除换热部件外,加热、淡化系统的其它设备、管道壁体可以涂防腐、防结垢材料,而且可尽量采用非昂贵金属、非金属材料制成,大大降低投入成本。另外海水淡化后的设备、泵、远程输送管道等都可用一般淡水管材,以降低成本。
[0021] 本发明技术的第四极干燥热空气加热蒸发,有一高温干燥的气体由蒸发室的最底层加热板吹入,从物料的上表层加热物料,高温气体经第一层加热板而上,将盐的水份全部往上吹走,并干燥盐,热空气进入第二层加热板,加热第二层的浓盐液表面,并继续加带蒸发的水蒸汽;以此类推直至进入最上一层加热板,然后进入雾化蒸发腔,与所吹喷起的大量水蒸汽混合,一方面其100多度的高温保持喷出的水雾混合体温度在100度以上,以使大部分液体都能有充分的热量补充变为蒸气,提高蒸发的效率,另一方面,持续不断由下而上的热气流将汽化的大量蒸汽持续不断地从蒸发室送走,以提高后续蒸发的效率。
[0022] 本发明技术采用了大规模液料闪电蒸发法,即在蒸发室里,快速将液体全部蒸发。首先是高温海水进入雾化蒸发器沸腾,并被雾化蒸发器中由下而上喷出的高温热气体吹喷到空中雾化,同时吸收蒸发室底部热空气带来的补充热量,将大部分高温海水变为蒸汽,所变为的蒸汽经盐粒过滤器过滤后,被抽风机及时抽走,剩下的浓溶液流到加热板上成为膜,上下双表层加热蒸发,剩余残液逐级流到下层,各加热板小斜角交互近距布置,所占空间小,在蒸发室里即可将海水一过性全部闪电蒸发。
[0023] 本发明技术的五极蒸发实际蕴含了若干处蒸发,无论是上面的雾化蒸发器(310)的每一效,还是无垢高效加热蒸发浓缩板(330)的每一效盐浓度都是不一样的,其不同浓度的海水沸点也不一样。越在前面的浓度越低,沸点越低,蒸发量越大;越在后面的,浓度越高,沸点也越高,但蒸发量相对已很小。这一设置平衡了前后各效的蒸发任务,节约了能源。同时越往后面的效,沸点越高,但蒸发量越小,因此换热的干燥空气温度也较高,比较科学地解决了大规模海水一过性闪电蒸发难题。
[0024] 本发明所依据的科学原理:1、水与氘、盐沸点不同,可将流体中的三种物质分离;2、热由高温物体向低温物体热传导;3、水由高海拔流往低海拔;4、溶液的蒸汽压随着溶液浓度的升高而降低,沸点随着溶液浓度的升高而升高,溶液沸点升高的程度与溶液的浓度和蒸发室的压力有关。
[0025] 本创造发明的有益效果是,从大规模海水自身淡化过程中获得充足的海洋核能,为海水淡化及输送提供能源,使能源具有可持续性及水资源的解决和沙漠的防治具有永久性,并且大量剩余电能可供应广阔市场生产、生活之用,所获得的盐矿及盐浓液又可用于化工生产,促进化工发展。所投入的设备即从事海水淡化,也附带提取海洋核能、化工原料,因此能源成本及淡化、运输厂成本都很低,可获得显著的环保效益、生态效益、经济效益和社会效益。
附图说明
[0026] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。 [0027] 图I是本发明用海洋核能使海水淡化解决水资源紧缺及沙漠防治的方法原理简图。
[0028] 图2是本发明用海洋核能使海水淡化解决水资源紧缺及沙漠防治的方法技术工艺图。
[0029] 图3是本发明用海洋核能使海水淡化解决水资源紧缺及沙漠防治的方法的淡化海水大规模调往中国内陆解决水资源紧缺及沙漠治理图。
[0030] 图中:100.海水供给系统,200.热量交换系统,300.海水蒸发淡化系统,400.淡水远程输送调配系统,500.海洋核能原料获取系统,600.能源供应系统,101.海水输入,111.海水杂质过滤器,112.海水输送管道,113.海水泵,114.多余海水排除管,201.海水高效换热器,202.海水高效高温加热器,203.次淡水高效冷凝器,204.次淡水高效高温加热器,205.淡水高效冷凝器,206.海水蒸汽尾气冲洗器,207.淡水蒸汽尾气冲洗器,208.流体加热调配器,209.浓盐液冷却器,215.盐粒冷却器,216.气体冷却器,301.海水五极高效蒸发浓缩干燥室,302.次淡水五极高效蒸发室,303.淡水池,312.液料进口,310.雾化蒸发器,313.雾化蒸发器连接板,321.干燥热气体进口,320.气体喷头,323.蒸发浓缩液体出口阀,330.无垢高效加热蒸发浓缩板,333.无垢高效加热蒸发干燥板,340.干燥热空气底部进口,350.蒸汽抽风机,360.蒸发气体出口,361.高浓盐液,362.浓盐液集槽,363.盐矿,364.次淡水浓缩液,401.淡水远程输送管道,402.大功率高扬程淡水泵,403.高位蓄水库,501.铀提取器,502.氘水分离器,503.百效精馏塔,504.热交换流体温度精调器,601.海洋核能电厂,611.海水加热淡化用电,612.海水抽取及淡水远程输送用电,613.向市场输送的富余电力。
具体实施方式
[0031] 如图I至图3所示,本发明海水淡化厂设在海边,主要由海水输送管道(112)、海水杂质过滤器(111)、海水泵(113)、多余海水排除管(114)、海水高效换热器(201)、海水高效高温加热器(202 )、次淡水高效冷凝器(203 )、次淡水高效高温加热器(204 )、淡水高效冷凝器(205)、海水蒸汽尾气冲洗器(206)、淡水蒸汽尾气冲洗器(207)、流体加热调配器(208)、浓盐液冷却器(209)、盐粒冷却器(215)、气体冷却器(216)、海水五极高效蒸发浓缩干燥室(301)、次淡水五极高效蒸发室(302)、淡水池(303)、淡水远程输送管道(401)、大功率高扬程淡水泵(402)、高位蓄水库(403)、铀提取器(501)、氘水分离器(502)、百效精馏塔(503)、热交换流体温度精调器(504)、海洋核能电厂(601)等构成。每个单元淡化车间由高层防热混凝土特制厂房密封,厂房顶部设置海水冷却器,将厂房的热空气抽送冷却,实现无热污染排放。若干单元淡化车间,组成一个大规模的淡水厂。
[0032] 具体为,海水输送管道(112)与海水泵(113)前后连接,海水输送管道(112)前端设置海水杂质过滤器(111)除去较粗杂质,随后设置铀提取器(501)借助大规模海水流动提取铀,所提取的铀送海洋核能电厂(601);提取了铀的海水一部分可以排往远海,所需淡化部分海水经海水输送管道(112)打入淡化车间的海水高效换热器(201)、次淡水高效冷凝器(203)、淡水高效冷凝器(205)、气体冷却器(216)处进行热置换以降低其它流体温度,同时初步加热海水。海水高效换热器(201)、次淡水高效冷凝器(203)、淡水高效冷凝器(205)、气体冷却器(216)与海水高效高温加热器(202)连接,初步加热的海水汇集到海水高效高温加热器(202)进一步加热至高温。海水高效高温加热器(202)与海水五极高效蒸 发浓缩干燥室(301)连接,加热至高温的海水输入海水五极高效蒸发浓缩干燥室(301)中的第一效雾化蒸发器,第一效蒸发器蒸发后依次进入下一效蒸发器,至末效蒸发器将海水浓缩到一定浓度然后转由下层的多级高效加热板依次加热,高浓度热盐液送浓盐液冷却器
(209)置换热量输出淡化厂,部分送化工厂作原料,剩余的由海水输送管道送往海洋深处排放。高效加热板进一步干燥的盐进入盐粒冷却器(215)热置换冷却后包装输出淡水厂。海水水蒸汽经捕沫板及盐微粒过滤器后由管道依次送到次淡水高效冷凝器(203)、海水蒸汽尾气冲洗器(206)将水凝结出来,不凝气体送流体加热调配器(208)加热调配循环使用。次淡水高效冷凝器(203)、海水蒸汽尾气冲洗器(206)与次淡水高效高温加热器(204)连接,凝结得的次淡水输入次淡水高效高温加热器(204)加热至高温。次淡水高效高温加热器(204)与次淡水五极高效蒸发室(302)连接,加热至高温的次淡水输入次淡水五极高效蒸发室(302)再次蒸发,残留盐液返回海水五极高效蒸发浓缩干燥室(301)蒸发;次淡水五极高效蒸发室(302)蒸发的蒸汽由蒸汽管道导入氘水分离器(502)分离出氘送百效精馏塔
(503)精馏后送核电厂发电。核电厂选建在淡水厂一定距离的安全区域。通过氘水分离器(502)的蒸汽依次送到淡水高效冷凝器(205)、淡水蒸汽尾气冲洗器(207)凝结得淡水,不凝气体送流体加热调配器(208)加热调配循环使用。淡水高效冷凝器(205)、淡水蒸汽尾气冲洗器(207)与海水高效换热器(201)连接,凝结得的热淡水送海水高效换热器(201)中初步加热海水,同时将淡水温度降低,然后导入淡水池(303)里。淡水池(303)、大功率高扬程淡水泵(402)、高位蓄水库(403)、淡水远程输送管道(401)依次连接,淡水由大功率高扬程淡水泵(402 )送往高位蓄水库(403 ),由淡水远程输送管道(401)自然输往内陆广阔地域。

Claims (10)

1. 一种运用海洋核能使海水淡化解决水资源紧缺及沙漠防治的方法,抽取海水加热进行淡化,然后供应内陆需要,其特征是: (O由海水供给系统(100)、海洋核能原料获取系统(500)、能源供应系统(600)、热量交换系统(200)、海水蒸发淡化系统(300)、淡水远程输送调配系统(400)组成,海洋核能从海水供给系统(100)及海水蒸发淡化系统(300)接入海洋核能原料获取系统(500)附带获得,所获得的海洋核能由能源供应系统(600)转化为热能和电能提供给海水供给系统(100)、热量交换系统(200)、海水蒸发淡化系统(300)、淡水远程输送调配系统(400)对海水进行大规模淡化及输送,可持续解决水资源紧缺和沙漠防治问题; (2)所述海水供给系统(100)主要包括海水泵(113)、海水杂质过滤器(111)、海水输送管道(112),所述海洋核能原料获取系统(500)主要包括铀提取器(501)、氘水分离器(502)、百效精馏塔(503),所述能源供应系统(600)主要包括海洋核能电厂(601 ),所述热量交换系统(200)主要包括海水高效换热器(201)、海水高效高温加热器(202)、次淡水高效冷凝器(203 )、次淡水高效高温加热器(204 )、淡水高效冷凝器(205 )、海水蒸汽尾气冲洗器(206)、淡水蒸汽尾气冲洗器(207)、流体加热调配器(208)、浓盐液冷却器(209)、盐粒冷却器(215)、气体冷却器(216),所述海水蒸发淡化系统(300)主要包括海水五极高效蒸发浓缩干燥室(301)、次淡水五极高效蒸发室(302)、淡水池(303),所述淡水远程输送调配系统(400)主要包括大功率高扬程淡水泵(402)、高位蓄水库(403)、淡水远程输送管道(401); (3 )所述海水输送管道(112 )与海水泵(113 )前后连接,海水输送管道(112 )前端设置海水杂质过滤器(111)除去较粗杂质,随后设置铀提取器(501)借助大规模海水流动提取铀,所提取的铀送海洋核能电厂(601);海水泵(113)将提取了铀的海水所需淡化部分经海水输送管道(112)分别输入海水高效换热器(201 )、次淡水高效冷凝器(203)、淡水高效冷凝器(205)、气体冷却器(216)进行热交换以降低其它流体温度,同时初步加热海水;海水高效换热器(201)、次淡水高效冷凝器(203 )、淡水高效冷凝器(205 )、气体冷却器(216 )分别与海水高效高温加热器(202)连接,初步加热的海水汇集到海水高效高温加热器(202)进一步加热至高温;海水高效高温加热器(202)与海水五极高效蒸发浓缩干燥室(301)连接,加热至高温的海水输入海水五极高效蒸发浓缩干燥室(301)蒸发;海水五极高效蒸发浓缩干燥室(301)蒸发海水中所需输出的盐液送浓盐液冷却器(209)冷却,所得的盐矿送盐粒冷却器(215)冷却,蒸发得的海水水蒸汽依次送到次淡水高效冷凝器(203)、海水蒸汽尾气冲洗器(206)凝结得次淡水,不凝气体送流体加热调配器(208)加热调配;次淡水高效冷凝器(203)、海水蒸汽尾气冲洗器(206)与次淡水高效高温加热器(204)连接,凝结得的次淡水输入次淡水高效高温加热器(204)加热至高温;次淡水高效高温加热器(204)与次淡水五极高效蒸发室(302)连接,加热至高温的次淡水输入次淡水五极高效蒸发室(302)再次蒸发;次淡水五极高效蒸发室(302 )蒸发的蒸汽送氘水分离器(502 )进行氘水分离,分离出的粗氘溶液送百效精馏塔(503 )精馏后送海洋核能电厂(601);通过氘水分离器(502 )的蒸汽依次送到淡水高效冷凝器(205)、淡水蒸汽尾气冲洗器(207)凝结得淡水,不凝气体送流体加热调配器(208)加热调配;淡水高效冷凝器(205)、淡水蒸汽尾气冲洗器(207)与海水高效换热器(201)连接,凝结得的淡水送海水高效换热器(201)初步加热海水同时热交换后降温成低温淡水输至淡水池(303);淡水池(303)、大功率高扬程淡水泵(402)、高位蓄水库(403 )、淡水远程输送管道(401)依次连接,将淡化的海水输往内陆。
2.根据权利要求I所述的运用海洋核能使海水淡化解决水资源紧缺及沙漠防治的方法,其特征是:在海水输送管道(112)前端设置一铀提取器(501)附带提取铀,在海水蒸发淡化系统(300)蒸汽出口处接入氘水分离器(502)根据氘与水沸点不同附带获取粗氘溶液,然后送百效精馏塔(503)提纯,所获得的铀或氘送往海洋核能电厂(601)转化为热能和电能,所获能源其中一部分作海水加热淡化之用,一部分作海水抽取及淡水远程输送之用。
3.根据权利要求I或权利要求2所述的运用海洋核能使海水淡化解决水资源紧缺及沙漠防治的方法,其特征是:所述的氘水分离器(502)从蒸汽进口向出口倾斜,所需的温度由热交换流体温度精调器(504)进行精调。
4.根据权利要求I所述的运用海洋核能使海水淡化解决水资源紧缺及沙漠防治的方法,其特征是:所述海水五极高效蒸发浓缩干燥室(301)和次淡水五极高效蒸发室(302 )采用五极高效蒸发法,第一极是,输入海水五极高效蒸发浓缩干燥室(301)或次淡水五极高效蒸发室(302)的海水或次淡水先加热至高温,在雾化蒸发器(310)里即可自行沸腾蒸发;第二极是,热海水或次淡水在导入雾化蒸发器(310)后,由气体喷头(320)将高温干燥的气体由下往上喷吹,使其迅速雾化,前一效未蒸发的海水或次淡水进入下一效;第三极是,至末效时溶液盐浓度已达到工艺要求,然后放入下面的无垢高效加热蒸发浓缩板(330)自然下流,高效加热板从下面加热,溶液逐层加热蒸发,在海水五极高效蒸发浓缩干燥室(301)中,溶液蒸发至成为高浓度盐溶液后,根据市场需要,一部分用管道输往化工厂用于化工生产及提取其它矿物质,多余的浓盐液经换热后由管道从海里排往远处深海,另一部分可继续进入下面的无垢高效加热蒸发干燥板(333),进一步浓缩干燥为盐;在次淡水五极高效蒸发室(302)中,溶液蒸发到一定浓度,残留溶液返回海水五极高效蒸发浓缩干燥室(301)蒸发;第四极是,从下层干燥热空气底部进口(340)吹入高温干燥气体,高温干燥气体由下而上,从物料表面加热并带走水汽,并进入最上层与雾化蒸发器吹起的水汽混合物会合,高温气体为未汽化的水滴补充热量促使其更好地转为水蒸汽,流动的气体还将高效蒸发室内的水蒸汽往上送入管道;第五极是,在海水五极高效蒸发浓缩干燥室(301)或次淡水五极高效蒸发室(302)出口处设一抽风机(350),抽风机将高效蒸发室内的蒸汽及时抽走,促进水滴转化为水蒸汽。
5.根据权利要求I所述的运用海洋核能使海水淡化解决水资源紧缺及沙漠防治的方法,其特征是:所述的海水蒸发淡化系统,包括海水五极高效蒸发浓缩干燥室(301)和次淡水五极高效蒸发室(302)两种蒸发淡化装置,海水五极高效蒸发浓缩干燥室(301)比次淡水五极高效蒸发室(302)多若干层无垢高效加热蒸发干燥板(333)用于干燥盐,若不需要干燥盐,与次淡水五极高效蒸发室(302)相同可不设置无垢高效加热蒸发干燥板(333);海水五极高效蒸发浓缩干燥室(301)将海水蒸发汽化,得到含有低含盐量的次淡水,次淡水五极高效蒸发室(302)将次淡水进一步淡化为淡水。
6.根据权利要求I所述的运用海洋核能使海水淡化解决水资源紧缺及沙漠防治的方法,其特征是:所述的海水五极高效蒸发浓缩干燥室(301)将海水蒸发汽化,得到含有低含盐量的次淡水的同时,浓缩得到高浓度的盐溶液,及部分可根据需要进一步干燥得固体盐矿。
7.根据权利要求I或权利要求6所述的运用海洋核能使海水淡化解决水资源紧缺及沙漠防治的方法,其特征是:加热所需的高温蒸汽、高温干燥气体由流体加热调配器(208)加热供应,高效高温加热器及高效加热蒸发浓缩板、高效加热蒸发干燥板进行了热交换的蒸汽送回流体加热调配器(208)加热调配成高温蒸汽循环使用;每一蒸发室的水蒸汽冷凝后残余蒸汽经过海水蒸汽尾气冲洗器(206)或淡水蒸汽尾气冲洗器(207)冲洗将水汽留下,余下的不凝气体返回流体加热调配器(208)加热调配成高温干燥气体循环使用。
8.根据权利要求I或权利要求6所述的运用海洋核能使海水淡化解决水资源紧缺及沙漠防治的方法,其特征是:所获得的淡水、盐、浓盐液分别经过海水高效换热器(201)、盐粒冷却器(215)、浓盐液冷却器(209)热交换降温后输出。
9.根据权利要求I或权利要求8所述的运用海洋核能使海水淡化解决水资源紧缺及沙漠防治的方法,其特征是:所述的浓盐液冷却器(209)、盐粒冷却器(215),可由气体冷却器(216)冷却的气体为媒,将浓盐液冷却器(209)中的高浓盐液的热量带走,以及将盐粒冷却 器(215)中盐的热量带走,换了热的气体返回气体冷却器(216)冷却降温后循环使用。
10.根据权利要求I所述的运用海洋核能使海水淡化解决水资源紧缺及沙漠防治的方法,其特征是:由海水蒸发淡化的大规模淡水,由大功率高扬程淡水泵(402)先送到高位蓄水库(403),然后经淡水远程输送管道(401)集成自然流向低于高位蓄水库的广阔需水区域,各淡水远程输送管道(401)可以在同一级的海拔组里可控相连,实现管线间相互调水。
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