CN102747717A - 利用潮汐能发电、淡化海水装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用潮汐能发电、淡化海水的装置，其包括潮汐能海水、潮汐能拦海大坝与U形百叶窗式进水阀门坝固定连接，由U形百叶窗式进水阀门坝和U形百叶窗式排水阀门坝组成封闭浮力池，活塞船置于封闭浮力池中央与封闭浮力池活动连接，活塞船通过活塞、活塞环与水池缸套活动连接，内设有水池缸套的封闭浮力池底部通过水池缸套进水阀门、水池缸套进排水通道与水池缸套固定连接，水池缸套通过高压进水阀门、高压进水通道与高压蓄水水库固定连接，高压蓄水水库通过引水管道与发电机组或海水淡化装置固定连接，内设有百叶窗式阀门的U形排水阀门坝与大海相连接。该装置将潮汐能通过浮力、重力、压力、水力转化为电力、淡化海水，不仅结构简单，安全可靠，而且经济实用，长期受益，实现可再生能源的可持续性发展。

Description

利用潮汐能发电、淡化海水装置

技术领域

本发明主要涉及一种海洋资源，可再生能源开发领域。特别是一种利用潮汐能发电、淡化海水的装置。 

背景技术

目前，电能和淡水是人类不可缺少的常用能源，清洁的可再生能源更是人类追求最理想的能源。现有的电能主要由：水力、火力、太阳能、风能、核能等发电站供给，它们都很多的优点和缺点：水力发电虽然发电量大，但是受到大量移民及地震、战争后果的影响。火力发电厂消耗大量的煤炭和排放大量的二氧化碳，而太阳能、风能等发电虽然能源清洁，但是没有阳光，风力太小时电力很不稳定、发电量小，核能发电技术含量太高，一但涉漏对环境和人体危害很大。 

随着社会经济的高速发展和人口的急剧增加，淡水资源危机已经成为仅次于全球气候变暖的世界第二大环境问题。作为水资源的开源增量技术，海水淡化已成为解决全球水资源危机的重要途径。海水淡化方法有海水冻结法、电渗析法、蒸馏法、反渗透法，目前应用反渗透膜的反渗透法以其设备简单、易于维护和设备模块化的优点迅速占领市场，逐步取代蒸馏法成为应用最广泛的方法，但是使用价格昂贵的高压水泵、抽水设备和每吨淡化海水要消耗两三度电能的成本，相应也排出大量的二氧化碳。 

发明内容

本发明的目的是提供一种利用潮汐能发电、淡化海水的装置，它能将潮汐能通过浮力、重力、压力、水力转化为机械力和电力的一种装置，不仅结构简单，安全可靠，而且发电电力较稳定，输出功率大，海水淡化成本低，效率高，能源范围宽广。

为了解决上述问题，本发明的技术方案是：这种利用潮汐能发电、淡化海水的装置，由潮汐能拦海大坝、U形百叶窗式进水阀门坝和U形百叶窗式排水阀门坝组成封闭浮力池，活塞船置于封闭浮力池中央与封闭浮力池活动连接，活塞船通过活塞、活塞环与水池缸套活动连接，内设有水池缸套的封闭浮力池底部通过水池缸套进水阀门、水池缸套进排水通道与水池缸套固定连接，水池缸套通过高压进水阀门、高压进水通道与高压蓄水水库固定连接，高压蓄水水库通过引水管道与发电机组或海水淡化装置固定连接，内设有百叶窗式阀 门的U形排水阀门坝与大海相连接，当封闭浮力池进水后活塞船得到上升的浮力而升高，把封闭浮力池的水排掉后，活塞船把下降时产生的重力转化成压力通过大型活塞、水池缸套把低水位的水压上高压蓄水水库，再用高压蓄水水库的水来推动水轮发电机组发电。同样，当减小活塞截面积和缸套缸径，压力、压强增加，把海水压上六百三十米以上的山顶蓄水水库，经过预处理，再经过水管引至山脚下，此时山脚的水压将大于每平方米六点二兆帕的水压，足以连接反渗透法海水淡化装置进行淡化海水。 

本发明的有益效果

该项发明装置是一种将潮汐能通过浮力、重力、压力、水力完成动能与势能的转化而发电、淡化海水，不仅结构简单，经济实用，安全可靠，而且能源有可预见性，范围宽广，一米以上的潮差就可以正常工作了，是一种投入成本低，技术要求合理，能量取之不尽，用之不竭，符合未来长期发展的可再生能源；所用的重力活塞船可用钢筋混凝土来制造，大大降低了成本，且吨位越大功率就越大；省去了体积庞大、效率低、电能不稳定、价格昂贵的潮汐能发电机，而采用技术成熟，发电电力稳定、效率高的常规水力发电机；发电站厂房可建在浅海海边或大陆上，容易解决土木工程问题，大大减少移民安置和地震、战争带来的危害，解决电力输送和安装维修保养难等问题；可建设大型、低碳，低价的海水淡化工厂，解决海边城市、岛屿等生活用水电问题。潮汐能拥有可再生能源的广范性，可预见性，安全性，资源的无限可持续性。取之不尽，用之不竭；还可作为风能，太阳能，波浪能等不稳定可再生能源的调压、稳压、调峰等设备。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明活塞船工作时的结构示图。图2是活塞船的平面结构示图。 

图中1中，1-潮汐能海水，2-潮汐能拦海大坝，3-U形百叶窗式浮力池进水阀门坝，4-百叶窗式浮力池进水阀门，5-封闭浮力池，6-活塞船，7-活塞，8-U形百叶窗式浮力池排水阀门坝，9-百叶窗式浮力池排水阀门，10-活塞环，11-水池缸套进水阀门，12水池缸套，13水池缸套进水、排水通道，14-高压水阀门，15-高压进水通道，16-发电机组、海水淡化装置，17-大海，18-高压蓄水水库；图2中，U型百叶窗式浮力池进水阀门坝3由进阀门坝和百叶窗式阀门4，A-B面，B-C面，C-D面三面组成，U型百叶窗式浮力池排水阀门坝8由阀门坝和百叶窗式阀门9，E-F面，F-G面，G-H面三面组成。 

具体实施方式

图中；潮汐能海水(1)、潮汐能拦海大坝(2)与U形百叶窗式浮力池进水阀门坝(3)固定连接，由U形百叶窗式浮力池进水阀门坝(3)和U形百叶窗式浮力池排水阀门坝(8)组成封闭浮力池(5)，活塞船(6)置于封闭浮力池(5)中央与封闭浮力池(5)活动连接，活塞船(6)通过活塞(7)、活塞环(10)与水池缸套(12)活动连接，内设有水池缸套(12)的封闭浮力池(5)底部通过水池缸套进水阀门(11)、水池缸套进排水通道(13)与水池缸套(12)固定连接，水池缸套(12)通过高压水阀门(14)、高压进水通道(15)与高压蓄水水库(2)固定连接，高压蓄水水库(2)通过引水管道与发电机组或海水淡化装置(16)固定连接，U形百叶窗式浮力池排水阀坝(8)与大海(17)相连接。

当潮汐能海水(1)充满后，打开百叶窗式浮力池进水阀门(4)和水池缸套进水通道阀门(11)，同时关闭浮力池百叶窗式排水阀门(9)高压水阀门(14)，封闭浮力池(5)和水池缸套(12)开始进水，同时浮力也开始产生，活塞船(6)开始上升。当水位上升到顶点后，关闭浮力池百叶窗式进水阀门(4)和水池缸套进水通道阀门(11)，同时打开浮力池百叶窗式排水阀门(9)和高压水阀门(14)，把封闭浮力池(5)里面的水排进大海(17)，随着封闭浮力池(5)水位的下降，活塞船(6)产生了压力，巨大的压力通过活塞(7)把水池缸套(12)里的水压上高压蓄水水库(18)，再用高压蓄水水库(18)的水推动水轮发电机组或淡化海水装置(16)进行发电或淡化海水。 

；为了实现海水快速通过封闭浮力池，封闭浮力池快速排掉海水，缩短活塞船上下做功周期，浮力池进水阀门坝和浮力池排水阀门坝采用U形百叶窗式阀门坝，图中，A-B-C-D为浮力池进水阀门坝，E-F-G-H为浮力池排水阀门坝，4、9为百叶窗式阀门，当打开浮力池进水阀门同时关闭浮力池排水阀门时，潮汐能海水从A-B面、B-C面、C-D面三面同时进水，短时间内就可进满水，重力船也能在短时间内上升到顶点，相反，当打开浮力池排水阀门同时关闭浮力池进水阀门时，潮汐能海水从E-F面、F-G面、G-H面三面同时排水，短时间内就可排完水，重力船也能在短时间内下降到最低点，快速完成动能和势能周期，获得最大输出功率。 

工件原理；在现实生活中，成千上万吨的轮船，十万吨的航母和二三十万吨的油轮能轻松地漂浮在海面上，随着海水的潮起潮落而上上下下，要是能把这巨大的能量转化为电能、机械能等，那将是一种取之不尽，用之不竭的可再生能源。 

潮汐能发电、海水淡化装置是综合浮力、重力、压力、水力而转化为电力的一种装置，主要包括：1-潮汐能海水，2-潮汐能拦海大坝，3-U形百叶窗式浮力池进水阀门坝，4-百叶窗式浮力池进水阀门，5-封闭浮力池，6-活塞船，7-活塞，8-U形百叶窗式浮力池排水阀门坝，9-百叶窗式浮力池排水阀门，10-活塞环，11-水池缸套进水阀门，12水池缸套，13水池缸套进水制、排水通道，14-高压水阀门，15-高压进水通道，16-发电机组或海水淡化装置，17-大海，18-高压蓄水水库；图2中，A-B-C-D三面组成U型百叶窗式浮力池进水阀门坝3，E-F-G-H三面组成U型百叶窗式浮力池排水阀门坝8，4、9为百叶窗式阀门。 

当潮汐能海水(1)充满后，打开百叶窗式浮力池进水阀门(4)和水池缸套进水通道阀门(11)，同时关闭浮力池百叶窗式排水阀门(9)高压水阀门(14)，封闭浮力池(5)和水池缸套(12)开始进水，同时浮力也开始产生，活塞船(6)开始上升，成千上万吨的活塞船得到上升的浮力而升高，当水位上升到顶点后，关闭浮力池百叶窗式进水阀门(4)和水池缸套进水通道阀门(11)，同时打开浮力池百叶窗式排水阀门(9)和高压水阀门(14)，把封闭浮力池(5)里面的水排进大海(17)，随着封闭浮力池(5)水位的下降，活塞船(6)产生了重力、压力，成千上万吨巨大的压力通过活塞(7)把水池缸套(12)里的水压上高几十米、上百米的高压蓄水水库(18)，再用高压蓄水水库(18)的水推动水轮发电机组(16)发电。 

同样，当减小活塞截面积和缸套缸径，压力、压强增加，把海水压上六百三十米以上的山顶蓄水水库，经过预处理，再经过水管引至山脚下，此时山脚的水压将大于每平方米六点二兆帕的水压，足以连接反渗透法海水淡化装置进行淡化海水，从而省掉了价格昂贵的高压泵和运行电费，实现高效，低成本淡化海水。 

Claims (4)

1.一种潮汐能发电、淡化海水装置，其特征在于中间分开的潮汐能拦海大坝(2)的两端，分别与对称的U形百叶窗式进水阀门坝(3)、U形百叶窗式排水阀门坝(8)固定连接，并围成封闭浮力池(5)；活塞船(6)、活塞(7)、水池缸套(12)、装置于封闭浮力池(5)中央；封闭浮力池(5)底部通过水池缸套进水阀门(11)、水池缸套进水、排水通道(13)与水池缸套(12)的底部固定连接，通过高压水阀门(14)、高压进水通道(15)与高压蓄水水库(18)固定连接。

2.根据权利要求书1所述，一种潮汐能发电、淡化海水装置，其特征在于U形百叶窗式进水阀门坝(3)由百叶窗式浮力池进水阀门(4)、A-B面、B-C面、C-D面三坝面组成；U形百叶窗式浮力池排水阀门坝(8)由百叶窗式浮力池排水阀门(9)、E-F面、F-G面、G H面三坝面组成。

3.根据权利要求书1和2所述，一种潮汐能发电、淡化海水装置，其特征在于装置在封闭浮力池(5)中央的水池缸套(12)与活塞船(6)、活塞(7)活塞环(10)、活动连接，活塞船(6)与活塞(7)活动连接。

4.根据权利要求书1、2、3所述，一种潮汐能发电、淡化海水装置，潮汐能海水(1)与U形百叶窗式进水阀门坝(3)固定连接，U形百叶窗式排水阀门坝(8)与大海相连接，高压蓄水水库(18)与发电机组、淡化海水装置(16)固定连接。

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