本發明屬于可再生能源海水淡化技術領域，特別是涉及一種潮流能海水淡化系統。

背景技術：

隨著淡水資源的短缺以及傳統化石能源的減少和成本的上升，以可再生能源作為驅動力的海水淡化技術受到了越來越多的關注。特別是在遠離大陸的島嶼上，電能和淡水都極其缺乏，而制淡水的反滲透海水淡化設備大多數是通過穩定的電能來驅動，如何因地制宜地充分利用海島周圍豐富的海洋能資源進行海水淡化已成為迫切需要解決的問題。

潮流能作為海洋能的一種，其蘊含量豐富，相對于太陽能和風能，潮流能的能量更加集中，其能量密度約為太陽能的30倍，風能的4倍，且具有可預測性，開發前景非常可觀，被認為是全球很有潛力的可再生能源。但是，目前國內外潮流能的研究主要集中于發電，對于利用潮流能進行海水淡化的研究相對較少，而在遠離大陸的島嶼上均存在缺電、缺水的問題，因此開發潮流能海水淡化技術具有十分重要的意義。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是提供一種潮流能海水淡化系統，可以利用潮流能對海水進行淡化，解決遠離大陸的島嶼缺乏淡水的問題。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案為：一種潮流能海水淡化系統，包括海水預過濾裝置、槳葉、海水柱塞泵、蓄能器、反滲透膜組件、水壓馬達和葉片泵；

海水預過濾裝置的出水端的第一管道和第二管道分別連通在柱塞泵的進水端和葉片泵的進水端；柱塞泵的出水端和葉片泵的出水端分別通過第三管道和第四管道與蓄能器連通，蓄能器通過第五管道與反滲透膜組件進水口連通，反滲透膜組件濃海水出口通過第六管道與水壓馬達進水端連通，水壓馬達與葉片泵傳動連接；槳葉通過單向離合器與柱塞泵傳動連接，在第三管道上安裝有第一單向閥，在第四管道上安裝有第二單向閥，在第五管道上安裝有電磁閥。

在第一壓力傳感器與電磁閥之間的管道上安裝有溢流閥。

單向離合器通過行星齒輪增速器與柱塞泵傳動連接。

在第三管道上安裝還第一壓力傳感器，在第四管道上還安裝有第一流量傳感器，在第五管道上安裝有第二流量傳感器,在第六管道上安裝有第二壓力傳感器。

一種潮流能海水淡化系統淡化海水的方法，包括如下步驟：

一、槳葉采集潮流能帶動柱塞泵工作，柱塞泵將經過海水預過濾裝置的海水輸送到蓄能器中穩壓，同時第一壓力傳感器實時監測蓄能器中的海水壓力；

二、當第一壓力傳感器檢測到壓力超過預設值時，電磁閥開啟，蓄能器中的海水被蓄能器推送到反滲透膜組件內；

三、反滲透膜組件將海水分濾成淡水和濃海水，淡水流向儲水池，濃海水流經水壓馬達排入廢水池，濃海水在流經水壓馬達時，水壓馬達驅動葉片泵運轉，葉片泵將經過海水預過濾裝置的海水由第二管道經過第二單向閥輸送到第五管道中。

本發明的有益效果為：

本發明是利用槳葉和海水柱塞泵將低壓海水變成高壓海水進行反滲透海水淡化，只經過一次能量轉換，減少了中間過程的能量轉化次數，提高了潮流能轉換效率；蓄能器和溢流閥能夠讓海水以一個較為穩定的壓力進入反滲透膜組件過濾，讓反滲透膜組件能夠在一定的時間內持續出水過濾，并且能夠避免過大的液壓沖擊，防止反滲透膜組件損壞；水壓馬達與葉片泵傳動連接，能夠對濃海水中的能量進行再次利用，提高能量的利用效率。

附圖說明

下面結合附圖對本發明做進一步的說明：

圖1為本發明的系統結構示意圖,

圖2為本發明在對海水進行過濾的工藝流程圖。

圖中：海水預過濾裝置1、槳葉2、單向離合器3、蓄能器4、溢流閥5、反滲透膜組件6、水壓馬達7、葉片泵8、海水柱塞泵9、廢海水池10、第一管道11、第二管道12、第三管道13、第四管道14、第五管道15、第六管道16、行星齒輪增速器17、第一單向閥21、第二單向閥22、第一壓力傳感器31、第二壓力傳感器32、第一流量傳感器41、第二流量傳感器42、電磁閥51。

具體實施方式

如圖1和2所示：一種潮流能海水淡化系統，包括海水預過濾裝置1、槳葉2、海水柱塞泵9、蓄能器4、反滲透膜組件6、廢海水池10、水壓馬達7和葉片泵8；海水預過濾裝置1的作用在于對海水進行初步過濾，以去除海水中的雜質；

海水預過濾裝置1的出水端的第一管道11和第二管道12分別連通在柱塞泵9的進水端和葉片泵8的進水端；柱塞泵9的出水端和葉片泵8的出水端分別通過第三管道13和第四管道14與蓄能器4連通，蓄能器4通過第五管道15與反滲透膜組件6進水口連通，反滲透膜組件6濃海水出口通過第六管道16與水壓馬達7進水端連通，反滲透膜組件6濃海水出口通過管道輸送到指定地點，水壓馬達7與葉片泵8傳動連接；槳葉2通過單向離合器3與柱塞泵9傳動連接，在第三管道13上安裝有第一單向閥21，在第四管道14上安裝有第二單向閥22，在第五管道15上安裝有電磁閥51。

在第一壓力傳感器31與電磁閥51之間的管道上安裝有溢流閥5。

蓄能器4主要吸收獲能裝置采集而來的海水壓能和能量回收裝置回收的海水壓能，能夠把不穩定的海水壓能變成穩定的高壓海水，溢流閥5能夠限定海水壓力范圍。

單向離合器3通過行星齒輪增速器17與柱塞泵9傳動連接。在潮流能海水推動槳葉順時針轉動時，槳葉與單向離合器3嚙合，槳葉通過單向離合器3驅動行星齒輪增速器17旋轉；在潮流能海水推動槳葉逆時針轉動時，槳葉漿軸與單向離合器3脫離，單向離合器3空轉；使海水柱塞泵9能夠間隙的為蓄能器4注入海水；行星齒輪增速器17能提高海水柱塞泵9的轉速，從而快速為蓄能器4提供足夠流量的高壓海水。

在第三管道13上安裝還第一壓力傳感器31，在第四管道14上還安裝有第一流量傳感器41，在第五管道15上安裝有第二流量傳感器42,在第六管道16上安裝有第二壓力傳感器32。

各個壓力傳感器和流量傳感器的作用在于：可以實時監測系統各個位置的流量和壓力，了解整個系統的運行情況，以便在系統故障檢查時及時發現問題所在。

經過預過濾后的低壓海水在高壓海水柱塞泵9的作用下轉換成高壓海水，再經蓄能裝置穩壓后輸送到反滲透膜組件6，由于水通過半透膜的機理是水分子通過親水性半透膜而擴散的能力要遠強于鹽分和海水中的其他成分，在高壓力驅動下，海水中的水通過半透膜而遷移到反滲透膜組件6淡水側，鹽分和其他成分則遺留在反滲透膜組件6海水側，由于反滲透系統中大部分的能量損失來源于排放的海水的壓力，因而配置水壓馬達7以回收排放的濃鹽水中的壓能。

在水壓馬達7轉動后，水壓馬達7驅動葉片泵8轉動；水壓馬達7是通過濃海水的壓力驅動。高壓海水經過反滲透膜組件6后，變成淡水和濃海水兩部分。淡水部分流向儲水池，而濃海水部分還有相當多的能量和相當大的壓力，流經水壓馬達7時，濃海水的壓力驅動水壓馬達7旋轉，從而帶動葉片泵8工作。葉片泵8能夠吸收過海水預過濾裝置1過濾的海水，和海水柱塞泵9壓入的高壓海水一起，共同向蓄能穩壓系統中提供高壓海水，如此實現將反滲透后濃海水中能量的回收利用，從而提高系統的能量使用效率。

最后，后處理進一步將原水中的無機離子、細菌、病毒、有機物及膠體等雜質除去，獲得高質量的純凈水，流入儲水池。

一種潮流能海水淡化系統淡化海水的方法，包括如下步驟：

一、槳葉2采集潮流能帶動柱塞泵9工作，柱塞泵9將經過海水預過濾裝置1的海水輸送到蓄能器4中穩壓，同時第一壓力傳感器31實時監測蓄能器4中的海水壓力；

二、當第一壓力傳感器31檢測到壓力超過預設值時，電磁閥51開啟，蓄能器4中的海水被蓄能器4推送到反滲透膜組件6內；

三、反滲透膜組件6將海水分濾成淡水和濃海水，淡水流向儲水池，濃海水流經水壓馬達7排入廢水池10，濃海水在流經水壓馬達7時，水壓馬達7驅動葉片泵8運轉，葉片泵8將經過海水預過濾裝置1的海水由第二管道經過第二單向閥22輸送到第五管道15中。

綜上所述：本發明是利用槳葉和海水柱塞泵9將低壓海水變成高壓海水進行反滲透海水淡化，只經過一次能量轉換，減少了中間過程的能量轉化次數，提高了潮流能轉換效率；蓄能器4和溢流閥5能夠讓海水以一個較為穩定的壓力進入反滲透膜組件6過濾，讓反滲透膜組件6能夠在一定的時間內持續出水過濾，并且能夠避免過大的液壓沖擊，防止反滲透膜組件6損壞；水壓馬達7與葉片泵8傳動連接形成一個能量回收裝置，能夠對濃海水中的能量進行再次利用，提高能量的利用效率。