專利名稱:潮汐能海水淡化處理、發電系統及能源綜合利用系統的制作方法
技術領域:
本發明涉及利用潮汐能的系統,尤其涉及利用潮汐能進行海水淡化、發電的系 統,還涉及綜合利用潮汐能、風力、太陽能的系統。
背景技術:
潮汐能是一種清潔、不污染環境、不影響生態平衡的可再生能源。潮水每日漲 落,周而復始,取之不盡,用之不竭。
潮汐能是指海水潮漲和潮落形成的水的勢能。它是一種相對穩定的可靠能源, 很少受氣候、水文等自然因素的影響,全年總發電量穩定,不存在豐、枯水年和豐、枯 水期影響,不需淹沒大量農田構成水庫,不存在人口遷移、淹沒農田等復雜問題。
目前,最常見的、已有成功應用的潮汐發電是利用海水的勢能和動能,通過水 輪發電機轉化為電能。但由于潮汐電站通常需建在港灣海口,水深壩長,施工、地基 處理及防淤等問題較困難。土建和機電投資大,造價較高。同時,為實現全日連續發 電,必須采用雙水庫的潮汐電站,造成工程量和投資的成倍增長,影響了潮汐發電站的 發展,影響了潮汐能的利用。同時,并非所有的海面均適合筑壩圍海發電,因此,潮汐 資源的利用受到很大的限制。
潮汐能量利用的另一種方式是利用“密閉空浮筒”的浮力和“充水浮筒”的 重力,在漲潮和退潮過程中,浮筒產生相當于潮差高度的垂直運動,將浮筒的垂直運動 傳遞出來發電,實現潮汐浮力發電。
綜觀采用該原理的各種發明和設計,基本有三種方式
(1)浮筒直接驅動氣缸活塞把空氣壓入壓力罐,從而將潮汐能量轉變為壓縮空氣 儲存起來發電。由于大行程、大直徑氣缸受現有制造技術和制造成本的限制,該設計尚 未見產業化應用(潮汐差為2 15米不等,通常為4 5米,而氣缸行程大于2米、缸 徑大于0.4米的制造就非常困難,且價格高昂,不能適應產業化應用);
(2)浮筒直接驅動液壓缸活塞把海水壓至高位水庫,從而將潮汐能量轉變為高 位水的勢能儲存起來發電。由于大行程、大直徑液壓缸受現有制造技術和制造成本的限 制,且須進行高位水庫施工,該設計也未見產業化應用。
(3)浮筒驅動齒條、齒輪等機械機構運動,將潮汐能量實時轉變為傳動主軸的扭 力,驅動增速箱發電。由于大行程機械結構受現有制造技術和制造成本的限制,且該方 案未設計能量儲存機制,故該設計也未見產業化應用。發明內容
本發明的目的在于克服已有技術的問題,突破潮汐能的應用限制。
為克服前述技術問題,本發明的總構思是,首先利用潮汐能動力裝置作用原動 機進行海水淡化處理,然后將海水淡化處理和利用潮汐能發電結合起來,并且再將風 力、太陽能結合起來構成一個三維能源綜合利用系統,進一步地,本發明還進一步改進了潮汐能動力裝置,以實現潮汐能的產業化應用。
根據前述構思,本發明提供一種潮汐能海水淡化處理系統,其特點是,包括潮 汐能動力裝置,海水蒸發塔和蒸汽冷凝塔,海水蒸發塔配置有真空泵,真空泵與潮汐能 動力裝置的動力輸出軸相連接,從而潮汐能動力裝置可驅動真空泵工作,真空泵與海水 蒸發塔通過管道相接,真空泵的輸出端與蒸汽冷凝塔通過管道相接,蒸汽冷凝塔與淡水 接收處通過管道相接。
本發明的潮汐能海水淡化處理系統,其中潮汐能動力裝置驅動真空泵對海水蒸 發塔抽取空氣,從而在海水蒸發塔中形成負壓,海水蒸發塔在負壓環境下會迅速蒸發, 真空泵進一步抽取蒸發后的水蒸氣然后輸出到蒸汽冷凝塔中,水蒸氣在蒸汽冷凝塔中被 凝結成淡水,蒸汽冷凝塔內的淡水由淡水接收處接收,淡水成為本發明所生產的主產品 之一,而海水蒸發塔內的海水的水分被大量蒸發后成為高濃度的鹽水,利用海水蒸發塔 排出的鹽水可制取食用鹽,因此本發明還可同時獲取其副產品食用鹽。
所述的潮汐能海水淡化處理系統,其進一步的特點是,海水蒸發塔還配置有加 熱裝置,該加熱裝置對進入海水蒸發塔的海水進行預先加熱。
由于有加熱裝置對海水加熱,海水在負壓環境下更迅速地蒸發。
所述的潮汐能海水淡化處理系統,其進一步的特點是,該潮汐能動力裝置包括 至少一個系統單元,該系統單元包括儲能組件,還包括浮體,具有空腔,在浮體的底 部的受控的進排水閥門和設置在浮體的上部的受控的進排氣閥門;倍率提升系統,包括 連接浮體的浮體托架、上拉件、上拉件離合器、傳動撓性件、滑輪、傳動主軸、下拉件 以及下拉件離合器,傳動撓性件繞過滑輪并將上拉件和下拉件分別懸置于滑輪的兩側, 浮體托架的兩側分別安裝了上拉件離合器、下拉件離合器,浮體托架借助于上拉件離合 器與上拉件可分離地連接,并借助于下拉件離合器與下拉件可分離地連接,上拉件連接 懸置的儲能組件;以及所述動力輸出軸,與儲能組件相關聯,由下降的儲能組件驅動。
本發明的海水淡化處理系統可借助于控制系統,例如電磁控制系統控制各個離 合器與其對應的拉件的嚙合,在漲潮階段,關閉浮體的各個閥門,使其稱為密閉的空浮 體,控制上拉件離合器和上拉件嚙合,而釋放下拉件離合器與下拉件,該潮汐能動力裝 置的儲能組件會隨著潮水的升高,與浮體一起上升,上升至大致潮差高度,在平潮或滿 朝階段,打開浮體的各個閥門,潮水迅速對浮體進行充水,在退潮階段,關閉浮體的各 個閥門,使浮體稱為密閉的充水浮體,并控制上拉件離合器和上拉件分開,下拉件離合 器和下拉件嚙合,浮體在重力作用下下降,拉動下拉件,下拉件與儲能組件的運動方向 相反,因此儲能組件會再次上升,最終儲能組件會上升至2倍于潮差高度,儲能組件儲 存了勢能,最后利用儲能組件的下降來驅動動力輸出軸,潮汐能得到了充分的利用。
所述的潮汐能海水淡化處理系統,其進一步的特點是,所述滑輪為棘輪,棘輪 的內圈固定在傳動主軸上,棘輪的外圈由傳動撓性件繞過,該傳動撓性件能帶動棘輪的 外圈,所述棘輪的傳動方向順著儲能組件的下降方向,儲能組件在下降過程中能帶動棘 輪轉動。
在儲能組件上升時,棘輪外圈隨著傳動撓性件轉動,棘輪內圈不動作,在儲能 組件下降時,棘輪外圈隨著傳動撓性件轉動,并帶動棘輪內圈轉動,棘輪內圈再帶動傳 動主軸,傳動主軸此時作為傳動主軸可以驅動真空泵開始工作。
所述的潮汐能海水淡化處理系統,其進一步的特點是,該系統單元具有海上平 臺,浮體、倍率提升系統安裝在海上平臺上,上拉件通過牽引撓性件連接儲能組件,該 牽引撓性件延伸至海上平臺以外的位置,并在該位置繞過滑輪后懸吊儲能組件。
將浮體、倍率提升系統安裝在海上平臺上,軟連接儲能組件和倍率提升系統, 僅將牽引撓性件延伸到海上平臺以外的位置,這樣可以將潮汐能的儲能部分和海水淡化 處理部分分離開來設置,因此,本發明的系統所占用的場地能靈活選取,對于海水淡化 處理部分,無需在海下施工、運行和操作,可大大簡化施工難度,并減少投資。
所述的潮汐能海水淡化處理系統,其進一步的特點是,該系統單元具有海上平 臺,浮體、倍率提升系統安裝在海上平臺上,該牽引撓性件延伸至海上平臺以外的位 置,并在該位置繞過棘輪后懸吊儲能組件,并在該位置繞過棘輪后懸吊儲能組件,棘輪 的內圈固定在傳動主軸上,棘輪的外圈由牽引傳動撓性件繞過,該傳動撓性件能帶動棘 輪的外圈,所述棘輪的傳動方向順著儲能組件的下降方向,儲能組件在下降過程中能帶 動棘輪轉動。
將浮體、倍率提升系統安裝在海上平臺上,軟連接儲能組件和倍率提升系統, 僅將牽引撓性件延伸到海上平臺以外的位置,這樣可以將潮汐能的儲能部分和海水淡化 處理部分分離開來設置,因此,本發明的系統所占用的場地能靈活選取,對于海水淡化 處理部分,無需在海下施工、運行和操作,可大大簡化施工難度,并減少投資。
所述的潮汐能海水淡化處理系統,其進一步的特點是,多個系統單元的儲能組 件的牽引撓性件繞過的棘輪設置在同一根傳動主軸上。
所述的潮汐能海水淡化處理系統,其進一步的特點是,該牽引撓性件延伸至海 上平臺以外的陸地位置,在該陸地位置上、儲能組件的下方形成有地坑。
根據前述構思,本發明還提供一種潮汐能海水淡化處理系統,其特點是,包括 潮汐能動力裝置,海水蒸發塔和蒸汽冷凝塔,海水蒸發塔包括上浮筒和固定筒,上浮筒 可相對固定筒上下移動,并且上浮筒和固定筒之間借助密封組件密封,上浮筒和潮汐能 動力裝置的動力輸出件連接,從而潮汐能動力裝置可驅動上浮筒相對固定筒移動,固定 筒的底部用于接收海水,固定筒的上部與蒸汽冷凝塔通過管道相接,蒸汽冷凝塔與淡水 接收處通過管道相接。
上浮筒由潮汐能動力裝置驅動,從而上浮筒與固定筒之間的空間發生變化,若 空間變大時,形成負壓,促使固定筒內的海水在負壓環境下會迅速蒸發,水蒸氣然后輸 出到蒸汽冷凝塔中,水蒸氣在蒸汽冷凝塔中被凝結成淡水,蒸汽冷凝塔內的淡水由淡水 接收處接收,淡水成為本發明所生產的主產品之一,而海水蒸發塔內的海水的水分被大 量蒸發后成為高濃度的鹽水,利用海水蒸發塔排出的鹽水可制取食用鹽,因此本發明還 可同時獲取其副產品食用鹽。
所述的潮汐能海水淡化處理系統,其進一步的特點是,該潮汐能動力裝置包括 至少一個系統單元,該系統單元包括儲能組件,還包括浮體,具有空腔,在浮體的 底部設置有受控的進排水閥門,且在浮體的上部設置有受控的進排氣閥門;倍率提升 系統,包括連接浮體的浮體托架、上拉件、上拉件離合器、傳動撓性件、滑輪、傳動主 軸、下拉件以及下拉件離合器,傳動撓性件繞過滑輪并將上拉件和下拉件分別懸置于滑 輪的兩側,浮體托架的兩側分別安裝了上拉件離合器、下拉件離合器,浮體托架借助于上拉件離合器與上拉件可分離地連接,并借助于下拉件離合器與下拉件可分離地連接; 以及海上平臺,浮體、倍率提升系統安裝在海上平臺上,海水蒸發塔和蒸汽冷凝塔設置 在陸地上,該牽引撓性件延伸至海上平臺以外的陸地位置,并在該陸地位置由滑輪導向 后懸吊所述上浮筒。
所述的潮汐能海水淡化處理系統,其進一步的特點是,該牽引撓性件延伸至海 上平臺以外的陸地位置,并在該陸地位置繞過棘輪后懸吊儲所述上浮筒,棘輪的內圈固 定在傳動主軸上,棘輪的外圈由牽引傳動撓性件繞過,該傳動撓性件能帶動棘輪的外 圈,所述棘輪的傳動方向順著所述上浮筒的下降方向,所述上浮筒在下降過程中能帶動 棘輪轉動。
根據前述構思,本發明還提供一種潮汐能海水淡化處理及發電系統,其特征在 于,包括前述的潮汐能海水淡化處理系統,并且該潮汐能海水淡化處理系統還包括蒸汽 壓力罐以及汽輪機;引入蒸汽到蒸汽冷凝塔的管道先與蒸汽壓力罐相接,以使蒸汽壓力 罐接收儲存蒸汽;汽輪機和蒸汽壓力罐通過管道相接,以接收蒸汽壓力罐輸出的蒸汽, 汽輪機的動力輸出軸連接發電機組,汽輪機再與蒸汽冷凝塔通過管道相接。
根據前述構思,本發明還提供一種潮汐、風力、太陽三維能源綜合利用系統, 其特征在于,包括前述的潮汐能海水淡化處理系統,并且該潮汐能海水淡化處理系統還 包括蒸汽壓力罐以及汽輪機;引入蒸汽到蒸汽冷凝塔的管道先與蒸汽壓力罐相接,以使 蒸汽壓力罐接收儲存蒸汽;汽輪機和蒸汽壓力罐通過管道相接,以接收蒸汽壓力罐輸出 的蒸汽,汽輪機的動力輸出軸連接發電機組,汽輪機再與蒸汽冷凝塔通過管道相接;在 所述海上平臺上安裝了太陽能加熱器以及風力發電機,太陽能加熱器與海水蒸發塔通過 管道相接,用于對進入海水蒸發塔的海水加熱,風力發電機與潮汐能海水淡化處理系統 中的電加熱裝置電連接。
所述的潮汐、風力、太陽三維能源綜合利用系統,其進一步的特點是,在所述 潮汐能海水淡化處理系統中,海水蒸發塔配置有電加熱裝置,或/和蒸汽壓力罐配置有 電加熱裝置。
所述的潮汐、風力、太陽三維能源綜合利用系統,其進一步的特點是,還包括 潮汐能發電系統,潮汐能發電系統包括至少一個系統單元,該系統單元包括儲能組件, 還包括浮體,具有空腔,在浮體的底部設置受控的進排水閥門,在浮體的上部設置受 控的進排氣閥門;倍率提升系統,包括連接浮體的浮體托架、上拉件、上拉件離合器、 傳動撓性件、滑輪、傳動主軸、下拉件以及下拉件離合器,傳動撓性件繞過滑輪并將上 拉件和下拉件分別懸置于滑輪的兩側,浮體托架的兩側分別安裝了上拉件離合器、下拉 件離合器,浮體托架借助于上拉件離合器與上拉件可分離地連接,并借助于下拉件離合 器與下拉件可分離地連接,上拉件連接儲能組件;海上平臺,浮體、倍率提升系統安裝 在海上平臺上,該牽引撓性件延伸至海上平臺以外的位置,并在該位置繞過棘輪后連接 儲能組件,棘輪的內圈固定在傳動主軸上,棘輪的外圈由牽引傳動撓性件繞過,該傳動 撓性件能帶動棘輪的外圈,所述棘輪的傳動方向順著儲能組件的下降方向,儲能組件在 下降過程中能帶動棘輪轉動;以及發電機組,與傳動主軸連接,從而由傳動主軸驅動發 電;其中,所述潮汐能發電系統的至少部分傳動主軸和所述潮汐能海水淡化處理系統的 至少部分傳動主軸共軸。
在海面上搭建的海面平臺作支承潮汐能儲存部件之用,但潮汐能儲存部件對該 平臺表面的面積使用較少,因此,平臺的表面可用作“太陽能采集場”,平臺的上空可 用作“風力采集場”,平臺下方則用作“潮汐能量采集場”,從而形成了 “三維能源 綜合利用立體空間”。不僅降低了潮汐發電系統的投資和運行成本,并解決了風力發 電、太陽能發電占用土地資源和運營成本高的問題,風力發電、太陽能發電與潮汐發電 的聯合運行,可使風能和太陽能的能量輸出方式發生轉變,即不必采用風力電和太陽 電獨立輸出的方式,改變為風力發出的電能無需通過逆變裝置直接用于加熱“海水蒸 發塔”的海水、太陽能則無需轉換為電力,直接通過盤管加熱器將海水加熱后輸入“海 水蒸發塔”,通過提高海水的蒸發速度和產生的蒸汽量,提高潮汐發電系統的透平發電 機組的發電量,三維能量的綜合利用,將大幅度降低系統投資和運營成本,使真正清凈 的可再生自然能源資源綜合利用產業化成為可能,三維能源綜合運行從根本上解決了風 力、太陽能發電必須采用龐大的電池組和逆變器的問題,并且,在發電的同時還產出了 淡水和海鹽。
本發明的前述目的、特征以及技術效果將在后面結合
和具體實施方式
進行詳細的描述。
圖1顯示了本發明的第一實施例一潮汐浮力重力倍率儲能發電系統。
圖2顯示了第一實施例的滿潮空浮筒的狀態。
圖3顯示了第一實施例的滿潮充水狀態。
圖4顯示了第一實施例的退潮排水狀態。
圖5顯示了本發明的第二實施例一潮汐浮力重力倍率儲能海水淡化處理系統。
圖6顯示了本發明的第三實施例一浮動擴散式潮汐浮力海水淡化處理系統一的 低潮狀態。
圖7顯示了第三實施例的漲潮狀態。
圖7a顯示了本發明的第四實施例一潮汐浮力重力倍率儲能發電系統,其浮體處 于低潮空浮筒狀態。
圖7b是第四實施例的浮體滿潮充水狀態。
圖7c是第四實施例的浮體退潮排水狀態。
圖8是本發明的第五實施例一潮汐浮力重力倍率儲能連續發電系統。
圖9a顯示了第五實施例的儲能組件在初始低潮階段的狀態。
圖9b顯示了第五實施例的儲能組件在第一次漲一退潮階段的狀態。
圖9c顯示了第五實施例的儲能組件在第一次漲一低潮階段的狀態。
圖9d顯示了第五實施例的儲能組件在第二次漲一退潮階段的狀態。
圖9e顯示了第五實施例的儲能組件在第二次漲一低潮階段的狀態。
圖9f顯示了第五實施例的儲能組件在第三次漲一退潮階段的狀態。
圖9g顯示了第五實施例的儲能組件在第三次漲一低潮階段的狀態。
圖9h顯示了第五實施例的儲能組件在第四次漲一退潮階段的狀態。
圖10是本發明的第六實施例一儲能組件移出式發電系統一的低潮狀態圖。
圖11是本發明的第六實施例的滿潮狀態圖。
圖12是本發明的第六實施例的退潮狀態圖。
圖13是本發明的第七實施例一儲能組件移出式發電系統一的地坑式工作狀態 圖。
圖14是本發明的第八實施例一集群式浮力重力倍率儲能發電系統的示意圖。
圖15是本發明的第九實施例一潮汐、風力、太陽三維能源綜合利用能場示意 圖。
具體實施方式
同時結合圖1到圖4,本發明的潮汐浮力重力倍率儲能發電方法包括多個步驟, 該步驟將以潮汐周期為周期重復進行,一個潮汐周期包括初始階段、漲潮階段、平潮階 段以及退潮階段,該方法包括
步驟a,在初始階段,如圖1所示,使浮體3成為密閉空浮體;
步驟b,在漲潮階段,同時參照圖1和圖2,將浮體3受浮力上升的勢能轉換為 儲能組件8的重力勢能;
步驟C,如圖3所示,在接近平潮階段或者說滿潮時,對浮體3進行充水,此時 打開上閥門21和下閥門2,潮水從下閥門2進入,浮體空腔中的氣體從上閥門21中排 出,潮水將迅速充滿浮體;
步驟d,繼續參照圖3,在退潮階段時,關閉上閥門21、下閥門2,使浮體3成 為充有水的密閉體,并將浮體3受重力下降的勢能轉換為儲能組件的重力勢能;
步驟e,如圖4所示,將儲能組件的重力勢能轉換為電能;以及
步驟f,當下一個潮汐到來時,重復前述步驟。
對應本發明的方法,圖1至圖4示出了潮汐浮力重力倍率儲能發電系統,圖1到 圖4顯示的是一個系統單元100,整個系統可以由至少這樣一個系統單元構造,該系統單 元100包括浮體3和儲能組件8,對應前述步驟b,還包括將浮體3受浮力上升的勢能轉 換為儲能組件8的重力勢能的初次能量轉換裝置;對應前述步驟c,還包括將充水的浮體 3受重力下降的勢能轉換為儲能組件8的重力勢能的倍率能量轉換裝置;以及對應前述步 驟e,還包括將儲能組件8的重力勢能轉換為電能的發電裝置。前述浮體控制裝置、初次 能量轉換裝置、倍率能量轉換裝置、發電裝置在圖1和圖4以較佳實施例示出,但不限于 此,本領域技術人員根據本發明的精神還可以對系統的各個裝置進行變化或變型。
如圖1所示,浮體3具有空腔1,還具有上閥門(進排氣閥門)21和下閥門(進 排水閥門)2,上閥門21和下閥門2可以但不限于是電磁閥,可通過PLC等邏輯控制單 元來控制各種執行單元開執行上閥門21、下閥門2的開啟、閉合,執行單元例如是機械 傳動機構,或者是液壓傳動單元,或者是氣動傳動單元,在圖中為了便于清楚觀察的目 的,沒有顯示邏輯控制單元、執行機構,上閥門21、下閥門2及其對應的執行機構、邏 輯控制單元構成了本發明的潮汐浮力重力倍率儲能發電系統的浮體控制裝置,該浮體控 制裝置可以在前述方法的步驟a中,關閉上閥門21、下閥門2,在前述方法的步驟c中, 打開上閥門21和下閥門2,而在步驟d中再次關閉閥門21、2,其更為具體的工作原理將 在后面描述。浮體控制裝置邏輯控制單元和執行機構在一些特別的情況下可以是集成在10一起的。前面說明不是要窮舉浮體控制裝置的各種實現方式,本領域技術人員可以根據 本發明的精神在面臨具體的情況時選擇或組合現有技術來構造各種各樣的可以打開、關 閉浮體3的浮體控制裝置。
繼續參照圖1,初次能量轉換裝置包括浮體托架7、上拉件離合器11和上拉件 10。浮體托架7連接浮體3,二者通過樞軸6相接,從而二者可以以樞軸6為中心相對 轉動,這種柔性連接可以應付潮水波動引起的各種浮體擺動。浮體托架7上安裝有上拉 件離合器11和下拉件離合器17,借助于上拉件離合器11與上拉件10可脫離地連接,并 借助于下拉件離合器17與下拉件16可脫離地連接,但是通過后面的工作過程的描述將理 解到,浮體托架7不同時與上拉件10、下拉件16連接。上拉件10的下端通過繩索(牽 引撓性件)9懸吊儲能組件8,上端連接繩索(傳動撓性件)12的右端,繩索9的長度被 示意性地顯示,通過后面的描述將理解到,其實際長度將遠遠大于圖中顯示的長度。上 拉件離合器11與上拉件10,或者下拉件離合器17與下拉件16的嚙合有多種方式,上拉 件10為拉桿,下拉件16也為拉桿,例如在拉桿10、拉桿16上形成棘齒,相應地在離合 器11、17上也形成有配對的棘齒,在后述的一些實施例中,上拉件10稱為上拉棘齒桿或 上拉桿或棘齒拉桿或簡稱拉桿,下拉件16稱為下拉棘齒桿或下拉桿或棘齒拉桿或簡稱拉 桿,相應地,離合器11、17分別稱為上拉棘齒桿離合器11、下拉棘齒桿離合器17或均簡 稱為離合器。
儲能組件8在圖中以方塊顯示,但其形狀不限于此,儲能組件8可以選擇非常低 成本的方式提供,例如選擇箱裝的泥土、河沙、海水等等,儲能組件8可以稱為固態儲 能組件,因為儲能組件8不再像現有技術那樣通過必須要流動的水來儲能,將在后面的 描述中理解到,儲能組件8主要是通過獲得提升高度從而存儲重力勢能,其重量與浮體 的排水量相當,其構成材料取決與整體結構對儲能組件體積的要求(無強度要求),當總 體結構要求儲能組件體積較小時,可用金屬、甚至重金屬材料(鋼鐵、鉛塊、水銀等)。 當總體結構對儲能組件體積無要求時,可采用混凝土、甚至是箱裝的卵石、砂石、泥土 或水等,以降低造價和投資。繩索12或繩索9可以是鋼絲繩或者玻璃纖維或鏈條等任意 的具有較高拉伸強度的材料構成可以撓曲的撓性件。
繼續參照圖1,倍率能量轉換裝置包括浮體托架7、下拉件16和下拉件離合器 17。繩索12由棘輪13、14導向后其左端連接下拉件16的上端,下拉件16的下端可脫 離地連接下拉件離合器17,并且還可脫離地連接定位離合器18,但是并不同時連接離合 器17、18。定位離合器18固定在連接座19上,連接座19安裝在平臺5上,平臺5高 出水平面22。浮體托架7連接浮體3后,可隨浮體3的升降而升降。連接座19具有穿 孔,下拉件16可在該穿孔中無阻礙地上、下移動。
繼續參照圖1,發電裝置包括發電機(圖中沒有顯示)、棘輪13、14。棘輪13、 14包括外圈13以及內圈14,外圈13起著滑輪的作用,由撓性件9繞過,棘輪13、14之 間只能進行單向傳動,在圖中棘輪的單向傳動方向為順時針方向,順著儲能組件8的下 降方向。棘輪內圈14固定安裝在傳動主軸15上,傳動主軸15隨棘輪內圈14同步轉動。
對前述離合器11、17、18以及浮體控制的控制裝置可以集成在一起(后面以集 成在一起的方式進行描述,對它們的控制的裝置都稱為控制裝置),也可以分開設置,本 領域技術人員可以根據需求選擇電控、氣控、液控等任意控制方式的控制裝置。
下面結合圖1-圖4對本發明的潮汐浮力重力倍率儲能發電系統的一個工作周期 進行描述。
圖1顯示的是系統處于潮汐周期的初時階段,此時,浮體3的下閥門2和上閥 門21關閉,空腔1為密閉腔體,浮體3在儲能組件8的重壓下沉于水中,浮體內充滿空 氣,浮體呈“密閉空浮筒”狀態,僅浮體上表面露出水面,儲能組件8的重力通過離合 器11和拉桿10嚙合壓置在浮體托架上,浮力與儲能組件的重力平衡,處于平臺的最低 位置,當處于漲潮階段時,浮體3受到最大的浮力并因此會開始上升,此時浮體托架7 隨之上升,浮體托架7此時通過上拉件離合器11和上拉件10連接在一起,而浮體托架7 與下拉件16脫離,即下拉件離合器17松開,定位離合器18也松開,拉桿10與浮體托 架7連接在一起,因此拉桿10也隨之上升,儲能組件8在拉桿10的帶動下將開始升高, 由此開始儲存重力勢能,下拉件16隨著上拉件10的升高而下降,上拉件10和下柃件 叢丙上拉件10 (?)由于繩索9的連接而能聯動,并且運動方向始終相反,并且此時 儲能組件上升時帶動棘輪外圈13與主軸逆向轉動,此時主軸15、棘輪內圈14不運動。
如圖2所示,浮體3上升到接近最高位置,此時浮體托架7連同上拉件10共同 作用,完成了固態儲能組件8的初次儲能工作,對比圖2和圖1,固態儲能組件8已上升 了一高度,該高度大致等于潮水高度。
如圖3所示,在平潮時候,控制裝置打開浮體3的下閥門2和上閥門21,此時潮 水快速地將空腔1充滿。
隨后潮水將退去,當浮體3被充滿后,控制裝置再次關閉下閥門2和上閥門21, 浮體3因此稱為密閉的充滿潮水的重物,該重物的重量要大于儲能組件8的重量,當潮水 在退去的過程中,浮體3將在重力的作用下下降,此時,再次上拉件離合器17關閉,將 浮體托架7和再次上拉桿16連接在一起,并且上拉件離合器11和定位離合器18松開, 因此,當浮體3下降時,浮體托架7隨之下降,再次上拉桿16也開始下降,同時上拉件 10連同儲能組件8上升。當浮體降至接近低潮海面(距水面0.2米)時,在下拉件離合 器17閉合、抱住拉桿16的同時,安裝在平臺上的離合器18也閉合,抱住拉桿16,使浮 體停留在接近低潮海面的位置,此時儲能組件8的上升高度=潮差-浮體高度。當浮體 高度<<潮差時,上升高度&潮差,則儲能組件上升的總高度^倍潮差,實現了的“倍 率提升”從而實現了倍率儲能。
如圖4所示,當浮體的下閥門距水面0.2米左右時控制離合器17、18的閉合狀 態,使浮體停止下降,控制裝置同時將下閥門2和上閥門21同時打開,浮體3中的海水 自行排除,海水排空后,關閉下閥門2和上閥門21,浮體3又恢復到密閉狀態。同時, 離合器17、11松開,排空密閉的浮體3將在重力的作用下下降沒入海水之中,恢復到初 始位置,準備進入下一周期的潮汐運行。此時定位離合器18閉合,抱住上拉桿16,儲能 組件8保持在最高位置,在等待下一次潮水來臨的過程中(即停潮階段),可以按程序逐 步釋放儲能組件8,以實現連續發電,逐步釋放的方法將在后面描述。釋放儲能組件8即 松開離合器18后,儲能組件8將下降,儲能組件8同時會帶動棘輪外圈13轉動,棘輪外 圈13帶動整個棘輪逆時針轉動,棘輪帶動傳動主軸15開始驅動發電機或發電機組發電, 從而將儲能組件8的重力勢能轉化為電能,這種方式直接將潮汐勢能轉變為主軸的旋轉 力矩,可直接驅動減速器帶動發動機發電,而不必通過水輪機、透平機等動力機械將水能轉換為電能,從而大大提高了能量轉換效率,簡化了設備,降低了系統投資。
根據前述描述,儲能組件8在漲潮和退潮過程中受到密閉的空浮體浮力和充水 浮體重力的雙向作用,在初次能量轉化裝置和倍率能量轉化裝置的作用下被提升到約2 倍于潮差的高度H,儲能組件的重力與浮體排水量相同,從而實現了潮汐落差能量向儲 能組件的轉移和貯存。在此過程中,不僅沒有能量的損耗,并且由于提升高度2倍于潮 差,儲能組件含蘊的勢能2倍于浮體覆蓋的潮汐能(E = mg2:H,m為浮體重量)。
圖5顯示了本發明的第二實施例,第二實施例為潮汐浮力重力倍率儲能海水淡 化處理系統200,海水淡化處理系統200包括第一實施例所述的發電系統100、海水蒸發 塔30和蒸汽冷凝塔31,海水蒸發塔30配置有真空泵32,真空泵32與傳動主軸15相關 聯,即傳動主軸15和真空泵32通過動力傳遞機構相接,從而傳動主軸15可驅動真空泵 32工作,在本實施例中,發電系統100可以僅作為動力系統提供動力,而不起發電功能 (取消發電機組)。海水蒸發塔30在本實施例中為固定體積的筒體,海水蒸發塔30還可 選擇性地配置熱水器33,海水從進水管34中被抽送到熱水器33中,熱水器33中被加熱 的海水再進入到海水蒸發塔30中,海水蒸發塔30的底部為海水,真空泵32與海水蒸發 塔30的上部通過管道3 相接,真空泵32對海水蒸發塔30抽真空后,從而在海水蒸發 塔30中形成負壓,所產生的負壓使海水中的水分迅速從海水中蒸發出來,被真空泵32抽 走,真空泵32還通過管道3 與冷凝塔31相接,冷凝塔31內盛放有冷卻水,冷卻水中 通有盤管35,從真空泵中送出的高壓蒸汽進入到盤管35中被冷卻水冷卻后冷凝,最后冷 凝形成的淡水放入到容器36中。而從海水蒸發塔30中放出的高濃度鹽水進入到容器35 中,容器35中的高濃度鹽水可以用于制鹽。
圖6和圖7顯示了本發明的第三實施例,第三實施例為潮汐浮力重力倍率儲能 海水淡化處理系統300,該實施例的海水淡化處理系統300是在第一實施例的發電系統 的基礎上變化形成的,在第一實施例的基礎上,將儲能組件替換為浮動擴散式海水蒸發 塔40,并且原本連接儲能組件的鋼索9被延長,鋼索9經由滑輪組23導向后延伸到陸地 上,并且原本帶動傳動主軸15的棘輪13、14也被移至陸地上,被移至陸地上的棘輪13、 14,海水蒸發塔40等由陸地上的支架20a支承,在海面平臺5上的支架20支承著支承軸 15a和定滑輪14a。第三實施例與將在后面所述的第六實施例在利用潮汐能量方面有實質 上相同的原理。
海水蒸發塔40包括上浮筒41a和固定筒41b,固定筒41b上部提供有環形的密封 槽42,上浮筒41a的下部插入到密封槽42中,且可在密封槽中上下移動,上浮筒41a插 入到密封槽42后將固定筒41b罩住,在密封槽42中加入液體(例如海水)后,就實現了 海水蒸發塔40的密封,并且由上浮筒41a和固定筒41b限定的密封空間是可以變化的, 上浮筒41a和固定筒41b之間的密封結構除了液封外還可是其他密封結構,借助于上浮筒 41a的向上運動,以擴大蒸發塔40的內部空間,從而產生真空負壓。
固定筒41b的下部借助于管道43a引入海水,在管道43a中設置了電磁閥44a, 在固定筒41b內離底部適當高度支承有凝露水匯集盤49,匯集盤49通過管道43b將淡水 或水氣混合物輸出到冷凝塔,管道43b中設置有電磁閥44b,在固定筒41b的底部還連接 有管道43c,管道4 中設置有電磁閥44c,高濃度的鹽水從固定筒41b的底部流到管道 4 中,并最終流出固定筒41b,在固定筒41b的內壁和凝露水匯集盤49之間還設置有凝露水刮板48,凝露水刮板48將順著筒體內壁的水蒸氣凝結液導入到匯集盤49中,在匯集 盤49的底部設置有淡水導出管43b。海水蒸發塔40最好還配置有熱水器,例如太陽能熱 水器,管道43a中的海水是由熱水器加熱后的海水。
下面描述本實施例的工作過程。
如圖冊所示,漲潮一退潮階段,潮汐對浮體雙向作用,通過鋼索9直接將海水 蒸發塔40上部的上浮筒41a提升2H (H為潮高)高度,使密封的“海水蒸發塔”體積擴 大而產生負壓。提升2H高度后,電磁拉桿離合器18閉合,抱住棘齒拉桿16,使上浮筒 41a保持在最高位置,持續保持蒸餾塔內真空的真空度。打開進水電磁閥44a,海水在負 壓作用下流經太陽能熱水器進入固定筒41b,經預熱后的海水在固定筒41b持續保持的負 壓作用下迅速蒸發,產生大量水蒸氣。
低潮階段,電磁拉桿離合器18打開,釋放棘齒拉桿16,上浮筒41a在重力作用 下下降,固定筒41b內壓力增大,部分水蒸氣將凝結為水順筒壁流下,水然后順著凝露 水刮板48進入凝露水匯集盤49,在上浮筒41a下降的重力作用下,將水氣混合物通過管 道43b送往冷凝塔(在圖6中沒有顯示,可參考圖5來理解),冷凝后即可源源不斷產生 淡水。蒸發塔40中的海水則因水的蒸發而鹽份濃度增大,控制電磁閥44c,可將濃鹽水 排出制成食鹽,新鮮的海水則由海水蒸發塔的負壓作用吸入塔內,如此周而復始,可連 續不斷的在潮汐作用下以海水為原料生產淡水和鹽。
相對于第二實施例,第三實施例利用浮動擴散式海水蒸發塔40節省了真空泵。
如圖6所示,為了降低支架20a的高度,可將蒸發塔40設置在地坑中。
圖7a至圖7c顯示了本發明的第四實施例,第四實施例是在第一實施例的基礎上 增加了壓力罐51和真空罐50。真空灌50和壓力罐51均通過管道連接到浮體3的上閥 門21。連接壓力罐51的管道上設置有電磁閥510,連接真空罐50的管道上設置有電磁 閥500。如圖7a所示,在低潮空浮筒狀態,電磁閥510和電磁閥500均為關閉狀態,浮 體3和壓力罐51、真空罐50不相通。如圖7b所示,當浮體處于滿朝充水階段時,下閥 門2和上閥門21均打開,潮水從下閥門2沖入到浮體3中,同時將浮體3中的空氣排出, 此時電磁閥510打開,排出的空氣進入到壓力罐51中。如圖7c所示,當浮體處于退潮 排水階段時,電磁閥510關閉,電磁閥500打開,浮體內的海水在自重的作用下流出浮體 3,浮體的流出會到浮體3內形成負壓,從而對真空灌50抽真空。第四實施例的好處就 是在發電的同時還形成了副產品,即真空罐50和壓力罐51。
顯然第四實施例中,真空罐50、壓力罐51連接到浮體上閥門21的結構可應用到 前述各個、以及后述各個實施例。
圖8顯示了本發明的潮汐浮力重力倍率儲能發電系統的另一實施例(本發明的第 五實施例),圖8也僅顯示了一個系統單元400,整個系統由至少一個這樣的系統單元400 構造。圖8中,(a)是主視圖,(b)為剖面視圖,(C)為俯視圖。該實施例與圖1所示 實施例的主要不同之處在于為實現全日連續發電,儲能組件區分為多組儲能組件,在圖8 所示的系統單元400中,是以區分為A組、B組以及C組為例進行說明,對于每一儲能 組件的儲能方式與圖1所示的實施例一樣,由浮體托架、多個離合器、上拉桿和下拉桿 配合來完成倍率儲能,但是在釋放儲存能量時有所不同,如圖8所示,各組儲能組件共 用了一個浮體托架7。每組“儲能組件”提升到額定位置后,在定位離合器18的作用下14保持在額定高度,從而脫離潮汐周期的限制,按規定的程序分時釋放儲能組件下落,驅 動發電機組,也即實現了潮汐能的儲存,實現日夜連續發電。
同時結合圖如到圖9h,下面說明圖8所示實施例的工作過程。
1)初始階段(如圖如所示)。
①海面位置海面處于低潮位置。
②浮體3位置及其上、下閥門開啟狀態浮體3在儲能組件8的重壓下沉于水 中,浮體3內充滿空氣,進排水閥門2(下閥門)、進排氣閥門21(上閥門)處于關閉狀 態,浮體3呈“密閉空浮筒”狀態,僅浮體上表面露出水面(可同時參看圖2對此進行 理解)。
③電磁離合器與棘齒拉桿工作狀態
電磁離合器11閉合,抱住棘齒拉桿10 ;
電磁拉桿離合器17、電磁拉桿離合器19打開,棘齒拉桿16被釋放。
④儲能組件8位置各組“儲能組件” A、B、C的重力通過電磁拉桿離合器11 和棘齒拉桿10嚙合壓置在浮體托架7上,浮力與儲能組件的重力平衡,處于平臺的最低 位置,
⑤棘輪13、14工作狀態棘輪13、14未運轉
⑥主軸15工作狀態主軸15未運轉
2)漲潮階段,如圖9b所示
①海面位置海面逐漸上升,從低潮位置逐漸上漲達到滿潮位置;
②浮體位置與上、下閥門開啟狀態浮體在浮力的作用下上升到滿潮位置,浮 體內充滿空氣,進排水閥門2、進排氣閥門21處于關閉狀態;
③電磁離合器與拉桿工作狀態
海面逐漸上升的過程中,電磁離合器11閉合,抱住棘齒拉桿10;
達到滿潮位置后,電磁離合器11打開,釋放棘齒拉桿10,同時電磁拉桿離合器 17閉合,抱住棘齒拉桿16;
電磁拉桿離合器18打開,棘齒拉桿16可在其中滑動。
④儲能組件位置海面逐漸上升的過程中,安裝在浮體托架7上的電磁離合器 11抱住棘齒拉桿10,牽引所有“儲能組件”向上提升,逐漸達到滿潮位置;
⑤棘輪的工作狀態儲能組件8與拉桿16通過鏈條12連接,圍繞在主軸棘輪外 圈13上,儲能組件8上升時帶動棘輪外圈13與主軸15逆向轉動,由于棘輪13、14的單 向傳動作用,棘輪外圈13的轉動不驅動主軸15。
⑥主軸工作狀態主軸15未運轉
3)平潮階段,繼續參照圖9b
①海面位置保持在滿潮位置。
②浮體位置與水、氣閥門開啟狀態浮體3保持在滿潮位置,啟動電磁控制系 統打開進排水閥門3和進排氣閥門21,海水在平潮期間充滿浮體,當浮體3充滿海水后, 啟動電磁控制系統關閉進排水閥門3和進排氣閥門21,浮體3轉變為“充水浮筒”,在 重力作用下下降。
③電磁離合器與拉桿工作狀態
電磁離合器11打開,釋放棘齒拉桿10。
電磁拉桿離合器17閉合,抱住棘齒拉桿16
電磁拉桿離合器18打開,棘齒拉桿16可在其中滑動。
④儲能組件位置所有“儲能組件” A、B、C處于滿潮位置。
⑤棘輪的工作狀態平潮階段棘輪13、14不運動。
⑥主軸工作狀態主軸15未運轉。
4)退潮階段,繼續參照圖9b
①海面位置從滿潮位置下降到低潮位置。
②浮體位置與水、氣閥門開啟狀態浮體3從滿潮位置下降,當進排水閥門距 水面0.2米時控制電磁拉桿離合器17、18的開啟狀態,使浮體3停止下降,啟動電磁控 制系統打開進排水閥門2和進排氣閥門21,使海水按自由落體方式排出浮體3;海水排空 后,關閉進排水閥門2和進排氣閥門21,使浮體3回復到“密閉空浮筒”狀態,控制離 合器11、17和18,使得浮體依靠自重和儲能組件的重量逐漸沒入海水中,恢復到初始階 段的位置。
③電磁離合器與拉桿工作狀態
電磁離合器11打開,釋放棘齒拉桿10。
開始退潮時,電磁拉桿離合器17閉合,抱住棘齒拉桿16,使棘齒拉桿16牽引儲 能組件8隨浮體3下降而上升。
當浮體降至接近低潮海面(距水面0.2米)時,在下拉件離合器17閉合、抱住拉 桿16的同時,安裝在平臺上的離合器18也閉合,抱住拉桿16,使浮體停留在接近低潮海 面的位置。
④儲能組件位置
儲能組件8受棘齒拉桿16和鏈條12的牽引,從滿潮位置繼續上升,上升高度= 落潮差H-浮體高度h(當h<< H時可忽略,可視浮體上升高度為H),則儲能組件8上 升的最大總高度為2倍落潮差,即2H。當儲能組件8達到最高位置后,電磁拉桿離合器 18閉合,抱住棘齒拉桿16,使其停留在最高位置,此時儲能組件8的勢能為E = mg2H, 即儲存了 2倍潮汐能量。
⑤棘輪工作狀態拉桿16下降時,通過鏈條12拉動棘輪外圈13與主軸14作逆 向轉動,不驅動主軸14。
⑥主軸工作狀態主軸15未運轉。
5)第一次停潮階段(即低潮后到下一次漲潮的階段),如圖9c所示。
①海面位置海面再次處于低潮位置0。
②浮體位置與水、氣門開啟狀態浮體3在儲能組件8的重壓下沉于水中,浮體 3內充滿空氣,進排水閥門2、進排氣閥門21處于關閉狀態,浮體3呈“密閉空浮筒”狀 態,僅浮體上表面露出水面。
③電磁離合器與棘齒拉桿工作狀態
為實現全日連續發電,不能讓全部“儲能組件”在停潮階段全部參與釋放能 量,將“儲能組件總成”分成A、B、C三組“儲能組件”,由PLC控制系統按程序打 開各組電磁拉桿離合器18,釋放棘齒拉桿16,則各組“儲能組件”在重力作用下從最高點逐漸下降。鏈條12帶動棘輪外圈13與主軸15同向旋轉,從而驅動主軸15,將轉矩連 續傳遞給減速器和發電機組。各組釋放規律為
A組電磁拉桿離合器11、17、18按程序打開,釋放棘齒拉桿10、16,使A組 各儲能組件分時下降釋放能量;
B組電磁拉桿離合器18閉合,抱住棘齒拉桿16
C組電磁拉桿離合器18閉合,抱住棘齒拉桿16
④儲能組件位置(如圖9c所示)
各組儲能組件運動與釋能程序如下
A組儲能組件在停潮階段各“儲能組件”分時作下降運動,釋放能量。當停 潮階段結束時,A組各“儲能組件”全部從最高位置2H降至最低點,完成能量釋放,驅 動主軸轉動發電;
B組、C組“儲能組件”在停潮階段保持在最高位置,在漲潮一平潮一退潮階 段輪流工作,保證主軸在潮汐所有階段均有儲能組件釋放能量,驅動主軸工作,實現日 夜連續發電。
⑤棘輪工作狀態
A組儲能組件下降時,通過鏈條12帶動棘輪外圈13與主軸15作同向運動,從 而將棘輪外圈13轉矩通過棘輪機構13、14傳遞給內圈14,驅動主軸15旋轉。
B組、C組“儲能組件”仍保持在最高位置,其對應的棘輪不轉動
⑥主軸工作狀態主軸在A組儲能組件的驅動下作順時針旋轉,驅動增速器帶 動發電機運轉發電。
6)第二次漲潮階段,如圖9d所示
①海面位置海面逐漸上升,從低潮位置逐漸上漲達到滿潮位置。
②浮體位置與水、氣閥門開啟狀態浮體在浮力的作用下上升到滿潮位置,浮 體內充滿空氣,進排水閥門2、進排氣閥門21處于關閉狀態。
③電磁離合器與拉桿工作狀態
A組電磁離合器11閉合,抱住棘齒拉桿10 ;
達到滿潮位置后,電磁離合器11打開,釋放棘齒拉桿10,同時電磁拉桿離合器 17閉合,抱住棘齒拉桿16;
B組電磁拉桿離合器18打開,釋放棘齒拉桿16,使B組儲能組件下降;
C組電磁拉桿離合器18閉合,抱住棘齒拉桿16,使C組儲能組件繼續停留在最高位置;
④儲能組件位置
A組安裝在浮體托架7上的電磁離合器11抱住棘齒拉桿10,牽引A組“儲能 組件”向上提升,逐漸達到滿潮位置,開始第二周期的儲能運行;
B組漲潮時開始從最高位置下降,驅動主軸15連續工作;
C組保持在最高位置。
⑤棘輪的工作狀態
A組儲能組件上升,通過鏈條推動棘輪外圈13作與主軸15逆向的轉動,由于 棘輪作用,不影響主軸15的運轉;
B組儲能組件下降,帶動棘輪外圈13與主軸15同向轉動,將力矩傳遞給主軸 15 ;
C組儲能組件靜止,棘輪不轉動。
⑥主軸工作狀態主軸15在B組儲能組件的驅動下作逆時針旋轉,驅動減速器 帶動發電機運轉發電。
7)第二次平潮階段,繼續參照圖9d
①海面位置保持在滿潮位置;
②浮體位置與水、氣閥門開啟狀態浮體3保持在滿潮位置,啟動電磁控制系 統打開進排水閥門2和進排氣閥門21,海水在平潮期間充滿浮體;當浮體充滿海水后, 啟動電磁控制系統關閉進排水閥門2和進排氣閥門21,浮體轉變為“充水浮筒”,在重 力作用下下降;
③電磁離合器與拉桿工作狀態
A組電磁離合器11打開,釋放棘齒拉桿10;
電磁拉桿離合器17閉合,抱住棘齒拉桿16 ;
電磁拉桿離合器18打開,棘齒拉桿16可在其中滑動;
B組電磁拉桿離合器11、17、18均打開,棘齒拉桿10、16滑動,儲能組件下 降;
C組電磁拉桿離合器18閉合,抱住棘齒拉桿16,儲能組件不下降
④儲能組件位置
A組儲能組件處于滿潮位置;
B組儲能組件下降;
C組儲能組件保持在最高位置。
⑤棘輪的工作狀態
A組棘輪不運動
B組棘輪外圈與主軸作同向運動,驅動主軸運動
C組棘輪不運動
⑥主軸工作狀態主軸在B組儲能組件的驅動下作順時針運轉,驅動發動機發 H1^ ο
8)第二次退潮階段,參照圖9d和圖9e
①海面位置從滿潮位置下降到低潮位置;
②浮體位置與水、氣閥門開啟狀態浮體3從滿潮位置下降,當進排水閥門距 水面0.2米時控制電磁拉桿離合器17、18的開啟狀態,使浮體3停止下降。啟動電磁控 制系統打開進排水閥門2和進排氣閥門21,使海水按自由落體方式排出浮體(見圖如圖 9d所示);海水排空后,關閉進排水閥門2和進排氣閥門21,使浮體回復到“密閉空浮 筒”狀態;依靠自重和儲能組件的重量逐漸沒入海水中,恢復到初始階段的位置。
③電磁離合器與拉桿工作狀態
A組電磁離合器11打開,釋放棘齒拉桿10;
開始退潮時,電磁拉桿離合器17閉合,抱住棘齒拉桿16,使棘齒拉桿17牽引儲 能組件隨浮體下降而上升;
當浮體降至接近低潮海面(距水面0.2米)時,在下拉件離合器17閉合、抱住拉 桿16的同時,安裝在平臺上的離合器18也閉合,抱住拉桿16,使浮體停留在接近低潮海 面的位置
B組電磁拉桿離合器11、17、18均打開,棘齒拉桿10、16滑動,儲能組件下降,直至達到最低位置。
C組電磁拉桿離合器18閉合,抱住棘齒拉桿16,儲能組件不下降。
④儲能組件位置
A組儲能組件受棘齒拉桿16和鏈條的牽引,從滿潮位置繼續上升,達到最大 高度2H。當儲能組件達到最高位置后,電磁拉桿離合器18閉合,抱住棘齒拉桿16,使 其停留在最高位置。
B組電磁拉桿離合器11、17、18均打開,棘齒拉桿10、16滑動,儲能組件下降,逐漸達到最低位置。
C組電磁拉桿離合器18閉合,抱住棘齒拉桿16,儲能組件不下降。
⑤棘輪工作狀態
A組棘輪外圈與主軸作逆向轉動,不驅動主軸。
B組棘輪外圈與主軸作同向運動,驅動主軸運動
C組棘輪外圈不運動。
⑥主軸工作狀態主軸在B組儲能組件的驅動下作順時針運轉,驅動發動機發 H1^ ο
9)第三次停潮階段(如圖9e所示)
①海面位置海面處于低潮位置0。
②浮體位置與水、氣門開啟狀態浮體在儲能組件的重壓下沉于水中,浮體內 充滿空氣,進排水閥門2、進排氣閥門21處于關閉狀態,浮體呈“密閉空浮筒”狀態, 僅浮體上表面露出水面。
③電磁離合器與棘齒拉桿工作狀態
A組電磁拉桿離合器11、17、18按程序打開,釋放棘齒拉桿10、16,使A組 各儲能組件分時下降釋放能量;
B組電磁拉桿離合器11閉合,抱住棘齒拉桿10 ;
C組電磁拉桿離合器18閉合,抱住棘齒拉桿16。
④儲能組件位置
A組儲能組件在停潮階段各“儲能組件”分時作下降運動,釋放能量;當停 潮階段結束時,A組各“儲能組件”全部從最高位置2H降至最低點,完成能量釋放,驅 動主軸轉動發電;
B組“儲能組件”降至最低位置;
C組“儲能組件”保持在最高位置。
⑤棘輪工作狀態
A組儲能組件下降,通過鏈條帶動棘輪外圈與主軸作同向運動,從而將外圈 轉矩通過棘輪機構傳遞給內圈,驅動主軸旋轉;
B組儲能組件達到最低位置,棘輪不轉動;
C組儲能組件保持在最高位置,棘輪不轉動。
⑥主軸工作狀態主軸在A組儲能組件的驅動下作順時針旋轉,驅動減速器帶 動發電機運轉發電。
10)第三次漲潮階段(見圖9f)
①海面位置海面逐漸上升,從低潮位置逐漸上漲達到滿潮位置。
②浮體位置與水、氣閥門開啟狀態浮體在浮力的作用下上升到滿潮位置,浮 體內充滿空氣,進排水閥門2、進排氣閥門21處于關閉狀態。
③電磁離合器與拉桿工作狀態
A組、B組電磁離合器11閉合,抱住棘齒拉桿10;達到滿潮位置后,電磁離 合器11打開,釋放棘齒拉桿10,同時電磁拉桿離合器17閉合,抱住棘齒拉桿16;
C組電磁拉桿離合器11、17、18均打開,棘齒拉桿10、16釋放,儲能組件從 最高位置下降
④儲能組件位置
A組、B組安裝在浮體托架上的電磁離合器11抱住棘齒拉桿10,牽引所有 “儲能組件”向上提升,逐漸達到滿潮位置,開始第三周期的儲能運行
C組從最高位置下降
⑤棘輪的工作狀態
A組、B組儲能組件上升,通過鏈條推動棘輪外圈作與主軸逆向的轉動,由 于棘輪作用,不影響主軸的運轉。
C組儲能組件下降,棘輪正向轉動。
⑥主軸工作狀態主軸在C組儲能組件的驅動下作順時針旋轉,驅動減速器帶 動發電機運轉發電。
11)第三次平潮階段,如圖9f所示。
①海面位置保持在滿潮位置
②浮體位置與水、氣閥門開啟狀態浮體保持在滿潮位置,啟動電磁控制系統 打開進排水閥門2和進排氣閥門21,海水在平潮期間充滿浮體3,當浮體3充滿海水后, 啟動電磁控制系統關閉進排水閥門2和進排氣閥門21,浮體3轉變為“充水浮筒”,在 重力作用下下降
③電磁離合器與拉桿工作狀態
A組、B組電磁離合器11打開,釋放棘齒拉桿10,
電磁拉桿離合器17閉合,抱住棘齒拉桿16,
電磁拉桿離合器18打開,棘齒拉桿16可在其中滑動。
C組電磁拉桿離合器11、17、18均打開,棘齒拉桿10、16釋放,儲能組件從 最高位置下降。
④儲能組件位置
A組、B組儲能組件處于滿潮位置,
C組儲能組件從最高位置下降。
⑤棘輪的工作狀態
A組、B組儲能組件上升,通過鏈條推動棘輪外圈作與主軸逆向的轉動,由于棘輪作用,不影響主軸的運轉。
C組儲能組件下降,棘輪正向轉動。
⑥主軸工作狀態主軸在C組儲能組件的驅動下作逆時針運轉,驅動發動機發 H1^ ο
12)第三次退潮階段(同時參照圖9f和圖9g)
①海面位置從滿潮位置下降到低潮位置0
②浮體位置與水、氣閥門開啟狀態浮體從滿潮位置下降,當進排水門距水面 0.2米時控制電磁拉桿離合器B、C的開啟狀態,使浮體停止下降,啟動電磁控制系統打 開進排水閥門2和進排氣閥門21,使海水按自由落體方式排出浮體(見圖9b),海水排空 后,關閉進排水閥門2和進排氣閥門21,使浮體回復到“密閉空浮筒”狀態,依靠自重 和儲能組件的重量逐漸沒入海水中,恢復到初始階段的位置。
③電磁離合器與拉桿工作狀態
A組B組電磁離合器11打開,釋放棘齒拉桿10,開始退潮時,電磁拉桿離合 器17閉合,抱住棘齒拉桿16,使棘齒拉桿16牽引儲能組件隨浮體下降而上升,當浮體 降至接近低潮海面(距水面0.2米)時,在下拉件離合器17閉合、抱住拉桿16的同時, 安裝在平臺上的離合器18也閉合,抱住拉桿16,使浮體停留在接近低潮海面的位置。C 組電磁拉桿離合器11、17、18均打開,棘齒拉桿10、16釋放,儲能組件下降。
④儲能組件位置
A組、B組儲能組件達到最高位置2H。
C組儲能組件下降。
⑤棘輪工作狀態
A組、B組儲能組件上升,通過鏈條推動棘輪外圈作與主軸逆向的轉動,由 于棘輪作用,不影響主軸的運轉。
C組儲能組件下降,棘輪正向轉動。
⑥主軸工作狀態主軸在C組儲能組件的驅動下作逆時針運轉,驅動發動機發 H1^ ο
13)第四次停潮階段(如圖9h)
從該階段開始,重復第一周期的運動,各組儲能組件在潮汐作用下,按上述程 序作周而復始的分時上升和下降運動,將潮汐能轉換為儲能組件的機械能,驅動主軸連 續轉動,實現不間斷的日夜連續發電。
在不同周期中存在區別的僅僅是B組儲能組件與C組儲能組件的交互運行。
圖10至圖12顯示了本發明的第六實施例,該實施例顯示的是一個系統單元 500,浮力重力倍率發電系統可以由至少一個系統單元500構造。與第一實施例相比,第 六實施例的不同之處在于,儲能組件8與棘齒拉桿10是通過鋼索9進行軟連接,并且根 據集群應用的需要,鋼索9被延長,通過轉向滑輪組23,儲能組件8移至平臺5以外的位 置,在平臺5上可以保留設置傳動主軸15和棘輪內圈14a,也可以在平臺上將主軸15和 棘輪內圈Ha替換成定滑輪,而將第一實施例中所述的傳動主軸15、棘輪外圈13、棘輪 內圈14移至平臺5以外的陸地沈上,由支架20a支承,整個裝置的運行情況完全不變。 該實施例的意義在于在集群應用時,多個儲能組件8所產生的力矩,能夠很方便的匯集到同一根主軸15上來,實現了單元裝置所采集的力矩和能量的疊加,從而解決了浮力 重力潮汐能利用的產業化關鍵問題。圖10至圖12所示的實施例的儲能組件顯然也可以 是第五實施例所述的可以分組儲能以及分組釋放儲能單元的儲能組件。
圖13顯示了本發明的第七實施例,該實施例顯示的是一個系統單元600,浮力 重力倍率發電系統可以由至少一個系統單元600構造。該實施例與第六實施例相比, 不同之處在于,在儲能組件8的下方陸地沈上設置有地坑沈1,這樣可以降低支承棘輪 13、14以及主軸15的支架20a的高度。
圖14顯示了本發明的第八實施例,其是第六實施例或第七實施例所述的多個系 統單元500或600的集群。如圖14所示,在近海海面22上安裝多個系統單元500或 600,多個系統單元500或600的牽引儲能組件8的鋼索9經過海岸線25并經由轉向滑輪 組23轉向后將儲能組件8懸置在同一根傳動主軸15上,傳動主軸15設置在陸地沈上, 傳動主軸15由主軸軸承座152支承,對于每根鋼索9,對應有棘輪13、14,儲能組件8 會按照前述原理來驅動主軸15轉動,尤其是可以按照第五實施例所述的原理來驅動主軸 15不間斷地轉動,主軸15帶動傳動機構151(例如為帶傳動機構,但不限于此),傳動機 構151帶動增速器27,增速器27將動力輸出給均速飛輪28,均速飛輪28帶動發電模塊 29發電。
在前述實施例中,儲能組件8下降可驅動主軸15作旋轉運動,但速度太低,不 宜直接驅動發電機,需通過增速器27提升速度,增速器可選擇行星一針擺增速器,其變 速范圍大(兩級減速時轉動比為1 121 7569),效率高(90%以上),可有效將轉速提 升到350轉/分以上,適合驅動發電機。在前述實施例中,在變速器27輸出端安裝一個 能量均速飛輪觀,預先儲存1 2個周期的潮汐能量,以便在儲能組件交替運行和外界負 荷變化時保持發動機轉速穩定。
圖15顯示了本發明的第九實施例,其形成了潮汐、風力、太陽三維能源綜合利 用能場。
傳統的太陽能發電與風力發電進入規模建設時有以下兩大弊端,導致電廠投資 規模大、發電成本高,影響了太陽能和風力發電的發展速度
一 .風力采集場和太陽能采集場均必須占用很大的地面面積,不僅提高了建設和 運營成本,從資源利用的角度而言,在利用風力資源和太陽資源的同時又產生了土地資 源的浪費;
二.風力發電和太陽能發電均須采用龐大的電池組和逆變器裝置,以保證連續 供電和發電質量,不僅提高了發電成本,而且電池組的長期使用、維護還會產生化學物 質,帶來新的二次環境污染。
如圖15所示,潮汐、風力、太陽三維能源綜合利用能場包括由多個(圖中顯示 了三個)系統單元500、600構成的潮汐浮力重力倍率儲能發電系統,潮汐浮力重力海水 淡化處理系統200,各個系統單元500、600、200的固定在海面上的平臺上安裝了太陽能 加熱器91和風力發電機90,這些太陽能加熱器91構成了太陽能加熱器群,這些風力發電 機90構成了風力發電機群。多個系統單元500、600的儲能組件構成了儲能組件群92, 儲能組件群92按照前述各個實施例的方式那樣存儲潮汐能,存儲了潮汐能的儲能組件群 92驅動同一根傳動主軸93,并且海水淡化處理系統200的儲能組件也驅動傳動主軸93,22傳動主軸93由軸承座93a支承,一方面,傳動主軸93的一端通過傳動機構94a驅動增速 箱95,增速箱95帶動勻速飛輪96,勻速飛輪96帶動發電機組97進行發電。另一方面, 傳動主軸93的另一端通過傳動機構94b驅動真空泵95b,真空泵9 對海水蒸發塔82抽 取空氣,使得海水蒸發塔82內形成負壓,被太陽能熱水器91加熱的海水由管道輸送到 海水蒸發塔82中,熱的海水在負壓作用下迅速蒸發,形成低壓蒸汽,低壓蒸汽被真空泵 95b吸走,低壓蒸汽在真空泵95b內增壓后,形成高壓蒸汽被輸出,真空泵95b的高壓蒸 汽輸出端與蒸汽壓力罐98通過管道相接,高壓蒸汽因此被輸送到蒸汽壓力罐98中,蒸汽 壓力罐98配置有電加熱器81,電加熱器81的電力來自風力由發電機90發電產生,電加 熱器81進一步對蒸汽壓力罐98內的高壓蒸汽加熱,蒸汽壓力罐98的蒸汽輸出端與汽輪 機99通過管道相接,蒸汽壓力罐98內的高壓蒸汽驅動汽輪機99轉動,汽輪機99的動力 輸出軸連接勻速飛輪96b,勻速飛輪還帶動發電機組97b。水蒸氣驅動汽輪機后失去 能量、降低溫度,水蒸氣即凝結為淡水,剩余的尾氣可進入冷凝器,進一步回收淡水, 如圖所示,汽輪機99內高壓蒸汽以淡水的形態被回收到淡水接收處83。海水蒸發塔82 內的高濃度的鹽水則進入到鹽水接收處84。
從圖15中可以看出,風力發電機90是在各個系統單元的海面平臺上建造立柱, 風力發電機安裝在立柱上,從而可有效減少風力發電系統占用土地資源的弊病。
與圖5所示的實施例一樣,在圖15所示的實施例中,可以在海水蒸發塔82中安 裝電加熱器,風力發電機90發出的電力直接對電加熱器供電,加熱蒸發塔中的海水,可 有效提高海水的蒸發速度,提高水蒸氣的出率。在蒸汽壓力罐98 (也可稱為儲氣罐)中 也可安裝電加熱器81,風力發電90發出的電力直接對電熱器供電,可提高儲氣罐中的蒸 汽壓力,驅動汽輪機99運動,由于電加熱器對供電質量和供電連續性無要求,故無需通 過蓄電池組和逆變器配電,可大大降低風力發電的成本,并提高電能的利用效率。
在圖15所示的實施例中,各個系統單元的“海面平臺”上有大量面積可安裝 “太陽能熱水器”,因此可有效減少太陽能采集板占用土地資源的弊病;在圖中所示的實施例可采用廉價高效的“盤管式太陽能熱水器”進行太陽能利用,海水直接由“太陽 能熱水器”加熱,在海水蒸發塔的負壓作用下加熱的海水被吸入海水蒸發塔,高溫海水 可有效提高蒸發速度,提高水蒸氣的出率。
雖然圖15顯示的潮汐浮力重力海水淡化處理系統200與圖5所示的海水淡化處 理系統相同或者說實質相同,但圖15中的海水淡化處理系統200也可以替換為圖6和圖7 所示的具有浮動擴散式海水蒸發塔40的海水淡化處理系統。圖15的海水淡化處理系統 200不僅起到了海水淡化的作用,還驅動汽輪發電機進行發電。
相對于已有技術,圖15所示的實施例在海面上搭建“海面平臺”作支承潮汐發 電系統的設備之用,但潮汐發電裝置對該平臺表面的面積使用較少,因此,平臺的表面 因此可設置成“太陽能采集場”(即安裝太陽能發電裝置、或太陽能加熱裝置等),平臺 的上空可設置成“風力采集場”(即安裝了風力發電裝置等),平臺下方則用作“潮汐能 量采集場”,從而形成了 “三維能源綜合利用立體空間”。不僅降低了潮汐發電系統的 投資和運行成本,并解決了風力發電、太陽能發電占用土地資源和運營成本高的問題。
由于風力發電、太陽能發電與潮汐發電的聯合運行,可使風能和太陽能的能量 輸出方式發生轉變,即不必采用風力電和太陽電獨立輸出的方式,改變為風力發出的電能無需通過逆變裝置而直接用于加熱進入“海水蒸發塔”的海水、太陽能則無需轉 換為電力,直接通過電加熱器98 (如盤管加熱器)將海水加熱后輸入“海水蒸發塔”,通 過提高海水的蒸發速度和產生的蒸汽量,提高潮汐發電系統的發電機組的發電量,三維 能量的綜合利用,將大幅度降低系統投資和運營成本,使真正清凈的可再生自然能源資 源綜合利用產業化成為可能。
三維能源綜合運行從根本上解決了風力、太陽能發電必須采用龐大的電池組和 逆變器的問題,并且,在發電的同時還產出了淡水和海鹽。
權利要求
1.一種潮汐能海水淡化處理系統,其特征在于,包括潮汐能動力裝置,海水蒸發塔 和蒸汽冷凝塔,海水蒸發塔配置有真空泵,真空泵與潮汐能動力裝置的動力輸出軸相連 接,從而潮汐能動力裝置可驅動真空泵工作,真空泵與海水蒸發塔通過管道相接,真空 泵的輸出端與蒸汽冷凝塔通過管道相接,蒸汽冷凝塔與淡水接收處通過管道相接。
2.如權利要求1所述的潮汐能海水淡化處理系統,其特征在于,海水蒸發塔還配置有 加熱裝置,該加熱裝置對進入海水蒸發塔的海水進行預先加熱。
3.如權利要求1所述的潮汐能海水淡化處理系統,其特征在于,該潮汐能動力裝置包 括至少一個系統單元,該系統單元包括儲能組件,還包括浮體,具有空腔,在浮體的底部的受控的進排水閥門和設置在浮體的上部的受控的 進排氣閥門;倍率提升系統,包括連接浮體的浮體托架、上拉件、上拉件離合器、傳動撓性件、 滑輪、傳動主軸、下拉件以及下拉件離合器,傳動撓性件繞過滑輪并將上拉件和下拉件 分別懸置于滑輪的兩側,浮體托架的兩側分別安裝了上拉件離合器、下拉件離合器,浮 體托架借助于上拉件離合器與上拉件可分離地連接,并借助于下拉件離合器與下拉件可 分離地連接,上拉件連接懸置的儲能組件;以及所述動力輸出軸,與儲能組件相關聯,由下降的儲能組件驅動。
4.如權利要求3所述的潮汐能海水淡化處理系統,其特征在于,所述滑輪為棘輪,棘 輪的內圈固定在傳動主軸上,棘輪的外圈由傳動撓性件繞過,該傳動撓性件能帶動棘輪 的外圈,所述棘輪的傳動方向順著儲能組件的下降方向,儲能組件在下降過程中能帶動 棘輪轉動,該傳動主軸為所述動力輸出軸。
5.如權利要求3所述的潮汐能海水淡化處理系統,其特征在于,該系統單元具有海上 平臺,浮體、倍率提升系統安裝在海上平臺上,上拉件通過牽引撓性件連接儲能組件, 該牽引撓性件延伸至海上平臺以外的位置,并在該位置繞過滑輪后懸吊儲能組件。
6.如權利要求3所述的潮汐能海水淡化處理系統,其特征在于,該系統單元具有海上 平臺,浮體、倍率提升系統安裝在海上平臺上,該牽引撓性件延伸至海上平臺以外的位 置,并在該位置繞過棘輪后懸吊儲能組件,棘輪的內圈固定在傳動主軸上,棘輪的外圈 由牽引傳動撓性件繞過,該傳動撓性件能帶動棘輪的外圈,所述棘輪的傳動方向順著儲 能組件的下降方向,儲能組件在下降過程中能帶動棘輪轉動。
7.如權利要求6所述的潮汐能海水淡化處理系統,其特征在于,多個系統單元的儲能 組件的牽引撓性件繞過的棘輪設置在同一根傳動主軸上。
8.如權利要求5或6所述的潮汐能海水淡化處理系統,其特征在于,該牽引撓性件延 伸至海上平臺以外的陸地位置,在該陸地位置上、儲能組件的下方形成有地坑。
9.一種潮汐能海水淡化處理系統,其特征在于,包括潮汐能動力裝置,海水蒸發塔 和蒸汽冷凝塔,海水蒸發塔包括上浮筒和固定筒,上浮筒可相對固定筒上下移動,并且 上浮筒和固定筒之間借助密封組件密封,上浮筒和潮汐能動力裝置的動力輸出件連接, 從而潮汐能動力裝置可驅動上浮筒相對固定筒移動,使密封空間體積擴大形成負壓,使 筒內海水在負壓作用下蒸發,固定筒的底部用于接收海水,固定筒的上部與蒸汽冷凝塔 通過管道相接,蒸汽冷凝塔與淡水接收處通過管道相接。
10.如權利要求9所述的潮汐能海水淡化處理系統,其特征在于,海水蒸發塔還配置有加熱裝置,該加熱裝置對進入海水蒸發塔的海水進行預先加熱,以提高海水在負壓作 用下的蒸發速度。
11.如權利要求9所述的潮汐能海水淡化處理系統,其特征在于,該潮汐能動力裝置 包括至少一個系統單元,該系統單元包括儲能組件,還包括浮體,具有空腔,在浮體的底部設置有受控的進排水閥門,且在浮體的上部設置有 受控的進排氣閥門;倍率提升系統,包括連接浮體的浮體托架、上拉件、上拉件離合器、傳動撓性件、 滑輪、傳動主軸、下拉件以及下拉件離合器,傳動撓性件繞過滑輪并將上拉件和下拉件 分別懸置于滑輪的兩側,浮體托架的兩側分別安裝了上拉件離合器、下拉件離合器,浮 體托架借助于上拉件離合器與上拉件可分離地連接,并借助于下拉件離合器與下拉件可 分離地連接;以及海上平臺,浮體、倍率提升系統安裝在海上平臺上,海水蒸發塔和蒸汽冷凝塔設置 在陸地上,該牽引撓性件延伸至海上平臺以外的陸地位置,并在該陸地位置由滑輪導向 后懸吊所述上浮筒。
12.如權利要求11所述的潮汐能海水淡化處理系統,其特征在于,該牽引撓性件延伸 至海上平臺以外的陸地位置,并在該陸地位置繞過棘輪后懸吊儲所述上浮筒,棘輪的內 圈固定在傳動主軸上,棘輪的外圈由牽引傳動撓性件繞過,該傳動撓性件能帶動棘輪的 外圈,所述棘輪的傳動方向順著所述上浮筒的下降方向,所述上浮筒在下降過程中能帶 動棘輪轉動。
13.—種潮汐能海水淡化處理及發電系統,其特征在于,包括如權利要求1至12中任 一項所述的潮汐能海水淡化處理系統,并且該潮汐能海水淡化處理系統還包括蒸汽壓力 罐以及汽輪機;引入蒸汽到蒸汽冷凝塔的管道先與蒸汽壓力罐相接,以使蒸汽壓力罐接 收儲存蒸汽;汽輪機和蒸汽壓力罐通過管道相接,以接收蒸汽壓力罐輸出的蒸汽,汽輪 機的動力輸出軸連接發電機組,汽輪機再與蒸汽冷凝塔通過管道相接。
14.一種潮汐、風力、太陽三維能源綜合利用系統,其特征在于,包括如權利要求6 或12所述的潮汐能海水淡化處理系統,并且該潮汐能海水淡化處理系統還包括蒸汽壓力 罐以及汽輪機;引入蒸汽到蒸汽冷凝塔的管道先與蒸汽壓力罐相接,以使蒸汽壓力罐接 收儲存蒸汽;汽輪機和蒸汽壓力罐通過管道相接,以接收蒸汽壓力罐輸出的蒸汽,汽輪 機的動力輸出軸連接發電機組,汽輪機再與蒸汽冷凝塔通過管道相接;在所述海上平臺 上安裝了太陽能加熱器以及風力發電機,太陽能加熱器與海水蒸發塔通過管道相接,用 于對進入海水蒸發塔的海水加熱,風力發電機與潮汐能海水淡化處理系統中的電加熱裝 置電連接。
15.如權利要求14所述的潮汐、風力、太陽三維能源綜合利用系統,其特征在于,在 所述潮汐能海水淡化處理系統中,海水蒸發塔配置有電加熱裝置,或/和蒸汽壓力罐配 置有電加熱裝置。
16.如權利要求14所述的潮汐、風力、太陽三維能源綜合利用系統,其特征在于,還 包括潮汐能發電系統,潮汐能發電系統包括至少一個系統單元,該系統單元包括儲能組 件,還包括浮體,具有空腔,在浮體的底部設置受控的進排水閥門,在浮體的上部設置受控的進排氣閥門; 倍率提升系統,包括連接浮體的浮體托架、上拉件、上拉件離合器、傳動撓性件、 滑輪、傳動主軸、下拉件以及下拉件離合器,傳動撓性件繞過滑輪并將上拉件和下拉件 分別懸置于滑輪的兩側,浮體托架的兩側分別安裝了上拉件離合器、下拉件離合器,浮 體托架借助于上拉件離合器與上拉件可分離地連接,并借助于下拉件離合器與下拉件可 分離地連接,上拉件連接儲能組件;海上平臺,浮體、倍率提升系統安裝在海上平臺上,該牽引撓性件延伸至海上平臺 以外的位置,并在該位置繞過棘輪后連接儲能組件,棘輪的內圈固定在傳動主軸上,棘 輪的外圈由牽引傳動撓性件繞過,該傳動撓性件能帶動棘輪的外圈,所述棘輪的傳動方 向順著儲能組件的下降方向,儲能組件在下降過程中能帶動棘輪轉動;以及 發電機組,與傳動主軸連接,從而由傳動主軸驅動發電;其中,所述潮汐能發電系統的至少部分傳動主軸和所述潮汐能海水淡化處理系統的 至少部分傳動主軸共軸。
全文摘要
本發明涉及一種潮汐能海水淡化處理、發電系統及能源綜合利用系統,海水淡化處理系統中海水蒸發塔配置有真空泵,真空泵與潮汐能動力裝置相連接,真空泵與海水蒸發塔通過管道相接,真空泵的輸出端與蒸汽冷凝塔通過管道相接,蒸汽冷凝塔與淡水接收處通過管道相接;若引入蒸汽到蒸汽冷凝塔的管道先與蒸汽壓力罐相接,以使蒸汽壓力罐接收儲存蒸汽,汽輪機和蒸汽壓力罐通過管道相接,汽輪機的動力輸出軸連接發電機組,汽輪機再與蒸汽冷凝塔通過管道相接,如此海水淡化處理系統同時為發電系統,在海水淡化處理系統的海上平臺上安裝太陽能加熱器以及風力發電機,構成能源綜合利用系統,從而實現了潮汐能的產業化應用。
文檔編號C02F1/14GK102020329SQ20101016202
公開日2011年4月20日 申請日期2010年4月28日 優先權日2010年4月28日
發明者陳大千 申請人:陳大千