CN1556044A - 海水淡化及管道调水 - Google Patents

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CN1556044A CNA2003101254276A CN200310125427A CN1556044A CN 1556044 A CN1556044 A CN 1556044A CN A2003101254276 A CNA2003101254276 A CN A2003101254276A CN 200310125427 A CN200310125427 A CN 200310125427A CN 1556044 A CN1556044 A CN 1556044A
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Abstract

本发明属于海水淡化、管道调水及其装置,公知技术能耗大、成本高、效率低,本发明采用自然的海冰作为淡水来源,或利用自然的低温使海水结冰淡化。管道调水利用连通管、虹吸管远程调水,采用薄壁可变形管道,降低管道成本。

Description

海水淡化及管道调水
一、技术领域
:本发明属于海水淡化及调水方法及其设施。
二、技术背景:这个地球海水多而淡水少,世界各地许多地方缺淡水,今年是国际淡水年,发明人为此公开本发明,旨在为人类提供更多更好更价廉的淡水。公知海水淡化方法及装置比较复杂,成本高,没充分利用自然低温,使地球上的冷能大量浪费。有的需消耗地球资源、不够环保。公知的调水方法及装置:一是明渠占用土地,二是明渠渗水浪费水,三是明渠不易维护,四是易污染水质,五是成本高。
三、发明内容
:本发明的目的是提供更先进、更环保、成本更低的海水淡化方法、调水方法及其装置。本文还将结合相关内容进一步说明技术背景、发明目的及效果。
1、一种海水淡化方法,其特征是将海上的冰采集到水库里,然后待冰自然化解成淡水或人工化解成淡水;所述的海包括咸水湖;所述的冰指天冷时海面上结的冰;所述的采集指打捞;所述的水库包括陆上水库、地下水库、海上水库;所述的地下水库指陆地下容水的空间;所述的海上水库除了公知技术外,还包括用塑料、金属、水泥所制成的海上存水装置,如用塑料膜围在海中的水库;所述的自然化解指天气温度升高后的化解;所述的人工化解指人为升温解冻的化解;或,一种海水淡化方法,其特征是将海水提升到陆上,利用自然天气的低温,使其结冰淡化;所述的提升包括一年中任何时间的提升,包括用连通管或管道或渠道引海水到海岸线以外的区域;所述的海水包括深海海水;所述的陆上包括高于海平面的地区和海岸线以外低于海平面的地区;或,一种海水淡化方法,其特征是将海水提升到空中,利用空中的低温,使其结晶淡化;所述的空中,指地面以上的空间;所述的低温,指能使海水结晶的温度;所述的结晶,指海水受冻后变成晶体状,如雪、冰;或,一种海水淡化方法,其特征是将海水提升到空中,使其雾化、散开,充分吸收空中的低温后结晶淡化;所述的雾化包括将海水加工成小水珠;或,一种海水淡化方法,其特征是先利用自然低温,使海水温度降低,然后再利用人工低温,使海水温度继续降低,直至结晶;所述的自然低温,包括空中的低温、冬天的低温;所述的人工低温包括制冷机的低温;或,一种海水淡化方法,其特征是用冷导体或采冷装置将自然中的冷能采集到海水淡化装置或海水池里,使海水结晶淡化;所述的冷导体指传递温度的导体或物质;所述的采冷装置指采集空中冷能的装置;所述的自然指自然界,包括空中、他地;所述的冷能指能使温度变低的能量;所述的海水淡化装置包括本发明的自然冷却结晶装置及公知的海水淡化装置;所述的海水池指贮存海水的地方;或,一种海水淡化方法,其特征是用管道将深海海水提升上来,然后将其淡化;所述的深海,指海面以下,海底以上,包括万米以下;或,一种海水淡化方法,其特征是将海水煮沸、产生蒸汽,将蒸汽通入冷却管或冷凝器,冷却管或冷凝器位于海中冷水区,或位于空中冷气区,利用自然温度冷却成液体;或,其特征是以用水地为出发点,就近采冰淡化;所述的就近,包括1 000公里;或,一种海水淡化方法,其特征是将海上的浮冰集中到海上水库,抽干海上水库里的海水,只留冰在海上水库里,待其化解成为淡水。
2、一种海水淡化装置,其特征是海水管道和提升设备相接,还有利用自然温度使海水结晶淡化的喷水装置或/和水池;所述的海水管道指输送海水的管道,所述的提升设备包括水泵;所述的喷水装置指出水口,或者是将海水加工成小水珠的装置;所述的水池指海水池或淡水池;或,其特征是将海水提到空中,使其结晶后落下,在落下地有积雪池,积雪池底部有引流装置,将不能结晶的海水引走,使之与已结晶的冰或雪分离;所述积雪池可由水池代替,可由泥土、水泥混凝土、金属、塑料制成凹窝状;所述引流装置包括呈斜面的池底、引流渠或管道、水泵;或,一种海水淡化装置,包括冷却管或冷凝器,其特征是将冷却管或冷凝器置于海中冷水区或空中冷气区,利用自然温度冷却。
3、一种海上水库,其特征是用金属、塑料、水泥混凝土等制成容器,浮于海水之上或海水之中或沉在海底;所述的塑料包括塑料膜;所述的容器包括有四周围壁的不透水容器;或,一种海上水库,其特征是在海岸边,将海岸的一部分地区围起来,与大海隔断,形成水库;所述的围,包括筑堤坝;所述的堤坝,可以有人工控制的海水进出口。
4、一种调水方法,其特征是运用连通器原理,利用自然位势高度,用管道将自然位势高的自然水源的水送到位势低的远处;所述的自然水源,指非人工制造的天然水源;如河流、水库、湖泊;在所述的管道的入水口,有位势高的自然水源;在所述管道的出水口,其自然位势高度低于或平于所述水源的位势高度;所述的入水口,指管道进水的一端;所述的位势指海拔高度;所述的水源,指水的来源,包括水库、河流、湖泊;所述的出水口,指管道的终端,水从这里流出管道;所述的自然位势指非人力所致的地理位置的海拔高度;所述的平于指与之相平、海拔高度相等;所述的调水指输送水,包括南水北调;所述的远处指60公里以上;或,一种调水方法,其特征是将管道沿海岸线布设,利用连通器原理,将水远距离输送;所述的海岸线包括海拔高13米以内的区域;所述的海岸线包括海岸线附近的水域和陆地;所述的附近指50公里以内;所述的远距离指100公里以上;或,一种调水方法,其特征是在位势高的自然水源与位势低的用户之间,用管道连通;所述的用户包括用水终端,即出水口,出水口包括水库、蓄水池和多级提水站;所述的调水指非自来水系统的,距离在30公里以上的远距离输水;或一种调水方法,其特征是用管道调水;所述的调水指远程送水;所述的远程指10公里以上;所述的调水,指非自来水供水系统的送水;所述的调水,指将位势高的水送到位势低的地方;所述的位势指自然位势,即非人为的海拔高度;所述的位势高的水,包括水库、河流、湖泊;或,一种远程调水方法,其特征是用管道送水;所述的远程指100公里以上,所述的调水,指自来水、油田供水以外的丰水区向缺水区送水;所述的送水,包括人工提水、压水;或,一种调水方法,其特征是用虹吸管或连通管将水源的水引到目的地;所述的水源,包括河流、水库、湖泊;所述的目的地,包括提水站、水池、水库;所述的管道包括软管;所述的虹吸管、连通管指利用虹吸原理、连通器原理的管道。
5、一种调水装置,其特征是在位势高的自然水源与位势低的用户之间,有管道连通;所述的管道包括阀门;所述的用户,包括送水终端,即出水口;或,一种调水装置,其特征是在自然水源与目的地之间,有管道连通;所述的管道包括虹吸管、连通管、软管。
6、一种自来水供水方法,其特征是在自然位势高的自然水源与用户之间,用管道连通;所述的自来水指城镇居民的饮、用水;在位势高的水源处,可以有水处理装置,使水达到饮用标准;也可以在城镇的高处有水处理装置,该水处理装置与水源之间有管道连通,其海拔高度低于水源的海拔高度;或,一种自来水供水装置,其特征是在自然位势高的自然水源与用户之间,有管道连通。
7、一种管道的用途,其特征是用作自然位势高的自然水源向位势低的用户之间的送水;所述的自然水源包括水库、河流、湖泊;或,一种虹吸管、连通管的用途,其特征是用作自然位势高的自然水源向位势低的用户之间的送水;所述的自然水源包括水库、河流、湖泊。
8、一种可变形薄壁管道,其特征是用1毫米以下的薄料制成,所述的薄料包括塑料膜、油布、油纸、金属薄板、合成膜;所述的薄壁管道有小于其截面面积的外壳,所述的外壳包括硬质管道、厚壁不变形管道、可开合的半圆管道、土壤管道,所述的土壤管道指以土壤为管壁的管道;所述的小于其截面面积指薄壁管道的截面面积大于外壳的截面面积,使薄壁管道所受到的内部压力传到外壳上,而薄壁管道不承受或少承受来自管道内部的径向压力,径向压力即管道的横向压力;所述薄壁管道与外壳之间可有垫层;
或,所述的薄壁管道带有伸缩缝,或具有弹性,所述的伸缩缝包括管壁部分重叠,管壁的弹性指管壁材料自身所具有的弹性;所述可变形指薄壁管道的截面面积、形状可改变,外壳的截面面积也可改变。
9、一种提水站取水方法,其特征是将水源的水用管道自然引流到提水站的水池里,然后再提水;所述的提水站包括自来水厂的提水站、调水工程的提水站,所述的取水指向水源取水,所述的水源包括河流、水库、湖泊,所述的管道包括虹吸管、连通管、软管,所述的自然引流指管道内水的位势差引起的流动;所述的水池包括渠道、抽水机的进水口;或,一种提水站取水装置,其特征是在水源与提水站的水池之间,有虹吸管或连通管。
10、一种管道,其特征是至少有一根钢缆顺向管道铺设,增强管道的抗拉能力;所述的管道包括塑料管、金属管、水泥管;所述的钢缆也可以是钢筋、钢管或绳索;所述的顺向指沿着管道的延伸方向;所述的铺设包括与管道连接;所述的连接包括用绳索捆绑。
本发明比公知技术,一是充分利用自然冷能、成本低、不破坏环境。二是深海海水水质好。三是管道调水不占土地、易维护、成本低、节省水资源、水质污染少。
四、下面结合附图及实施例进一步说明本发明图1是海上水库示意图;    图2是海中冷却管;图3是调水管道示意图;    图4是取水管示意图;图5是连通管示意图;      图6是薄壁管道截面图;图7是钢绳与管道连接示意图。
图1,大海1中有塑料薄膜3围成的海上水库2,用来盛装淡水,浮在水面上。本发明对词语、概念的解释全文通用。
图2,大海1中有冷却管4,热蒸气进入冷却管4,与海水中的冷量交换能量,冷却成淡水。
图3,河流7的入海口有海岸线6,远离河流的城市5与河流7之间有管道8沿海岸线布设,将河流7的淡水送到城市5。由于连通器原理、虹吸原理,城市5将从管道8中得到与河流7同一海拔高度的水。或者反过来,在城市5采集海冰,化解成水后用管道8沿海岸线6送到需要淡的地方。或,建立大范围的管道网,象电力网一样,丰水区向管道网供水,缺水区从管道网取水,管道网带有计量装置,根据供水、取水的量收费。比如在上海—天津之间就可建立这样的海岸线管道网,两地及沿途互济余缺。
图4,水池11与河流7之间有管道9,管道9可利用虹吸原理,将河流7的水吸引到水池11里,供提水管10吸取。只要水池的水面低于河流,就会有源源不断的水从管道里由河流流到水池里。只要管道9的最高处不超过真空大气压力的极限——13米左右,水管里的水就能流过去。许多自来水厂从河里用明渠取水,明渠易淤积、维修费用高,用虹吸管即可解决。武汉水厂即有这类例子。
图5,水源12的水从管道13流到管道终端19处,管道终端19处的水位高度与水源12同一高度,虚线表示同一高度。所述管道的长度可在100公里以上。比如三峡水库到上海之间,用长达几百公里的水管连通,在上海可得到与三峡水库同一平面高度的水。至少,在低于三峡水库水平面的地方,会有水流出,可为管道沿途这些地方自流供水。管道也可沿河流呈“非”字形布设,即从上游到下游,在所有海拔高度达到引水条件的河段;从河流两岸向缺水区引水,这样可更大量地利用自然水源或自然地势。还可将不同河流、水域的引水管道连通,构成“大管道网”,互济余缺。所述的管道可以有断续,断续指管道中止,让水流出来,然后又用管道将流出来的水接着继续送走。这样可以多次利用大气压力,将水压上真空高度。
图6,薄壁管道15的截面显示有重叠的伸缩缝16,还有外壳14,箭头表示管内的径向压力。当压力过大时,薄壁管道会张开伸缩缝,把压力传给外壳,外壳也可伸缩,抵消压力。或,薄壁管道自身具有弹性,能在压力增大时将压力传给外壳,而自身不会被压破。
图7,管道18带有钢缆17,当管道受到纵向拉力时,钢缆就会克服这种拉力。当然,管道自身也得具有一定的弹性,能随钢绳一起变动。比如管道位于河流中,受到水流的横向冲击,产生对管道的纵向拉力,这时,钢绳就可克服这种拉力,使管道固定。钢绳也可是钢筋、钢管、绳索。

Claims (10)

1.一种海水淡化方法,其特征是将海上的冰采集到水库里,然后待冰自然化解成淡水或人工化解成淡水;所述的海包括咸水湖;所述的冰指天冷时海面上结的冰;所述的采集指打捞;所述的水库包括陆上水库、地下水库、海上水库;所述的地下水库指陆地下容水的空间;所述的海上水库除了公知技术外,还包括用塑料、金属、水泥所制成的海上存水装置,如用塑料膜围在海中的水库;所述的自然化解指天气温度升高后的化解;所述的人工化解指人为升温解冻的化解;或,一种海水淡化方法,其特征是将海水提升到陆上,利用自然天气的低温,使其结冰淡化;所述的提升包括一年中任何时间的提升,包括用连通管或管道或渠道引海水到海岸线以外的区域;所述的海水包括深海海水;所述的陆上包括高于海平面的地区和海岸线以外低于海平面的地区;或,一种海水淡化方法,其特征是将海水提升到空中,利用空中的低温,使其结晶淡化;所述的空中,指地面以上的空间;所述的低温,指能使海水结晶的温度;所述的结晶,指海水受冻后变成晶体状,如雪、冰;或,一种海水淡化方法,其特征是将海水提升到空中,使其雾化、散开,充分吸收空中的低温后结晶淡化;所述的雾化包括将海水加工成小水珠;或,一种海水淡化方法,其特征是先利用自然低温,使海水温度降低,然后再利用人工低温,使海水温度继续降低,直至结晶;所述的自然低温,包括空中的低温、冬天的低温;所述的人工低温包括制冷机的低温;或,一种海水淡化方法,其特征是用冷导体或采冷装置将自然中的冷能采集到海水淡化装置或海水池里,使海水结晶淡化;所述的冷导体指传递温度的导体或物质;所述的采冷装置指采集空中冷能的装置;所述的自然指自然界,包括空中、他地;所述的冷能指能使温度变低的能量;所述的海水淡化装置包括本发明的自然冷却结晶装置及公知的海水淡化装置;所述的海水池指贮存海水的地方;或,一种海水淡化方法,其特征是用管道将深海海水提升上来,然后将其淡化;所述的深海,指海面以下,海底以上,包括万米以下;或,一种海水淡化方法,其特征是将海水煮沸、产生蒸汽,将蒸汽通入冷却管或冷凝器,冷却管或冷凝器位于海中冷水区,或位于空中冷气区,利用自然温度冷却成液体;或,其特征是以用水地为出发点,就近采冰淡化;所述的就近,包括1000公里;或,一种海水淡化方法,其特征是将海上的浮冰集中到海上水库,抽干海上水库里的海水,只留冰在海上水库里,待其化解成为淡水。
2.一种海水淡化装置,其特征是海水管道和提升设备相接,还有利用自然温度使海水结晶淡化的喷水装置或/和水池;所述的海水管道指输送海水的管道,所述的提升设备包括水泵;所述的喷水装置指出水口,或者是将海水加工成小水珠的装置;所述的水池指海水池或淡水池;或,其特征是将海水提到空中,使其结晶后落下,在落下地有积雪池,积雪池底部有引流装置,将不能结晶的海水引走,使之与已结晶的冰或雪分离;所述积雪池可由水池代替,可由泥土、水泥混凝土、金属、塑料制成凹窝状;所述引流装置包括呈斜面的池底、引流渠或管道、水泵;或,一种海水淡化装置,包括冷却管或冷凝器,其特征是将冷却管或冷凝器置于海中冷水区或空中冷气区,利用自然温度冷却。
3.一种海上水库,其特征是用金属、塑料、水泥混凝土等制成容器,浮于海水之上或海水之中或沉在海底;所述的塑料包括塑料膜;所述的容器包括有四周围壁的不透水容器;或,一种海上水库,其特征是在海岸边,将海岸的一部分地区围起来,与大海隔断,形成水库;所述的围,包括筑堤坝;所述的堤坝,可以有人工控制的海水进出口。
4.一种调水方法,其特征是运用连通器原理,利用自然位势高度,用管道将自然位势高的自然水源的水送到位势低的远处;所述的自然水源,指非人工制造的天然水源;如河流、水库、湖泊;在所述的管道的入水口,有位势高的自然水源;在所述管道的出水口,其自然位势高度低于或平于所述水源的位势高度;所述的入水口,指管道进水的一端;所述的位势指海拔高度;所述的水源,指水的来源,包括水库、河流、湖泊;所述的出水口,指管道的终端,水从这里流出管道;所述的自然位势指非人力所致的地理位置的海拔高度;所述的平于指与之相平、海拔高度相等;所述的调水指输送水,包括南水北调;所述的远处指60公里以上;或,一种调水方法,其特征是将管道沿海岸线布设,利用连通器原理,将水远距离输送;所述的海岸线包括海拔高13米以内的区域;所述的海岸线包括海岸线附近的水域和陆地;所述的附近指50公里以内;所述的远距离指100公里以上;或,一种调水方法,其特征是在位势高的自然水源与位势低的用户之间,用管道连通;所述的用户包括用水终端,即出水口,出水口包括水库、蓄水池和多级提水站;所述的调水指非自来水系统的,距离在30公里以上的远距离输水;或一种调水方法,其特征是用管道调水;所述的调水指远程送水;所述的远程指10公里以上;所述的调水,指非自来水供水系统的送水;所述的调水,指将位势高的水送到位势低的地方;所述的位势指自然位势,即非人为的海拔高度;所述的位势高的水,包括水库、河流、湖泊;或,一种远程调水方法,其特征是用管道送水;所述的远程指100公里以上,所述的调水,指自来水、油田供水以外的丰水区向缺水区送水;所述的送水,包括人工提水、压水;或,一种调水方法,其特征是用虹吸管或连通管将水源的水引到目的地;所述的水源,包括河流、水库、湖泊;所述的目的地,包括提水站、水池、水库;所述的管道包括软管;所述的虹吸管、连通管指利用虹吸原理、连通器原理的管道。
5.一种调水装置,其特征是在位势高的自然水源与位势低的用户之间,有管道连通;所述的管道包括阀门;所述的用户,包括送水终端,即出水口;或,一种调水装置,其特征是在自然水源与目的地之间,有管道连通;所述的管道包括虹吸管、连通管、软管。
6.一种自来水供水方法,其特征是在自然位势高的自然水源与用户之间,用管道连通;所述的自来水指城镇居民的饮、用水;在位势高的水源处,可以有水处理装置,使水达到饮用标准;也可以在城镇的高处有水处理装置,该水处理装置与水源之间有管道连通,其海拔高度低于水源的海拔高度;或,一种自来水供水装置,其特征是在自然位势高的自然水源与用户之间,有管道连通。
7.一种管道的用途,其特征是用作自然位势高的自然水源向位势低的用户之间的送水;所述的自然水源包括水库、河流、湖泊;或,一种虹吸管、连通管的用途,其特征是用作自然位势高的自然水源向位势低的用户之间的送水;所述的自然水源包括水库、河流、湖泊。
8.一种可变形薄壁管道,其特征是用1毫米以下的薄料制成,所述的薄料包括塑料膜、油布、油纸、金属薄板、合成膜;所述的薄壁管道有小于其截面面积的外壳,所述的外壳包括硬质管道、厚壁不变形管道、可开合的半圆管道、土壤管道,所述的土壤管道指以土壤为管壁的管道;所述的小于其截面面积指薄壁管道的截面面积大于外壳的截面面积,使薄壁管道所受到的内部压力传到外壳上,而薄壁管道不承受或少承受来自管道内部的径向压力,径向压力即管道的横向压力;所述薄壁管道与外壳之间可有垫层;或,所述的薄壁管道带有伸缩缝,或具有弹性,所述的伸缩缝包括管壁部分重叠,管壁的弹性指管壁材料自身所具有的弹性;所述可变形指薄壁管道的截面面积、形状可改变,外壳的截面面积也可改变。
9.一种提水站取水方法,其特征是将水源的水用管道自然引流到提水站的水池里,然后再提水;所述的提水站包括自来水厂的提水站、调水工程的提水站,所述的取水指向水源取水,所述的水源包括河流、水库、湖泊,所述的管道包括虹吸管、连通管、软管,所述的自然引流指管道内水的位势差引起的流动;所述的水池包括渠道、抽水机的进水口;或,一种提水站取水装置,其特征是在水源与提水站的水池之间,有虹吸管或连通管。
10.一种管道,其特征是至少有一根钢缆顺向管道铺设,增强管道的抗拉能力;所述的管道包括塑料管、金属管、水泥管;所述的钢缆也可以是钢筋、钢管或绳索;所述的顺向指沿着管道的延伸方向;所述的铺设包括与管道连接;所述的连接包括用绳索捆绑。
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