CN103011320B - 小型高温多级回热式的真空玻璃管太阳能海水淡化装置 - Google Patents

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Abstract

一种小型高温多级回热式的真空玻璃管太阳能海水淡化装置,其包括海水供水装置、一初级集热/冷凝一体化换热器、若干次级集热/冷凝一体化换热器、海水冷却蒸发池和淡水箱,海水供水装置分别连接初级集热/冷凝一体化换热器、各次级集热/冷凝一体化换热器和海水冷却蒸发池并且向之提供海水,该海水供水装置位置高于初级集热/冷凝一体化换热器和各次级集热/冷凝一体化换热器,初级集热/冷凝一体化换热器与各次级集热/冷凝一体化换热器依次串联连接以实现海水的蒸发和回热,海水冷却蒸发池连接最后的次级集热/冷凝一体化换热器且将输入的蒸汽冷凝为淡水,淡水箱连接海水冷却蒸发池以收集淡水。本发明具有结构简单、回热效率和出水率高的优点。

Description

小型高温多级回热式的真空玻璃管太阳能海水淡化装置
技术领域
[0001] 本发明涉及一种太阳能海水淡化设备,具体涉及一种小型高温多级回热式的真空玻璃管太阳能海水淡化装置,属于太阳能技术领域。
背景技术
[0002] 随着人类文明不断发展和社会不断进步,水资源短缺已成为21世纪人类面临的重大问题。我国的水资源形势更加不容乐观,作为世界上13个缺水国家之一,人均水资源年占有量只相当于世界平均水平的1/4,缺水城市占全国城市的2/3。地球上的海水资源非常丰富,97%的水都在海洋里,而其中蕴含着大量的淡水,发展海水淡化事业,是解决我国淡水紧缺的重要战略途径。目前海水淡化装置基本上都利用太阳能这种储量无限、完全清洁的再生能源,但由于集热器温度低、蒸发效率低、装置复杂和耐腐蚀性能不足等缺陷而无法很好地推广。
[0003]目前已公开的各种有关太阳能海水淡化装置的专利技术一般采用传统的金属管横管或竖管降膜蒸发多效回热式(例如中国实用新型专利申请号01240510.8)、闪蒸多效回热式(例如中国发明专利ZL200510042840.5),这些装置有一些共同的问题导致其难以小型化和商业化推广使用:一是金属管降膜蒸发多级回热方式使得蒸发和冷凝装置庞大而复杂;二是由于热源温度低,这些太阳能海水淡化装置必须要使用真空泵保持低压运行,为此对装置的密封性要求非常高,而且真空泵比较昂贵,长时间连续工作容易损坏。除此之外,现有太阳能集热器温度不高也是太阳能海水淡化装置总热效率和蒸发效率低、难以商品化的一个主要原因。另外,传统太阳能海水淡化装置的结构都是太阳能集热器和后面的蒸发与冷凝装置分离,太阳能集热器仅仅起到一个热源供给作用,这也使得整个系统庞大昂贵,性价比很低,因此目前尚未见中小型太阳能海水淡化装置投入商业化使用。
发明内容
[0004] 本发明针对现有技术的不足,提供一种小型高温多级回热式的真空玻璃管太阳能海水淡化装置,其将太阳能集热器和蒸发/冷凝装置合为一体,利用系统各级工作温度的不同来进行有效的换热和回热,装置能够在常压下运行,从而达到简化结构、提高出水率和能量利用率的目的。
[0005] 本发明是通过如下技术方案实现的:
[0006] 一种小型高温多级回热式的真空玻璃管太阳能海水淡化装置,其包括海水供水装置、一初级集热/冷凝一体化换热器、若干次级集热/冷凝一体化换热器、海水冷却蒸发池和淡水箱,所述海水供水装置分别连接初级集热/冷凝一体化换热器、各次级集热/冷凝一体化换热器和海水冷却蒸发池并且向之提供海水,该海水供水装置位置高于初级集热/冷凝一体化换热器和各次级集热/冷凝一体化换热器,所述初级集热/冷凝一体化换热器与各次级集热/冷凝一体化换热器依次串联连接以实现海水的蒸发和回热,所述海水冷却蒸发池连接最后的次级集热/冷凝一体化换热器且将输入的蒸汽冷凝为淡水,所述淡水箱连接海水冷却蒸发池以收集淡水。
[0007] 所述的海水供水装置包括海水泵和若干海水箱,所述海水泵分别通过阀门连接各海水箱和海水冷却蒸发池,各海水箱分别连接初级集热/冷凝一体化换热器的下部和各次级集热/冷凝一体化换热器的下部。
[0008] 所述的海水箱的内壁使用保温工程塑料制成,其上部设置有溢流管,该溢流管的出口处接有限压阀,其下部设置有浓海水排出管。
[0009] 所述的初级集热/冷凝一体化换热器包括真空玻璃管、弹性不锈钢薄壁管、橡皮塞、丝网型气液分离器、海水进水管、蒸汽出气管、限压阀、CPC板和保温泡沫塑料,其中,真空玻璃管开口向下放置,弹性不锈钢薄壁管紧贴于真空玻璃管的内壁,橡皮塞堵塞于真空玻璃管下端的开口,并使真空玻璃管形成封闭的内腔,丝网型气液分离器设置于真空玻璃管内的上部,将真空玻璃管的内腔分隔为容纳蒸汽的上腔和容纳海水的下腔,海水进水管穿过橡皮塞连通真空玻璃管的下腔且其进口端连接所述海水箱,蒸汽出气管穿过橡皮塞连通真空玻璃管的上腔且其出口端接有所述限压阀,CPC板设置于真空玻璃管外围,保温泡沫塑料包裹于橡皮塞的周围。
[0010] 所述的次级集热/冷凝一体化换热器包括至少一个全玻璃真空集热管单元,该全玻璃真空集热管单元包括真空玻璃管、弹性不锈钢薄壁管、橡皮塞、丝网型气液分离器、海水进水管、蒸汽出气管、限压阀、U型不锈钢换热管、CPC板和保温泡沫塑料,其中,真空玻璃管开口向下放置,弹性不锈钢薄壁管紧贴于真空玻璃管的内壁,橡皮塞堵塞于真空玻璃管下端的开口,并使真空玻璃管形成封闭的内腔,丝网型气液分离器设置于真空玻璃管内的上部,将真空玻璃管的内腔分隔为容纳蒸汽的上腔和容纳海水的下腔,海水进水管穿过橡皮塞连通真空玻璃管的下腔且其进口端连接所述海水箱,蒸汽出气管穿过橡皮塞连通真空玻璃管的上腔且其出口端接有所述限压阀,U型不锈钢换热管设于真空玻璃管内,其进口端和出口端均穿过橡皮塞,CPC板设置于真空玻璃管外围,保温泡沫塑料包裹于橡皮塞的周围;同一次级集热/冷凝一体化换·热器的各全玻璃真空集热管单元的U型不锈钢换热管首尾串联连接,各海水进水管的进口端共同连接所述海水箱,各蒸汽出气管的出口端共同连接限压阀。
[0011] 所述的U型不锈钢换热管、蒸汽出气管和海水进水管均采用双相不锈钢材料制成。
[0012] 与初级集热/冷凝一体化换热器连接的次级集热/冷凝一体化换热器的首个全玻璃真空集热管单元U型不锈钢换热管的进口端与初级集热/冷凝一体化换热器的蒸汽出气管的出口端相连接;与所述海水冷却蒸发池连接的最后次级集热/冷凝一体化换热器的末尾全玻璃真空集热管单元的U型不锈钢换热管的出口端和蒸汽出气管的出口端一起通过单向阀与该海水冷却蒸发池连接,此外的次级集热/冷凝一体化换热器的末尾全玻璃真空集热管单元的U型不锈钢换热管的出口端和蒸汽出气管的出口端一起通过单向阀与后一次级集热/冷凝一体化换热器的首个全玻璃真空集热管单元U型不锈钢换热管的进口端连接。
[0013] 所述的海水冷却蒸发池包括盛放海水的蒸发池和由该蒸发池中穿过的冷却管,该蒸发池通过阀门连接所述海水泵,该冷却管的进口端连接最后次级集热/冷凝一体化换热器,其出口端连接所述淡水箱。[0014] 本发明利用了系统各级的工作温度不同能够进行有效的换热和回热,从而提高能量再次利用率的热力学原理,在全玻璃真空集热管单元内的海水温度大幅度超过大气压下水的饱和温度(100度)的条件下,利用系统各级工作温度的不同在高压或常压下进行多效蒸发和冷凝换热,逐级加热海水和冷却水蒸汽,从而提高了太阳能的利用率。所述的全玻璃真空集热管单元舍弃了传统的太阳能集热器、蒸发换热器和冷凝换热器各自独立而复杂的结构,结合三者为一体,在其中同时进行海水集热气化和蒸汽冷凝换热,而且可以在高压和常压下很好地运行,无需真空泵。[0015] 与现有技术相比,本发明具有以下的有益效果:
[0016] 1、将太阳能集热器和蒸发/冷凝装置集成为一体,简化了结构,降低了成本。
[0017] 2、由于每一级的水蒸气冷凝的汽化潜热全部都能够被回收再利用,所以解决了现在太阳能集热温度低而导致集热效率和制水效率低的问题,达到了提高回热效率和出水率的效果。
[0018] 3、采用低压条件下的多效回热工作方式,而不必使用真空泵来形成负压运行条件,只要利用减压阀来调节各级压力即可,因此装置结构新颖,占地空间小。
附图说明
[0019] 图1为本发明的结构示意图。
[0020] 图2为本发明全玻璃真空集热管单元的剖视图。
[0021] 图3单个海水箱和海水泵供水的结构示意图。
[0022] 图中,
[0023] IU型不锈钢换热管,2真空玻璃管,3CPC板,4丝网型气液分离器,5蒸汽出气管,6限压阀,7海水进水管,8阀门,9海水泵,10海水箱,11海水冷却蒸发池,12淡水箱,13单向阀,14橡皮塞,15弹性不锈钢薄壁管,16保温泡沫塑料,17溢流管,18浓海水排出管。
具体实施方式
[0024] 下面结合附图和实施例对本发明作详细说明,该实施例以本发明的技术方案为前提给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
[0025] 图1给出了本发明的装置结构示意图,图示小型高温多级回热式的真空玻璃管太阳能海水淡化装置包括海水供水装置、一初级集热/冷凝一体化换热器、若干次级集热/冷凝一体化换热器、海水冷却蒸发池11和淡水箱12。所述海水供水装置分别连接初级集热/冷凝一体化换热器、各次级集热/冷凝一体化换热器和海水冷却蒸发池11,并且向该初级集热/冷凝一体化换热器、各次级集热/冷凝一体化换热器和海水冷却蒸发池11提供海水;该海水供水装置位置高于初级集热/冷凝一体化换热器和各次级集热/冷凝一体化换热器,以便依靠水位差来自动补充新鲜海水。所述初级集热/冷凝一体化换热器与各次级集热/冷凝一体化换热器依次串联连接以实现海水的蒸发和回热。所述海水冷却蒸发池11连接最后的次级集热/冷凝一体化换热器,并且将输入的蒸汽冷凝为淡水。所述淡水箱12连接海水冷却蒸发池11以收集淡水。
[0026] 所述的海水供水装置包括海水泵9和若干海水箱10,海水箱10 —般与初级集热/冷凝一体化换热器和各次级集热/冷凝一体化换热器一一对应连接。所述海水泵9分别通过阀门8连接各海水箱10和海水冷却蒸发池11,各海水箱10分别连接初级集热/冷凝一体化换热器的下部和各次级集热/冷凝一体化换热器的下部。海水供水装置中单个海水箱10和海水泵9供水的结构如图3所示,所述的海水箱10为水平大口径园管,其内壁使用保温工程塑料制成;该海水箱10的上部设置有溢流管17,该溢流管17的出口处接有限压阀6,用以控制和稳定海水箱10内的蒸汽压力与对应各级集热/冷凝一体化换热器内的工作压力相同,以此来保证水箱10能正常供水;所述海水箱10的下部设置有浓海水排出管18。海水供水装置工作时,海水由一个海水泵9 一次性打入各海水箱10,因为海水供水装置位置高于初级集热/冷凝一体化换热器和各次级集热/冷凝一体化换热器,所以其供水机理与自来水水塔相同,能够利用水位差和重力自动补充新鲜海水,很好地维持初级集热/冷凝一体化换热器和各次级集热/冷凝一体化换热器内的水位高度,然后海水通过重力自动注入各级集热/冷凝一体化换热器,海水箱10中的浓海水每天晚上通过手动从浓海水排出管18放出,随后海水泵9对海水箱10重新补充新鲜海水。
[0027] 所述的次级集热/冷凝一体化换热器包括至少一个全玻璃真空集热管单元,如一个、二个、三个或更多全玻璃真空集热管单元。所述全玻璃真空集热管单元是整个装置中的核心设备,太阳能的集热、海水的蒸发和回热过程全都在该全玻璃真空集热管单元中进行,因而次级集热/冷凝一体化换热器集成了太阳能集热器、蒸发换热器和冷凝回热器为一体。
[0028] 图2给出了所述全玻璃真空集热管单元的剖视图,该全玻璃真空集热管单元包括真空玻璃管2、弹性不锈钢薄壁管15、橡皮塞14、丝网型气液分离器4、海水进水管7、蒸汽出气管5、限压阀6、U型不锈钢换热管1、CPC板3(非追踪式复合抛物线聚光板)和保温泡沫塑料16。
[0029] 所述真空玻璃管2开口向下放置,其采用现有的商品化真空玻璃管。由于真空玻璃管2比较脆,所以在真空玻璃管2内部加设了一弹性不锈钢薄壁管15,该弹性不锈钢薄壁管15紧贴于真空玻璃管2的内壁·。所述弹性不锈钢薄壁管15的作用为,防止真空玻璃管2破裂后因漏气漏水而导致整个装置失效并无法正常运行,为真空玻璃管的替换提供方便,从而提高装置的使用寿命。
[0030] 所述橡皮塞14堵塞于真空玻璃管2下端的开口,并使真空玻璃管2形成封闭的内腔。所述丝网型气液分离器4设置于真空玻璃管2内的上部,将真空玻璃管2的内腔分隔为容纳蒸汽的上腔和容纳海水的下腔,用以避免蒸汽中携带海水。
[0031] 所述海水进水管7由下穿过橡皮塞14并连通真空玻璃管2的下腔,其伸出橡皮塞14的进口端连接所述海水箱10,以向真空玻璃管2内引入海水。所述蒸汽出气管5由下穿过橡皮塞14并向上连通真空玻璃管2的上腔,以引出蒸汽,其伸出橡皮塞14的出口端接有限压阀6,该限压阀6的作用为:限制真空玻璃管2出口端压力,稳定工作温度。作为回热器的U型不锈钢换热管I设于真空玻璃管2内,其进口端和出口端均穿过且伸出橡皮塞14。为了避免被海水腐蚀而减少工作寿命,所述的U型不锈钢换热管1、蒸汽出气管5和海水进水管7均采用双相不锈钢材料制成。
[0032] 为了加强对太阳能的吸收,在真空玻璃管2外围设置了 CPC板3 (非追踪式复合抛物线聚光板)。所述保温泡沫塑料16包裹于橡皮塞14的周围,将伸出橡皮塞14的所有管道和阀门一起包围在内,以对系统进彳丁保温。[0033] 在同一个次级集热/冷凝一体化换热器中,各全玻璃真空集热管单元的U型不锈钢换热管I首尾串联连接,形成逐级多效回热换热系统,各全玻璃真空集热管单元的海水进水管7的进口端共同连接所述海水箱10,各全玻璃真空集热管单元的蒸汽出气管5的出口端共同连接限压阀6。
[0034] 再请参阅图1,所述的初级集热/冷凝一体化换热器位于系统的最前级,其结构除了没有U型不锈钢换热管I外,其余配置均与所述全玻璃真空集热管单元相同。具体地说,该初级集热/冷凝一体化换热器包括真空玻璃管2、弹性不锈钢薄壁管15、橡皮塞14、丝网型气液分离器4、海水进水管7、蒸汽出气管5、限压阀6、CPC板3和保温泡沫塑料16,其中,真空玻璃管2开口向下放置,弹性不锈钢薄壁管15紧贴于真空玻璃管2的内壁,橡皮塞14堵塞于真空玻璃管2下端的开口,并使真空玻璃管2形成封闭的内腔,丝网型气液分离器4设置于真空玻璃管2内的上部,将真空玻璃管2的内腔分隔为容纳蒸汽的上腔和容纳海水的下腔,海水进水管7穿过橡皮塞14连通真空玻璃管2的下腔且其进口端连接所述海水箱10,蒸汽出气管5穿过橡皮塞14连通真空玻璃管2的上腔且其出口端接有所述限压阀6,CPC板3设置于真空玻璃管2外围,保温泡沫塑料16包裹于橡皮塞14的周围。
[0035] 所述初级集热/冷凝一体化换热器与各次级集热/冷凝一体化换热器依次串联连接成实现海水蒸发、冷凝、换热和回热的逐级式系统。它们的连接关系如下所述,请参阅图1o
[0036] 首先,所述各次级集热/冷凝一体化换热器串接起来,其连接方式为:每一个次级集热/冷凝一体化换热器的末尾的全玻璃真空集热管单元中U型不锈钢换热管I的出口端和连接有限压阀6的蒸汽出气管5的出口端,一起共同通过单向阀16与后一个次级集热/冷凝一体化换热器的首个全玻璃真空集热管单元中U型不锈钢换热管I的进口端连接;或者反过来说,每一个次级集热/冷凝一体化换热器的首个全玻璃真空集热管单元中U型不锈钢换热管I的进口端通过单向阀16,与前一个次级集热/冷凝一体化换热器的末尾的全玻璃真空集热管单元中U 型不锈钢换热管I的出口端和连接有限压阀6的蒸汽出气管5的出口端共同连接。
[0037] 其次,所述初级集热/冷凝一体化换热器与串接后的次级集热/冷凝一体化换热器连接,其连接方式为:第一个次级集热/冷凝一体化换热器的首个全玻璃真空集热管单元中U型不锈钢换热管I的进口端,与所述初级集热/冷凝一体化换热器的连接有限压阀6的蒸汽出气管5的出口端相连接。
[0038] 再后,串接后的次级集热/冷凝一体化换热器与所述海水冷却蒸发池11连接,其连接方式为:最后一个次级集热/冷凝一体化换热器的末尾的全玻璃真空集热管单元中U型不锈钢换热管I的出口端和连接有限压阀6的蒸汽出气管5的出口端,一起共同通过单向阀16与该海水冷却蒸发池11连接。
[0039] 上述单向阀16的作用为,用以避免由于输送管内的压力差而导致逆流。
[0040] 请参阅图1,所述的海水冷却蒸发池11包括盛放海水的蒸发池和由该蒸发池中穿过的冷却管;该蒸发池通过阀门8连接所述海水泵9,该冷却管的进口端通过单向阀16,连接最后一个次级集热/冷凝一体化换热器的末尾的全玻璃真空集热管单元中U型不锈钢换热管I的出口端和连接有限压阀6的蒸汽出气管5的出口端,所述冷却管的出口端连接所述淡水箱12。[0041] 本发明的工作原理简述如下:
[0042] 海水由海水泵9 一次性打入各海水箱10和海水冷却蒸发池11,然后海水通过重力自动注入各级集热/冷凝一体化换热器的全玻璃真空集热管单元。在CPC板3的辅助下,各全玻璃真空集热管单元吸收太阳能辐射,对进入全玻璃真空集热管单元内的海水加热升温蒸发,产生高压高温蒸汽。初级集热/冷凝一体化换热器中所产生的蒸汽从蒸汽出气管5流出,通过限压阀6降低压力,进入第一个次级集热/冷凝一体化换热器的首个全玻璃真空集热管单元中的U型不锈钢换热管I,然后与U型不锈钢换热管I外的海水进行回热换热冷凝为淡水,同时真空玻璃管2内的海水也吸收来自全玻璃真空集热管单元外的太阳能辐射,蒸发产生大约相同量的蒸汽。这样第一个次级集热/冷凝一体化换热器内产生的蒸汽量大于初级集热/冷凝一体化换热器内产生的蒸汽量,蒸汽如此一级级地传输下去,总量不断增加,最终从最后一个次级集热/冷凝一体化换热器的末尾的全玻璃真空集热管单元中通过单向阀16出来的汽水混合物来到海水冷却蒸发池11,在冷却管中一边冷凝一边加热蒸发池中的海水,冷却管内冷凝出的淡水一起汇集到淡水箱12。
[0043] 从热力学原理上讲,各级集热/冷凝一体化换热器的蒸汽压力或温度是逐级递减的,上一全玻璃真空集热管单元中产生蒸汽的温度高于下一全玻璃真空集热管单元中海水的温度。由于温差的存在,上一全玻璃真空集热管单元中产生的蒸汽在下一全玻璃真空集热管单元中被冷凝的同时就把热量传递给下一全玻璃真空集热管单元中的海水使其蒸发,从而使得高温蒸汽的汽化潜热被充分利用,而下一全玻璃真空集热管单元中的海水同时又受到太阳辐射加热,在两种热量的叠加作用下,本级集热/冷凝一体化换热器将比上一级集热/冷凝一体化换热器产生更多的蒸汽,而后本级产生的蒸汽又能把热量传递给下一级的海水。理论上,如果没有热量损失和温差损失,这种回热换热方式可使制水效率达到无穷大。由于不同的蒸汽压力对应着不同的蒸汽饱和温度,因此实现多效回热的关键是控制好每一全玻璃真空集热管单元的工作压力,本发明中,各级集热/冷凝一体化换热器内的工作压力和对应的各海水箱10内的压力相同。
[0044] 以下为本发明的实施例。
[0045] 实施例1
[0046] 本实施例中,所述小型高温多级回热式的真空玻璃管太阳能海水淡化装置包括海水供水装置、一初级集热/冷凝一体化换热器、四次级集热/冷凝一体化换热器(第一、第二、第三和第四次级集热/冷凝一体化换热器)、海水冷却蒸发池11和淡水箱12。各级集热/冷凝一体化换热器的工作温度依次为140°C、130°C、120°C、110°C、103°C,根据实验数据,各全玻璃真空集热管单元(真空玻璃管2的外径66.8mm,内径55mm,管长1.8米)的有效集热功率依次为78W、84W、92W、100W、107W,U型不锈钢换热管I的尺寸为12Xlmm,总长4m。为了使各级换热量匹配,初级集热/冷凝一体化换热器以及第一和第二次级集热/冷凝一体化换热器都只包括有一个全玻璃真空集热管单元,第三次级集热/冷凝一体化换热器包括有两个全玻璃真空集热管单元,第四次级集热/冷凝一体化换热器包括有三个全玻璃真空集热管单元。全玻璃真空集热管单元的蒸汽出气管5的尺寸为12 X 1_,长1.8米,海水进水管7的尺寸为12 X 1mm,长0.5m。海水冷却蒸发池11由一般不锈钢水箱构成的蒸发池和不锈钢盘水管构成的冷却管组合而成。限压阀6采用溢流阀即可,以调节和维持每一全玻璃真空集热管单元中的压力。整个系统中的蒸汽依靠压力差由第一级逐级向下级流动,最后在海水冷却蒸发池11内完全冷凝成淡水,流入常压状态的淡水箱12。本实施例共包括有8个全玻璃真空集热管单元,占地面积约5平方米。当各全玻璃真空集热管单元内工作温度分别在140°C、130°C、120°C、110°C、103°C时,每小时制水量可达4kg,代表制水热效率的性能系数可达到3.2。
[0047] 本发明所述的小型高温多级回热式的真空玻璃管太阳能海水淡化装置采用了逐级降压降温回热的运行机理,提高了对热量的利用效率;采用了全玻璃真空集热管单元作为装置的主要设备,使集热器、蒸发器和换热器三者集为一体,简化了装置的复杂程度;采用了高温集热技术,增加了海水的蒸发效率;同时装置无需真空泵,能够在常压下运行。本发明具有蒸发换热效率 高、出水率高、性能系数高、装置形式新颖、结构简单、成本低廉、制水效率高和常压运行等特点,在海水淡化领域中有很好的商品化潜力。

Claims (6)

1.一种小型高温多级回热式的真空玻璃管太阳能海水淡化装置,其特征在于:所述太阳能海水淡化装置包括海水供水装置、一初级集热/冷凝一体化换热器、若干次级集热/冷凝一体化换热器、海水冷却蒸发池和淡水箱,所述海水供水装置分别连接初级集热/冷凝一体化换热器、各次级集热/冷凝一体化换热器和海水冷却蒸发池并且向之提供海水,该海水供水装置位置高于初级集热/冷凝一体化换热器和各次级集热/冷凝一体化换热器,所述初级集热/冷凝一体化换热器与各次级集热/冷凝一体化换热器依次串联连接以实现海水的蒸发和回热,所述海水冷却蒸发池连接最后的次级集热/冷凝一体化换热器且将输入的蒸汽冷凝为淡水,所述淡水箱连接海水冷却蒸发池以收集淡水;所述的海水供水装置包括海水泵和若干海水箱,所述海水泵分别通过阀门连接各海水箱和海水冷却蒸发池,各海水箱分别连接初级集热/冷凝一体化换热器的下部和各次级集热/冷凝一体化换热器的下部;所述的初级集热/冷凝一体化换热器包括真空玻璃管、弹性不锈钢薄壁管、橡皮塞、丝网型气液分离器、海水进水管、蒸汽出气管、限压阀、CPC板和保温泡沫塑料,其中,真空玻璃管开口向下放置,弹性不锈钢薄壁管紧贴于真空玻璃管的内壁,橡皮塞堵塞于真空玻璃管下端的开口,并使真空玻璃管形成封闭的内腔,丝网型气液分离器设置于真空玻璃管内的上部,将真空玻璃管的内腔分隔为容纳蒸汽的上腔和容纳海水的下腔,海水进水管穿过橡皮塞连通真空玻璃管的下腔且其进口端连接所述海水箱,蒸汽出气管穿过橡皮塞连通真空玻璃管的上腔且其出口端接有所述限压阀,CPC板设置于真空玻璃管外围,保温泡沫塑料包裹于橡皮塞的周围。
2.根据权利要求1所述的小型高温多级回热式的真空玻璃管太阳能海水淡化装置,其特征在于:所述的海水箱的内壁使用保温工程塑料制成,其上部设置有溢流管,该溢流管的出口处接有限压阀,其下部设置有浓海水排出管。
3.根据权利要求1所述的小型高温多级回热式的真空玻璃管太阳能海水淡化装置,其特征在于:所述的次级集热/冷凝一体化换热器包括至少一个全玻璃真空集热管单元,该全玻璃真空集热管单元包括 真空玻璃管、弹性不锈钢薄壁管、橡皮塞、丝网型气液分离器、海水进水管、蒸汽出气管、限压阀、U型不锈钢换热管、CPC板和保温泡沫塑料,其中,真空玻璃管开口向下放置,弹性不锈钢薄壁管紧贴于真空玻璃管的内壁,橡皮塞堵塞于真空玻璃管下端的开口,并使真空玻璃管形成封闭的内腔,丝网型气液分离器设置于真空玻璃管内的上部,将真空玻璃管的内腔分隔为容纳蒸汽的上腔和容纳海水的下腔,海水进水管穿过橡皮塞连通真空玻璃管的下腔且其进口端连接所述海水箱,蒸汽出气管穿过橡皮塞连通真空玻璃管的上腔且其出口端接有所述限压阀,U型不锈钢换热管设于真空玻璃管内,其进口端和出口端均穿过橡皮塞,CPC板设置于真空玻璃管外围,保温泡沫塑料包裹于橡皮塞的周围;同一次级集热/冷凝一体化换热器的各全玻璃真空集热管单元的U型不锈钢换热管首尾串联连接,各海水进水管的进口端共同连接所述海水箱,各蒸汽出气管的出口端共同连接限压阀。
4.根据权利要求3所述的小型高温多级回热式的真空玻璃管太阳能海水淡化装置,其特征在于:所述的U型不锈钢换热管、蒸汽出气管和海水进水管均采用双相不锈钢材料制成。
5.根据权利要求3所述的小型高温多级回热式的真空玻璃管太阳能海水淡化装置,其特征在于:与初级集热/冷凝一体化换热器连接的次级集热/冷凝一体化换热器的首个全玻璃真空集热管单元U型不锈钢换热管的进口端与初级集热/冷凝一体化换热器的蒸汽出气管的出口端相连接;与所述海水冷却蒸发池连接的最后次级集热/冷凝一体化换热器的末尾全玻璃真空集热管单元的U型不锈钢换热管的出口端和蒸汽出气管的出口端一起通过单向阀与该海水冷却蒸发池连接,此外的次级集热/冷凝一体化换热器的末尾全玻璃真空集热管单元的U型不锈钢换热管的出口端和蒸汽出气管的出口端一起通过单向阀与后一次级集热/冷凝一体化换热器的首个全玻璃真空集热管单元U型不锈钢换热管的进口端连接。
6.根据权利要求5所述的小型高温多级回热式的真空玻璃管太阳能海水淡化装置,其特征在于:所述的海水冷却蒸发池包括盛放海水的蒸发池和由该盛放海水的蒸发池中穿过的冷却管,该盛放海水的蒸发池通过阀门连接所述海水泵,该冷却管的进口端连接最后次级集热/冷凝一体化换热器,·其出口端连接所述淡水箱。
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