[go: up one dir, main page]

RU2767265C2 - Method and installation for round-the-clock desalination of sea water - Google Patents

Method and installation for round-the-clock desalination of sea water Download PDF

Info

Publication number
RU2767265C2
RU2767265C2 RU2020109747A RU2020109747A RU2767265C2 RU 2767265 C2 RU2767265 C2 RU 2767265C2 RU 2020109747 A RU2020109747 A RU 2020109747A RU 2020109747 A RU2020109747 A RU 2020109747A RU 2767265 C2 RU2767265 C2 RU 2767265C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
block
water
hydrogen
unit
sea water
Prior art date
Application number
RU2020109747A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2020109747A3 (en
RU2020109747A (en
Inventor
Михаил Андреевич Эсмонт
Original Assignee
Михаил Андреевич Эсмонт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Михаил Андреевич Эсмонт filed Critical Михаил Андреевич Эсмонт
Priority to RU2020109747A priority Critical patent/RU2767265C2/en
Publication of RU2020109747A3 publication Critical patent/RU2020109747A3/ru
Publication of RU2020109747A publication Critical patent/RU2020109747A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2767265C2 publication Critical patent/RU2767265C2/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/02Treatment of water, waste water, or sewage by heating
    • C02F1/04Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/02Treatment of water, waste water, or sewage by heating
    • C02F1/04Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation
    • C02F1/14Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation using solar energy
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/124Water desalination
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/124Water desalination
    • Y02A20/138Water desalination using renewable energy
    • Y02A20/142Solar thermal; Photovoltaics
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/20Controlling water pollution; Waste water treatment
    • Y02A20/208Off-grid powered water treatment
    • Y02A20/212Solar-powered wastewater sewage treatment, e.g. spray evaporation

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

FIELD: technology of water and air purification.
SUBSTANCE: invention can be used for round-the-clock desalination of sea water in countries with a warm climate suffering shortage of fresh water. Plant for round-the-clock desalination of sea water contains solar battery 1, an electric energy accumulator 33 with a transformer, a sea water intake pump 16, steam turbine 30 with an electric generator, units for heating 19 and evaporation 20 of sea water, units for overheating 21 and decomposition 22 of water vapor into hydrogen and oxygen, unit for condensation of water vapor 31, reservoir 32 for collecting condensate — desalinated water, units 24 and 23 for accumulation and storage, respectively, hydrogen and oxygen, unit 25 for combustion of hydrogen in oxygen, unit 26 for instantaneous evaporation of water and obtaining a salt melt and unit 27 for accumulating its heat for supply to unit 21 in the dark. When filling unit 27, excess melt is supplied to unit 28 for additional evaporation of sea water, and then into unit 29 of salt melt cooling and unloading of salt. Hydraulic turbine 18 is intended for generation of electric power and is interconnected with accumulation tank 17 for sea water and with accumulator 33. Between units 24 and 25 there is unit 36 for using part of hydrogen to obtain additional electric power in generator 37, which is necessary for operation in the dark, as well as unit 38 for mixing and aligning hydrogen flows coming from units 24 and 36. Unit 26, in which high-temperature steam is also obtained, is interconnected by means of unit 21 with steam turbine 30. In the daytime, solar energy converted to electric power by means of solar battery 1 is accumulated in accumulator 33 and used in units 19, 20, 21 and 22. At night, when solar battery 1 does not work, desalination of sea water is carried out due to thermal energy released in unit 25, providing accumulation and constant temperature of salt melt in units 26 and 27, operation of turbine 30, unit 36, generator 37, pump 16 and compressor 34.
EFFECT: reduced power consumption without environmental pollution.
2 cl, 13 dwg

Description

Данные способ и установка относятся к области опреснения морской воды и могут быть использованы для ее круглосуточного опреснения в странах с теплым климатом, испытывающих недостаток пресной воды.This method and installation relate to the field of sea water desalination and can be used for its round-the-clock desalination in countries with a warm climate that lack fresh water.

Известны различные способы опреснения морской воды: опреснение без изменения ее агрегатного состояния и с промежуточным переходом воды в твердое или в газообразное состояние.There are various methods of desalination of sea water: desalination without changing its state of aggregation and with an intermediate transition of water into a solid or gaseous state.

В первом случае в способах опреснения могут использоваться следующие процессы: химические [RU 2663858 С1, описание опубликовано 10.08.2018], электрохимические [РФ 2412118 С2, описание опубликовано 10.07.2010], обратный осмос [RU 2688768 С1, описание опубликовано 22.05.2019]. Химические способы могут нуждаться в большом количестве реагентов и все они требуют электроэнергию от посторонних ее источников. Недостатками обратного осмоса являются низкая производительность установок, значительная величина их эксплуатационных расходов, высокая стоимость опресненной воды.In the first case, the following processes can be used in desalination methods: chemical [RU 2663858 C1, description published 08/10/2018], electrochemical [RF 2412118 C2, description published 07/10/2010], reverse osmosis [RU 2688768 C1, description published 05/22/2019] . Chemical processes can require large amounts of reagents and all require electrical energy from external sources. The disadvantages of reverse osmosis are the low productivity of the plants, the significant amount of their operating costs, the high cost of desalinated water.

Во втором случае опреснение воды, например, вымораживанием хотя и достаточно экономично, однако требует громоздкого оборудования и электроэнергии от посторонних ее источников [SU 1673153 А1, описание опубликовано 30.08.1991].In the second case, water desalination, for example, by freezing, although quite economical, however, requires bulky equipment and electricity from its extraneous sources [SU 1673153 A1, description published 08/30/1991].

Термическое опреснение, также относящееся ко второму случаю, весьма распространенный способ опреснения. Морскую воду испаряют, образующийся пар конденсируют, в результате чего получают дистиллированную воду. Недостатком является большой расход тепла на испарение воды. В случае использования для испарения воды способов и устройств, нуждающихся в электрической энергии от ее посторонних источников, например, тепловых электростанций или атомных станций [RU 2414379 С1, описание опубликовано 20.03.2010] процесс опреснения морской воды становится весьма дорогостоящим. Кроме того, существенно ограничиваются ареалы, где можно использовать эти способы и устройства.Thermal desalination, also related to the second case, is a very common desalination method. Sea water is evaporated, the resulting steam is condensed, resulting in distilled water. The disadvantage is the high heat consumption for water evaporation. In the case of using methods and devices for water evaporation that require electrical energy from its extraneous sources, for example, thermal power plants or nuclear power plants [RU 2414379 C1, description published on March 20, 2010], the seawater desalination process becomes very expensive. In addition, the areas where these methods and devices can be used are significantly limited.

Это обстоятельство привело к возникновению способов и устройств, позволяющих использовать практически даровые виды энергии: энергию ветра [RU 2324657 С2, описание опубликовано 20.05.2008], энергию морских волн [RU 2409522 С2, описание опубликовано 20.01.2011], солнечную энергию [RU 2451641 С2, описание опубликовано 27.05.2012]. Однако в данных случаях для непрерывного опреснения морской воды необходима электрическая энергия от ее посторонних источников, тепловых электростанций или атомных электростанций.This circumstance has led to the emergence of methods and devices that allow the use of practically free types of energy: wind energy [RU 2324657 C2, description published on May 20, 2008], sea wave energy [RU 2409522 C2, description published on January 20, 2011], solar energy [RU 2451641 C2, description published 05/27/2012]. However, in these cases, continuous desalination of sea water requires electrical energy from its extraneous sources, thermal power plants or nuclear power plants.

Существует способ непрерывного опреснения морской воды [DE 3132868 А1, описание опубликовано 03.03.1983]. Этот способ позволяет получать пресную воду как днем, так и в темное время суток. Днем за счет солнечной энергии, происходит не только опреснение морской воды, но и накопление тепловой энергии в химическом тепловом аккумуляторе. В темное время суток опреснение морской воды происходит за счет этого накопленного тепла.There is a method of continuous desalination of sea water [DE 3132868 A1, description published 03.03.1983]. This method allows you to get fresh water both during the day and at night. During the day, due to solar energy, not only desalination of sea water takes place, but also the accumulation of thermal energy in a chemical heat accumulator. At night, desalination of sea water occurs due to this accumulated heat.

Установка, работающая по этому способу, не требует использования электроэнергии от посторонних ее источников. Недостатком установки, работающей по этому способу, является то, что в случае потребности в больших количествах пресной воды возникает необходимость значительного увеличения объемов химического аккумулятора тепла, а также необходимость использования пониженного давления при процессе испарения нагретой воды.An installation operating according to this method does not require the use of electricity from its extraneous sources. The disadvantage of the installation operating according to this method is that in case of need for large amounts of fresh water, it becomes necessary to significantly increase the volume of the chemical heat accumulator, as well as the need to use reduced pressure in the process of evaporation of heated water.

Существуют способ и устройство, позволяющие одновременно с опреснением морской воды осуществлять выработку электроэнергии [DE 10222316 В4, опубликовано 13.05.2004]. Установка, работающая по этому способу, использует солнечную энергию, под действием которой в котле нагревается и испаряется морская вода. Образующийся водяной пар под давлением направляется к паровой турбине, которая приводит в действие электрогенератор. Предусмотрен также процесс аккумулирования тепловой энергии в емкости с минеральным маслом за счет ее нагрева солнечными лучами. Это позволяет опреснять морскую воду в темное время суток.There is a method and device that allows simultaneously with the desalination of sea water to carry out the generation of electricity [DE 10222316 B4, published 13.05.2004]. An installation operating according to this method uses solar energy, under the influence of which sea water is heated and evaporated in the boiler. The resulting pressurized water vapor is sent to a steam turbine, which drives an electric generator. There is also a process of accumulating thermal energy in a container with mineral oil due to its heating by sunlight. This allows you to desalinate sea water at night.

Наиболее близким к предлагаемым способу является способ [DE 102017010897 А1, опубл. 29.05.2019]. В этом способе предлагается использование солнечной энергии для проведения всех необходимых процессов для опреснения морской воды. Способ предусматривает нагрев и испарение воды, разложение воды на водород и кислород, аккумулирование этих газов, сжигание водорода в кислородно-воздушной смеси газов, использование выделяющейся энергии для получения солевого расплава и его накопление, использование солевого расплава как хранилища тепловой энергии, производство электроэнергии, аккумулирование ее, получение соли, получение пресной воды (конденсата) пригодного для технических целей.Closest to the proposed method is the method [DE 102017010897 A1, publ. May 29, 2019]. This method proposes the use of solar energy to carry out all the necessary processes for the desalination of sea water. The method involves heating and evaporating water, decomposing water into hydrogen and oxygen, accumulating these gases, burning hydrogen in an oxygen-air mixture of gases, using the released energy to produce a salt melt and accumulating it, using the salt melt as a storage of thermal energy, generating electricity, and accumulating it, obtaining salt, obtaining fresh water (condensate) suitable for technical purposes.

Этот способ позволяет производить аккумулирование солнечной энергии как в солевом расплаве, так и в газе, что дает возможность проводить процесс опреснения морской воды круглосуточно. Однако при этом способе в случае увеличения производства опресненной воды может быть недостаточным количество вырабатываемой электрической энергии, необходимой для работы установки в темное время суток.This method allows the accumulation of solar energy both in salt melt and in gas, which makes it possible to carry out the process of seawater desalination around the clock. However, with this method, in the case of an increase in the production of desalinated water, the amount of generated electrical energy required for the operation of the plant in the dark may be insufficient.

Известны также установки для опреснения морской воды с дистилляцией путем термического воздействия на нее. К ним можно отнести, например, Опреснительная установка [Описание к патенту RU 2414379 С1 опубликовано 20.03.2010]. Эта установка содержит насос для подачи исходной воды, теплообменник со змеевиком, соединенный с конденсатором с одной стороны и с нагревателем с другой стороны и имеющий магистраль для слива рассола, вакуумный насос, дополнительную емкость для слива конденсата, соединенную с конденсатором, паровое устройство. Нагреватель и конденсатор установки снабжены змеевиками. Морская вода поступает через вакуумный насос, змеевики конденсатора, теплообменника и нагревателя в паровое устройство, образующийся пар поступает далее в конденсатор. Образующийся конденсат стекает в дополнительную емкость. Благодаря работе вакуумного насоса, интенсифицируется процесс испарения морской воды.There are also known installations for desalination of sea water with distillation by thermal action on it. These include, for example, Desalination plant [Patent description RU 2414379 C1 published on 03/20/2010]. This plant contains a pump for supplying raw water, a heat exchanger with a coil connected to the condenser on one side and to the heater on the other side and having a brine drain line, a vacuum pump, an additional condensate drain tank connected to the condenser, a steam device. The heater and condenser of the plant are equipped with coils. Sea water flows through a vacuum pump, condenser, heat exchanger and heater coils into the steam device, the resulting steam enters further into the condenser. The resulting condensate flows into an additional container. Thanks to the operation of the vacuum pump, the process of evaporation of sea water is intensified.

Согласно описанию, данная установка несложная в конструктивном решении и весьма надежная. Однако для работы данной установки необходима электрическая энергия от ее внешнего поставщика (ТЭЦ, АЭС и т.д.). Это является недостатком этой установки.According to the description, this installation is simple in design and very reliable. However, for the operation of this installation, electrical energy is needed from its external supplier (CHP, NPP, etc.). This is the disadvantage of this setup.

В последнее время все чаще стоит вопрос экологической чистоты производств, что вызвало необходимость использования чистых источников энергии, одним из которых является солнечная энергия. Так Устройство для опреснения морской воды [RU 2409522 С2, описание опубликовано 20.01.2011] относится к изобретениям, использующим для ее испарения энергию солнечных лучей. Устройство содержит волновые насосы и соединенную с ними трубопроводом испарительную камеру, резервные емкости для подачи воды во время штиля, емкость для сбора и минерализации конденсированной пресной воды и сливной канал. На испарительно-конденсирующую камеру и резервные емкости направлены параболические зеркала, позволяющие использовать для нагрева и испарения морской воды энергию солнца. Это устройство работает без использования электроэнергии от ее внешних поставщиков, однако, только в дневное время.Recently, the issue of environmental cleanliness of production has been increasingly raised, which has necessitated the use of clean energy sources, one of which is solar energy. So Device for desalination of sea water [RU 2409522 C2, description published 20.01.2011] refers to inventions that use solar energy for its evaporation. The device contains wave pumps and an evaporation chamber connected to them by a pipeline, reserve tanks for supplying water during calm, a tank for collecting and mineralizing condensed fresh water, and a drain channel. Parabolic mirrors are directed to the evaporation-condensing chamber and reserve tanks, allowing the use of solar energy to heat and evaporate sea water. This device works without the use of electricity from its external suppliers, however, only during the daytime.

Известна также Опреснительная установка [RU 2412909 С1, описание опубликовано 27.02.2011]. Данная установка предназначена для опреснения морской воды и может быть использована в районах с жарким климатом. Установка содержит источник воды, насос для исходной воды, теплообменник - подогреватель исходной воды, циркуляционный насос, центробежно-вихревой парогенератор, конденсатор пара, аккумулирующую емкость конденсата с отводящим патрубком. Подогреватель исходной воды получает солнечную энергию при помощи фокусирующих отражателей или линзы.Also known is the Desalination plant [RU 2412909 C1, description published on February 27, 2011]. This unit is designed for seawater desalination and can be used in hot climate areas. The plant contains a water source, a source water pump, a heat exchanger - a source water heater, a circulation pump, a centrifugal vortex steam generator, a steam condenser, a condensate storage tank with a discharge pipe. The source water heater receives solar energy using focusing reflectors or a lens.

Данная установка помогает снизить энергетические затраты, однако в таком режиме может работать только в дневное время. Для работы в темное время суток в подогревателе морской воды предусмотрен также электронагреватель, который запитывается от внешних источников электроэнергии (ТЭЦ, АЭС и т.д.). Это является ее недостатком, т.к. установка не является полностью автономной, а значит опосредственно способствует нарушению экологии окружающей среды.This installation helps to reduce energy costs, but in this mode it can only work during the daytime. For operation at night time, the sea water heater also has an electric heater, which is powered by external sources of electricity (CHP, NPP, etc.). This is its disadvantage, because. the installation is not completely autonomous, which means that it indirectly contributes to the violation of the ecology of the environment.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является установка для опреснения морской воды, представленная в [DE 10 2010 012 297 А1, описание опубликовано 29.09.2010]. Эта установка позволяет получать питьевую воду, используя электроэнергию, полученную с помощью фокусирования солнечных лучей. Установка содержит параболическое зеркало, теплообменник, паровую турбину, конденсатор пара. В фокусе зеркала установлена труба, которая связана с теплообменником. В образующейся замкнутой системе циркулирует жидкость, которая под действием солнечных лучей в трубе, находящейся в фокусе зеркала, нагревается и поступает в теплообменник. Здесь она отдает свое тепло морской воде и затем поступает обратно на нагрев. Морская вода, получившая тепло от циркулирующей жидкости, испаряется, образующийся пар перегревается и поступает в паровую турбину, вращая ее. Тут он охлаждается и далее в конденсаторе пара превращается в пресную воду. Турбина связана с электрогенератором, который вырабатывает электрический ток.Closest to the proposed invention is a plant for desalination of sea water, presented in [DE 10 2010 012 297 A1, description published 29.09.2010]. This installation allows you to get drinking water using electricity obtained by focusing the sun's rays. The installation contains a parabolic mirror, a heat exchanger, a steam turbine, a steam condenser. A pipe is installed at the focus of the mirror, which is connected to the heat exchanger. In the resulting closed system, a liquid circulates, which, under the action of sunlight in a pipe located at the focus of the mirror, heats up and enters the heat exchanger. Here it gives up its heat to the sea water and then goes back to the heating. Sea water, which received heat from the circulating liquid, evaporates, the resulting steam is superheated and enters the steam turbine, rotating it. Here it is cooled and then in the condenser the steam turns into fresh water. The turbine is connected to an electric generator that generates electricity.

Данная установка не потребляет электроэнергию от ее посторонних источников и с точки зрения экологии является практически удачной. Однако у нее есть существенный недостаток: она может работать только днем, при наличии солнца.This installation does not consume electricity from its extraneous sources and is practically successful from the point of view of ecology. However, she has a significant drawback: she can only work during the day, in the presence of the sun.

Предлагаемый способ также включает в себя процессы преобразования солнечной энергии в электрическую, нагрев и испарение воды, перегрев водяного пара с одновременной выработкой электрической энергии, разложение водяного пара на водород и кислород, их накопление, сжигание водорода в кислороде, получение и накопление расплава соли, как аккумулятора тепловой энергии, получение пресной воды (конденсата), аккумулирование электрической энергии. В отличие от вышеупомянутого способа в предлагаемом способе опреснения морской воды предусмотрено использование части накопленного водорода перед его сжиганием в кислороде для выработки дополнительной электрической энергии. Предлагаемый способ, состоящий из ряда процессов, представлен на Фиг. 1, где 1 - солнечная батарея, преобразующая солнечную энергию в электрическую 2 - аккумулирование электрической энергии и ее раздача, 3 - нагрев морской воды, 4 - испарение воды, 5 - перегрев водяного пара и генерация электрической энергии, 6 - разложение водяного пара на водород и кислород, 7 - сбор конденсата, 8 -накопление водорода, 9 - накопление кислорода, 10 - использование части водорода для получения дополнительной электрической энергии, 11 - генерация электрической энергии, 12 - выравнивание давлений двух потоков водорода, 13 - сжигание водорода в кислороде, 14 - получение солевого расплава и аккумулирование его тепла, 15 - охлаждение солевого раствора и выгрузка соли. Как видно из Фиг. 1 нагрев морской воды, ее испарение, перегрев водяного пара, и процесс разложение водяного пара на водород и кислород происходят с использованием электроэнергии. Согласно предлагаемому способу морская вода нагревается, далее поступает в зону испарения, далее в зону перегрева пара. Здесь часть пара поступает в зону его разложения на водород и кислород под действием электрического тока высокого напряжения. Часть пара подается на турбину, связанную с электрогенератором. Вырабатываемая электрическая энергия аккумулируется. Образующиеся водород и кислород также аккумулируются. Далее поток водорода из хранилища разделяется на два, один из них перед сжиганием направляется для дополнительной генерации электроэнергии. Для этого используется эластичный элемент, погруженный в воду. В зависимости от заполненности его водородом и уровня воды этот элемент совершает поступательное движение вверх- вниз. Это движение преобразуется во вращательное, позволяющее приводить в движение вал генератора электрической энергии. Вырабатываемая электроэнергия аккумулируется.The proposed method also includes the processes of converting solar energy into electrical energy, heating and evaporating water, overheating water vapor with simultaneous generation of electrical energy, decomposition of water vapor into hydrogen and oxygen, their accumulation, combustion of hydrogen in oxygen, production and accumulation of salt melt, as accumulator of thermal energy, obtaining fresh water (condensate), accumulation of electrical energy. In contrast to the above method, the proposed seawater desalination method provides for the use of a portion of the accumulated hydrogen before burning it in oxygen to generate additional electrical energy. The proposed method, consisting of a number of processes, is shown in FIG. 1, where 1 is a solar battery that converts solar energy into electrical energy 2 is the accumulation of electrical energy and its distribution, 3 is the heating of sea water, 4 is the evaporation of water, 5 is the superheating of water vapor and the generation of electrical energy, 6 is the decomposition of water vapor into hydrogen and oxygen, 7 - condensate collection, 8 - hydrogen accumulation, 9 - oxygen accumulation, 10 - use of a part of hydrogen to obtain additional electrical energy, 11 - electrical energy generation, 12 - pressure equalization of two hydrogen streams, 13 - combustion of hydrogen in oxygen, 14 - obtaining a salt melt and accumulating its heat, 15 - cooling the salt solution and unloading the salt. As can be seen from FIG. 1 heating of sea water, its evaporation, superheating of water vapor, and the process of decomposition of water vapor into hydrogen and oxygen occur using electricity. According to the proposed method, sea water is heated, then enters the evaporation zone, then into the steam overheating zone. Here, part of the steam enters the zone of its decomposition into hydrogen and oxygen under the action of a high voltage electric current. Part of the steam is fed to a turbine connected to an electric generator. The generated electrical energy is accumulated. The resulting hydrogen and oxygen are also accumulated. Further, the hydrogen flow from the storage is divided into two, one of them is sent for additional generation of electricity before burning. For this, an elastic element immersed in water is used. Depending on its filling with hydrogen and the water level, this element makes a translational movement up and down. This movement is converted into a rotational one, which makes it possible to set in motion the shaft of the electric energy generator. The generated electricity is stored.

При отводе водорода из эластичного элемента, происходит его смешение с потоком водорода из хранилища и выравнивание давлений двух потоков. После этого водород поступает на сжигание в кислороде.When hydrogen is removed from the elastic element, it mixes with the hydrogen flow from the storage and equalizes the pressures of the two flows. After that, hydrogen is fed to combustion in oxygen.

В результате сжигания водорода образуется большое количество тепла, которое используется для получения солевого расплава из морской воды и концентрированного солевого раствора, образующегося при нагреве морской воды и ее испарении (на Фиг. 1 не показано).As a result of the combustion of hydrogen, a large amount of heat is generated, which is used to obtain a salt melt from sea water and a concentrated salt solution formed when sea water is heated and evaporated (not shown in Fig. 1).

По мере увеличения количества солевого расплава, служащего аккумулятором тепловой энергии, часть его отводится, охлаждается, а образующаяся при этом соль складируется и затем вывозится возможным заказчикам. Для реализации такого способа предлагается следующая установка Фиг. 2. Эта установка также относится к установкам, использующим солнечную энергию. Она состоит из блока 16 - насоса для забора морской воды, блока 17 - накопительной емкости для морской воды, блока 18 - гидравлической турбины, блока предварительного нагрева воды - 19, блока испарения воды - 20, блока 31 - конденсатора пара, блока 32 - сборника конденсата с отводным трубопроводом. В установке имеется блок 1 - солнечная батарея и блок 33 - аккумулятор с трансформатором.As the amount of salt melt, which serves as an accumulator of thermal energy, increases, part of it is removed, cooled, and the resulting salt is stored and then transported to potential customers. To implement such a method, the following setup is proposed in FIG. 2. This installation also applies to installations using solar energy. It consists of a block 16 - a seawater intake pump, a block 17 - a storage tank for sea water, a block 18 - a hydraulic turbine, a water preheating block - 19, a water evaporation block - 20, a block 31 - a steam condenser, a block 32 - a collector condensate with a drain pipe. The installation has block 1 - a solar battery and block 33 - a battery with a transformer.

Кроме того, в установке имеется блок 34 - компрессор. Для обеспечения полной автономии установки от внешних источников электроэнергии и для ее круглосуточного функционирования она содержит дополнительно блок перегрева пара - 21, блок разложения пара на водород и кислород - 22, блоки накопления и хранения кислорода - 23 и водорода - 24, блок 25 - камеру сжигания водорода в кислороде, блок мгновенного испарения морской воды и получения расплава соли - 26, блок-накопитель расплава соли как аккумулятора тепловой энергии - 27, блок дополнительного испарения морской воды - 28, блок-охладитель расплава соли и ее выгрузки - 29, блок накопления концентрированного солевого раствора - 35, блок-турбина с электрогенератором - 30, блок использования части водорода для получения дополнительной электрической энергии - 36 с генератором электрической энергии - 37, блок смешения потоков водорода и выравнивания их давлений - 38. Блоки 1, 16, 18, 19, 20, 21, 22, 30, 34, 36, 37 соединены кабелями с блоком 33 (показано на Фиг. 2 штриховыми линиями).In addition, the installation has a block 34 - compressor. To ensure complete autonomy of the installation from external sources of electricity and for its round-the-clock operation, it additionally contains a steam superheating unit - 21, a steam decomposition unit into hydrogen and oxygen - 22, oxygen accumulation and storage units - 23 and hydrogen - 24, block 25 - a combustion chamber hydrogen in oxygen, a unit for instantaneous evaporation of sea water and obtaining molten salt - 26, a unit for accumulating molten salt as a thermal energy accumulator - 27, a unit for additional evaporation of sea water - 28, a unit for cooling molten salt and its unloading - 29, a unit for accumulating concentrated salt solution - 35, a turbine block with an electric generator - 30, a block for using a part of hydrogen to obtain additional electrical energy - 36 with an electric power generator - 37, a block for mixing hydrogen flows and equalizing their pressures - 38. Blocks 1, 16, 18, 19 , 20, 21, 22, 30, 34, 36, 37 are connected by cables to the block 33 (shown in Fig. 2 by dashed lines).

На Фиг. 3 схематически представлены блок 19 и на Фиг. 4 - блок 20. В блоке 19 находится электронагреватель (ТЭН) - 39 и теплообменник - 40. В блоке 20 находится электронагреватель (ТЭН) - 41 и теплообменник - 42. Электронагреватели запитываются от блока 33.On FIG. 3 schematically shows block 19 and FIG. 4 - block 20. In block 19 there is an electric heater (TEH) - 39 and a heat exchanger - 40. In block 20 there is an electric heater (TEN) - 41 and a heat exchanger - 42. Electric heaters are powered from block 33.

На Фиг. 5 схематически изображен блок 21.On FIG. 5 schematically shows block 21.

Здесь 43 - патрубок для поступающего пара с температурой 100°С, 44 - патрубок с вентилем для выхода избыточного пара с температурой 120°С, 45 - патрубок с вентилем для выходящего пара с температурой 120°С, 46 - электронагреватель (ТЭН), 47 - патрубок для выходящего после паровой турбины пара, 48- патрубок для выхода пара с температурой 500°С, 49 - электронагреватель (ТЭН), 50 - патрубок для поступающего высокотемпературного пара из блока 26, 51 - патрубок для поступающего высокотемпературного пара из блока 28, 52 - паропровод для проходящего пара, 53 - труба для подачи пара в паровую турбину.Here 43 - branch pipe for incoming steam with a temperature of 100 ° C, 44 - branch pipe with a valve for exiting excess steam with a temperature of 120 ° C, 45 - branch pipe with a valve for outgoing steam with a temperature of 120 ° C, 46 - electric heater (heater), 47 - branch pipe for steam leaving after the steam turbine, 48 - branch pipe for steam outlet with a temperature of 500 ° C, 49 - electric heater (heater), 50 - branch pipe for incoming high-temperature steam from block 26, 51 - branch pipe for incoming high-temperature steam from block 28, 52 - steam pipeline for passing steam, 53 - pipe for supplying steam to a steam turbine.

В блоке 22 установлены электроды, обеспечивающие при подаче на них постоянного тока высокого напряжения создание постоянного электрического поля высокой напряженности.In block 22, electrodes are installed that, when a high voltage direct current is applied to them, create a constant electric field of high intensity.

На Фиг. 6 схематически изображен блок 25.On FIG. 6 schematically shows block 25.

Здесь 54 - зона пара с температурой 120°С, а 55 - зона высокотемпературного пара. На Фиг. 7 и Фиг. 8 схематически изображен блок 26,Here 54 is a steam zone with a temperature of 120°C, and 55 is a high-temperature steam zone. On FIG. 7 and FIG. 8 schematically shows block 26,

где 56 - труба с высокотемпературным паром, 57 - паровая рубашка, 58 - зона мгновенного испарения воды, 59 - патрубок для подачи морской воды, 60 - патрубок для подачи концентрированного солевого раствора, 61 - труба для выхода расплава соли, 63 - патрубок для выхода высокотемпературного пара.where 56 is a pipe with high temperature steam, 57 is a steam jacket, 58 is a zone of instantaneous evaporation of water, 59 is a pipe for supplying sea water, 60 is a pipe for supplying concentrated salt solution, 61 is a pipe for molten salt outlet, 63 is a pipe for outlet high temperature steam.

На Фиг. 9 - схематически изображен блок 27.On FIG. 9 shows block 27 schematically.

Здесь 63 - патрубки входящего пара, 64 - патрубок входящего солевого расплава, 65-теплообменники, 66 - патрубки для выхода пара, 67 - патрубок для выхода избыточного количества солевого расплава, 68- патрубок для полного удаления солевого расплава. На Фиг. 10 схематически изображен блок 28.Here 63 are inlet steam pipes, 64 is a pipe of incoming molten salt, 65 are heat exchangers, 66 are pipes for steam outlet, 67 is a pipe for exiting an excess amount of salt melt, 68 is a pipe for complete removal of molten salt. On FIG. 10 schematically shows block 28.

Здесь 69 - патрубки для входящего пара, 70 - теплообменники, 71 - патрубок для подачи морской воды, 72 - патрубок для подачи концентрированного солевого раствора, 73 - патрубок для входящего солевого расплава, 74 - патрубок для входа перегретого пара, 75 - патрубок для выхода солевого расплава, 76 - патрубки для выхода пара, 77 - патрубок для полного удаления солевого расплава. Блок 29.Here 69 - branch pipes for incoming steam, 70 - heat exchangers, 71 - branch pipe for supplying sea water, 72 - branch pipe for supplying concentrated salt solution, 73 - branch pipe for incoming salt melt, 74 - branch pipe for superheated steam inlet, 75 - branch pipe for outlet molten salt, 76 - branch pipes for steam outlet, 77 - branch pipe for complete removal of molten salt. Block 29.

На Фиг. 11 схематически изображен блок 36 с генератором электрической энергии 37. Здесь 78 - патрубок подачи водорода из хранилища, 79 - патрубок удаления водорода, 80 - поворотная заслонка, 81 - емкость с жидкостью, 82 - вторая емкость с жидкостью, 83 - третья емкость с жидкостью, 84 - гибкий трубопровод, 85 - рычаг переменной длины, 86 - подвижная водонепроницаемая муфта, 87 - опора рычага 85, 88 - направляющая опора, 89 - газонаполняемый эластичный элемент, 90 - узлы подвижного соединения рычага 85, 91 - главный гидравлический цилиндр, 92- поршень главного гидравлического цилиндра, 93-трос, 94 - ось вращения рычага 85, 95 - первая гидравлическая магистраль, 96 - поворотная заслонка, 97 - груз-компенсатор свободного хода троса 93, 98 - груз-противовес обратного хода троса 93, 99 - вторая гидравлическая магистраль, 100 - направляющий ролик, 101 - роликовые толкатели, 102 - направляющий упор, 103 - цилиндр преобразования поступательного движения во вращательное, 104 - шестерня цилиндра 103,105 - главная передаточная шестерня, 106 - шестерня промежуточного вала, 107 - приводной вал генератора электрической энергии, 38 - генератор электрической энергии, 108 - рабочий гидравлический цилиндр, 109 - поршень рабочего цилиндра, 110 - неподвижные блоки, 111 - подвижный блок, 112 - поворотная заслонка, 113 - поворотная заслонка, 114 - труба подачи жидкости в верхнюю часть рабочего цилиндра, 115 - труба отвода жидкости из верхней части цилиндра, 116 - насадка штока поршня рабочего цилиндра 109, 17 - электрические клеммы генератора электрической энергии, 118 - труба отводная жидкости из нижней части рабочего цилиндра, 119 - первая подвижная заслонка рабочего цилиндра, 120 - вторая подвижная заслонка рабочего цилиндра, 21 - сборная емкость рабочей жидкости, 122 - первая подвижная заслонка подвижная заслонка сборной емкости рабочей жидкости, 123 - вторая подвижная заслонка сборной емкости рабочей жидкости, 124 - направляющий упор.On FIG. 11 schematically shows block 36 with electric power generator 37. Here 78 is a pipe for supplying hydrogen from storage, 79 is a pipe for removing hydrogen, 80 is a butterfly valve, 81 is a container with liquid, 82 is a second container with liquid, 83 is a third container with liquid , 84 - flexible pipe, 85 - variable length lever, 86 - movable watertight coupling, 87 - lever support 85, 88 - guide support, 89 - gas-filled elastic element, 90 - movable linkage units of the lever 85, 91 - main hydraulic cylinder, 92 - the piston of the main hydraulic cylinder, 93-cable, 94 - the axis of rotation of the lever 85, 95 - the first hydraulic line, 96 - rotary damper, 97 - weight compensator free play of the cable 93, 98 - weight-counterweight of the reverse motion of the cable 93, 99 - second hydraulic line, 100 - guide roller, 101 - roller pushers, 102 - guide stop, 103 - translational-to-rotational conversion cylinder, 104 - cylinder gear 103,105 - main transmission gear, 106 - countershaft gear, 107 - power generator drive shaft, 38 - power generator, 108 - working hydraulic cylinder, 109 - working cylinder piston, 110 - fixed blocks, 111 - movable block, 112 - rotary valve, 113 - rotary valve, 114 - liquid supply pipe to the upper part of the working cylinder, 115 - liquid outlet pipe from the upper part of the cylinder, 116 - piston rod nozzle of the working cylinder 109, 17 - electrical terminals of the electric power generator, 118 - liquid outlet pipe from the lower part of the working cylinder, 119 - the first movable damper of the working cylinder, 120 - the second movable damper of the working cylinder, 21 - the collecting tank of the working fluid, 122 - the first movable damper is the movable damper of the collecting tank of the working fluid, 123 - the second movable damper of the collecting tank of the working fluid , 124 - guide stop.

На Фиг. 12 изображена развертка цилиндра 103 с канавками для роликовых толкателей 101.On FIG. 12 shows the development of the cylinder 103 with grooves for roller followers 101.

Блоки 19, 20, 21, 22, 25, 26, 27, 28, 35 должны быть теплоизолированы. Груз-компенсатор свободного хода троса 97 и груз-противовес 98 полые внутри, чтобы была обеспечена их плавучесть. Система трубопроводов 95, 99 114, 115, 118, емкость 121, рабочий цилиндр 108 и главный цилиндр 91 заполнены жидкостью (например, техническим маслом).Blocks 19, 20, 21, 22, 25, 26, 27, 28, 35 must be thermally insulated. The weight compensator for the free play of the cable 97 and the weight-counterweight 98 are hollow inside to ensure their buoyancy. The piping system 95, 99 114, 115, 118, the tank 121, the working cylinder 108 and the main cylinder 91 are filled with liquid (eg industrial oil).

Предусмотрены три режима работы установки. 1. Первичный запуск установки.There are three operating modes of the installation. 1. Initial launch of the installation.

Запуск установки производится в светлое время суток следующим образом. Сначала включается солнечная батарея 1 и производится накопление электрической энергии в аккумуляторе с трансформатором 33. Затем морская вода при помощи насоса (блок 16), запитываемого электроэнергией от аккумулятора с трансформатором 33, который связан с солнечной батареей 1, подается в блок 17, где происходит ее накопление, что позволяет иметь запас воды для непрерывной работы установки в случай неисправности насоса (блок 16). Далее морская вода поступает в блок 19, где происходит ее предварительный нагрев при помощи электронагревателя (ТЭН) - 39 (Фиг. 3). Часть морской воды из блока 17 подается на гидравлическую турбину 18, которая производит электрическую энергию, поступающую в аккумулятор 33. После блока 18 морская вода также подается в блок 19. Нагретая в блоке 19 морская вода поступает далее в блок 20 (Фиг. 4), где она за счет работы электронагревателя (ТЭН) - 41 испаряется и образующийся пар с температурой 100°С поступает в блок 21 (Фиг. 5). В блоках 19 и 20 со временем повышается концентрация соли в воде, образуется концентрированный солевой раствор, который отводится в блок 35, где он накапливается. Одновременно в блоки 19 и 20 поступает свежая морская вода. Таким образом, происходит стабилизирование концентрации соли в воде внутри блоков 19 и 20, что важно для их продолжительной работы.The installation is started during daylight hours as follows. First, the solar battery 1 is turned on and electrical energy is stored in the battery with a transformer 33. Then, sea water, using a pump (block 16), powered by electricity from the battery with a transformer 33, which is connected to the solar battery 1, is supplied to block 17, where it occurs. accumulation, which allows you to have a supply of water for continuous operation of the installation in the event of a pump failure (block 16). Next, sea water enters block 19, where it is preheated using an electric heater (TEH) - 39 (Fig. 3). Part of the sea water from block 17 is fed to a hydraulic turbine 18, which produces electrical energy supplied to the accumulator 33. After block 18, sea water is also supplied to block 19. The sea water heated in block 19 enters further to block 20 (Fig. 4), where it is due to the operation of the electric heater (TEH) - 41 evaporates and the resulting steam with a temperature of 100°C enters the unit 21 (Fig. 5). In blocks 19 and 20, the concentration of salt in the water increases over time, a concentrated salt solution is formed, which is discharged to block 35, where it accumulates. At the same time, fresh sea water enters blocks 19 and 20. Thus, there is a stabilization of the salt concentration in the water inside the blocks 19 and 20, which is important for their continuous operation.

Пар, поступивший в блок 21 через патрубок- 43, разделяется на два потока (Фиг. 5). Первый поток при помощи электронагревателя (ТЭН) - 46 нагревается до 120°С и удаляется через патрубок с вентилем- 45. Избыток пара удаляется через патрубок с вентилем- 44, а второй поток пара нагревается до температуры 500°С при помощи электронагревателя (ТЭН) - 49 и удаляется через патрубок - 48.The steam that enters block 21 through branch pipe 43 is divided into two streams (Fig. 5). The first flow is heated up to 120°C with the help of an electric heater (TEH) - 46 and is removed through a branch pipe with a valve - 45. Excess steam is removed through a branch pipe with a valve - 44, and the second steam flow is heated to a temperature of 500°C using an electric heater (TEH) - 49 and removed through the pipe - 48.

Первый поток пара направляется по паропроводу через блоки 25, 26, 27, 28 обратно в блок 21, далее по паропроводу - 52 к блоку 20 и через него к блоку 19 и затем по паропроводу в блок конденсации - 31, где он охлаждается и превращается в обессоленную воду, которая накапливается в блоке 32. Второй поток пара с температурой 500°С направляется в блок 22, где под действием постоянного электрического поля высокой напряженности происходит процесс разложения перегретого водяного пара на водород и кислород. Эти газы направляются для накопления в блоки - хранилища 23 и 24 до заполнения емкостей. Потоки пара с температурами 120°С и 500°С можно регулировать при помощи вентилей на патрубках- 44 и 45. После накопления газов блоках - хранилищах 23 и 24, проводится подготовка к работе блока 38 (Фиг. 9). В емкости 81 и 83 при помощи насоса (на схемах не показан) при открытых поворотных заслонках 96 и 113 начинает заливаться морская вода. Поворотная запонка 112 закрыта. Эластичный элемент 89 находится внизу емкости 81. Поршень 92 главного цилиндра 91 находится в верхнем положении, груз - компенсатор 97 свободного хода троса 93 находится в верхнем положении, груз - противовес 98 обратного хода троса 93 находится в нижнем положении. Одновременно водород из блока - хранилища 24 по трубопроводу с патрубком подачи водорода 78 при открытой поворотной заслонке, перекрывающей в это время патрубок удаления водорода 79 и по далее по гибкому трубопроводу поступает в газонаполняемый эластичный элемент 89. По мере заполнения его водородом он выдавливает частично воду в емкость 82, которая образует с емкостью 81 систему сообщающихся сосудов.The first steam flow is sent through the steam line through blocks 25, 26, 27, 28 back to block 21, then through the steam line - 52 to block 20 and through it to block 19 and then through the steam line to the condensation unit - 31, where it is cooled and converted into demineralized water, which accumulates in block 32. The second steam flow with a temperature of 500°C is sent to block 22, where, under the action of a constant electric field of high intensity, the process of decomposition of superheated water vapor into hydrogen and oxygen takes place. These gases are sent for accumulation in storage units 23 and 24 until the tanks are filled. Steam flows with temperatures of 120°C and 500°C can be controlled using valves on pipes - 44 and 45. After the accumulation of gases in storage blocks 23 and 24, block 38 is being prepared for operation (Fig. 9). In tanks 81 and 83, with the help of a pump (not shown in the diagrams), with open rotary valves 96 and 113, sea water begins to be poured. The cufflink 112 is closed. The elastic element 89 is located at the bottom of the container 81. The piston 92 of the main cylinder 91 is in the upper position, the load - the compensator 97 of the free play of the cable 93 is in the upper position, the weight - counterweight 98 of the reverse stroke of the cable 93 is in the lower position. At the same time, hydrogen from the storage unit 24 through a pipeline with a hydrogen supply pipe 78 with an open butterfly valve that blocks the hydrogen removal pipe 79 at this time and further through a flexible pipeline enters the gas-filled elastic element 89. As it is filled with hydrogen, it partially squeezes water into container 82, which forms a system of communicating vessels with container 81.

2. Работа установки в светлое время суток.2. Operation of the installation during daylight hours.

Кислород из блока - хранилища 23 поступает в блок 25. Водород из блока - хранилища 24 поступает в блок 38. Часть водорода продолжает поступать в газонаполняемый эластичный элемент 89, который под действием силы Архимеда начинает подниматься наверх. Он действует на рычаг переменной длины 85, который заставляет поршень 92 медленно двигаться вниз. Поворотная заслонка 96 закрывается. Груз - компенсатор 97 свободного хода троса 93 начинает движение вниз, Воды в емкости 82 нет так, как поворотная заслонка 112 продолжает оставаться закрытой. Груз - противовес 99 обратного хода троса 93 начинает вплывать. Далее открывается поворотная заслонка 112 и емкость 82 начинает заполняться водой из емкости 83. Натяжение троса 93 оказывается ослабленным и он не препятствует движению вниз поршня 92. Поршень 92 выдавливает жидкость, которая по трубе 95 попадает в рабочий цилиндр 108 и толкает поршень рабочего цилиндра 109 наверх. При этом заслонки 102, 120, 122 закрываются, а заслонка 119 открывается. Это поступательное движение рабочего поршня 109 превращается во вращательное движение направляющего ролика 100 и роликовых толкателей 101, закрепленных на насадке 116 штока рабочего поршня 109. Направляющий ролик 100 движется по направляющему упору 124 вверх, а роликовые толкатели движутся вверх по канавкам цилиндра преобразования поступательного движения во вращательное 103, заставляя его вращаться. На цилиндре имеются шестерни 104. Эти шестерни передают вращение главным передаточным шестерням 105, которые в свою очередь передают вращение шестерням промежуточного вала 106. Нижняя шестерня промежуточного вала передает вращение приводному валу 107 электрического генератора 38. Вырабатываемая этим генератором электрическая энергия поступает на клеммы 117 и далее по кабелю в блок-аккумулятор 33. При достижении рабочим поршнем верхнего положения заслонки 119, 123 закрываются, а заслонки 120 и 122 открывается. Жидкость начинает поступать в верхнюю часть рабочего цилиндра 108, заставляя его поршень 109 двигаться вниз. При этом направляющий ролик 100 начинает по направляющему упору 124 двигаться вниз, Роликовые толкатели также движутся вниз, однако благодаря канавкам цилиндра преобразования поступательного движения во вращательное 103, сделанным согласно их развертке (Фиг. 12 и Фиг. 13), он продолжает вращение, не меняя его направления. Благодаря открытой заслонке 122, жидкость, выдавливаемая поршнем 109 рабочего цилиндра 108 попадает в емкость 121. При повторном движении поршня рабочего цилиндра вверх открывается заслонка 123 и жидкость поступает в емкость 121. Так как объем рабочего цилиндра намного меньше объема главного цилиндра, то при одном такте движения поршня главного цилиндра вниз, поршень рабочего цилиндра совершает многократное движение вверх-вниз. При достижении поршнем 92 главного цилиндра 91 нижнего положения из газонаполняемого эластичного элемента 89 начинается откачка водорода, который далее поступает в блок 38, где происходит смешение двух потоков водорода и выравнивание их давлений. По мере откачки водорода из газонаполняемого элемента 89, он перестает давить на рычаг 85, который в свою очередь перестает воздействовать на поршень 92. Вода из емкости 83 начинает откачиваться и груз-противовес 98 обратного хода троса 93 начинает опускаться вниз и тянуть поршень 92 наверх. Далее все фазы работы узла повторяются. Для непрерывной работы блока 36, необходимо иметь две емкости с эластичными элементами и два главных цилиндра, работающих в противофазе. Из блока 38 водород поступает в блок 25.Oxygen from storage block 23 enters block 25. Hydrogen from storage block 24 enters block 38. Part of the hydrogen continues to flow into the gas-filled elastic element 89, which, under the action of the Archimedes force, begins to rise upward. It acts on a variable length lever 85 which causes the piston 92 to slowly move downwards. Butterfly valve 96 closes. The load - compensator 97 of the free play of the cable 93 begins to move down. There is no water in the tank 82, as the butterfly valve 112 continues to remain closed. Load - counterweight 99 reverse cable 93 begins to float. Next, the butterfly valve 112 opens and the container 82 begins to fill with water from the container 83. The tension of the cable 93 is weakened and it does not prevent the downward movement of the piston 92. The piston 92 squeezes out the liquid, which through the pipe 95 enters the working cylinder 108 and pushes the piston of the working cylinder 109 up . In this case, the dampers 102, 120, 122 are closed, and the damper 119 is opened. This translational movement of the working piston 109 is converted into a rotational movement of the guide roller 100 and roller followers 101 mounted on the nozzle 116 of the rod of the working piston 109. The guide roller 100 moves upward along the guide stop 124, and the roller followers move upward along the grooves of the translational-to-rotational conversion cylinder. 103, causing it to spin. There are gears 104 on the cylinder. These gears transmit rotation to the main transmission gears 105, which in turn transmit rotation to the gears of the intermediate shaft 106. The lower gear of the intermediate shaft transmits rotation to the drive shaft 107 of the electric generator 38. The electrical energy generated by this generator is supplied to terminals 117 and further by cable to the battery pack 33. When the working piston reaches the upper position, the dampers 119, 123 close, and the dampers 120 and 122 open. Fluid begins to flow into the upper part of the working cylinder 108, causing its piston 109 to move down. In this case, the guide roller 100 begins to move down along the guide stop 124. The roller pushers also move down, however, thanks to the grooves of the cylinder for converting translational motion into rotational motion 103, made according to their development (Fig. 12 and Fig. 13), it continues to rotate without changing his directions. Due to the open damper 122, the liquid squeezed out by the piston 109 of the working cylinder 108 enters the container 121. When the piston of the working cylinder moves up again, the damper 123 opens and the liquid enters the container 121. Since the volume of the working cylinder is much less than the volume of the main cylinder, then at one stroke the piston of the main cylinder moves down, the piston of the working cylinder makes a repeated movement up and down. When the piston 92 of the main cylinder 91 reaches the lower position, the gas-filled elastic element 89 starts pumping hydrogen, which then enters the block 38, where the two hydrogen streams are mixed and their pressures are equalized. As hydrogen is pumped out of the gas-filled element 89, it ceases to put pressure on the lever 85, which in turn ceases to act on the piston 92. The water from the tank 83 begins to be pumped out and the weight-counterweight 98 of the return stroke of the cable 93 begins to fall down and pull the piston 92 up. Further, all phases of the node operation are repeated. For continuous operation of block 36, it is necessary to have two containers with elastic elements and two main cylinders operating in antiphase. From block 38, hydrogen enters block 25.

В этом блоке происходит сжигание водорода в кислороде при температуре порядка 2400- 2500°С с выделением большого количества тепловой энергии (зона 56, Фиг. 5). Горение водорода в кислороде происходит внутри отрезка тонкостенной трубы из тугоплавкого металла, заглушенной с одной стороны и которая находится в трубе большего диаметра. В образующийся между ними зазор (зона 54, Фиг. 6) из блока 21 по трубопроводу поступает пар с температурой 120°С, служащий для охлаждения стенок отрезка внутренней трубы, в которой происходит горение водорода в кислороде. Это приводит к охлаждению образующегося в результате горения потока высокотемпературного водяного пара в зоне 55 и одновременно к росту температуры второго потока пара в зоне 54.In this block, hydrogen is burned in oxygen at a temperature of about 2400-2500°C with the release of a large amount of thermal energy (zone 56, Fig. 5). The combustion of hydrogen in oxygen occurs inside a segment of a thin-walled pipe made of refractory metal, muffled on one side and located in a pipe of a larger diameter. Steam with a temperature of 120°C enters the gap formed between them (zone 54, Fig. 6) from block 21 through the pipeline, which serves to cool the walls of the inner pipe section, in which hydrogen is burned in oxygen. This results in cooling of the high temperature steam stream in zone 55 resulting from the combustion and, at the same time, in an increase in the temperature of the second steam stream in zone 54.

На выходе из блока 25 температуры двух потоков приблизительно выравниваются и составляют примерно 1250°С.At the outlet of block 25, the temperatures of the two streams approximately equalize and are approximately 1250°C.

Оба потока пара поступают в трубах в блок 26 для мгновенного испарения воды (Фиг. 7 и Фиг. 8). Сюда же в рабочий объем через патрубок - 59 поступает морская вода из блока 17, проходя блок 29, а из блока 35 по трубопроводу через патрубок 60 поступает концентрированный солевой раствор. Происходит мгновенное испарение воды. Образующийся при этом высокотемпературный пар выходит через патрубок- 62 и поступает в объем блока 21 через патрубок - 50. Высвободившаяся в результате испарения воды соль под действием высокой температуры превращается в расплав, стекающий по трубопроводу через патрубок 64 в блок 27, который является аккумулятором тепловой энергии (Фиг. 9).Both steam streams enter the water flash unit 26 in pipes (FIG. 7 and FIG. 8). Here, sea water from block 17 enters the working volume through pipe - 59, passing block 29, and from block 35 through the pipeline through pipe 60 comes a concentrated salt solution. Instantaneous evaporation of water occurs. The resulting high-temperature steam exits through the pipe - 62 and enters the volume of the block 21 through the pipe - 50. The salt released as a result of the evaporation of water under the influence of high temperature turns into a melt flowing down the pipeline through the pipe 64 into block 27, which is an accumulator of thermal energy (Fig. 9).

Сюда же через патрубки- 63 поступает высокотемпературный пар с температурой 900°С, что позволяет, благодаря теплообменникам 65, поддерживать стабильной температуру расплава на уровне 820°С, что выше температуры плавления соли. При заполнении блока 27 расплавом соли избыток его удаляется через патрубок - 67. Далее этот расплав поступает в блок 28 (Фиг. 10) через патрубок - 73. Из блока 27 высокотемпературный пар выходит через патрубки- 66 и поступает в блок 28 через патрубки- 63. Сюда же поступает через патрубок - 71 из блока 17 морская вода, а через патрубок - 72 концентрированный раствор соли из блока 35. В блоке 28, благодаря теплообменникам - 70 и расплаву соли, происходит интенсивное испарение воды и образовавшийся высокотемпературный водяной пар через патрубок- 74 по паропроводу поступает в блок 21. Избыточный расплав соли через патрубок 75 поступает в блок 29. Высокотемпературный пар, поступивший из блоков 26 и 28 в блок 21 подается на паровую турбину 30 с электрогенератором, вращает ее, охлаждается и далее по паропроводу поступает в блок 31, где конденсируется и превращается в обессоленную воду. Полученная электроэнергия используется для проведения процессов внутри самой установки и, таким образом, приводит к уменьшению необходимой площади поверхности солнечной батареи. Блок 29 предназначен для охлаждения расплава соли и ее выгрузки. В этом блоке, охлаждение соли происходит, благодаря ее теплообмену с поступающей по трубе из блока 17 морской водой. Вода проходит через теплообменник и отбирает тепло у солевого раствора и далее нагретой поступает к блокам 28 и 26. Подача воды к блоку 29 регулируется с помощью компрессора 34.High-temperature steam with a temperature of 900°C also enters here through branch pipes - 63, which allows, thanks to heat exchangers 65, to maintain a stable melt temperature at 820°C, which is higher than the melting point of salt. When block 27 is filled with molten salt, its excess is removed through pipe - 67. Then this melt enters block 28 (Fig. 10) through pipe - 73. From block 27, high-temperature steam exits through pipes - 66 and enters block 28 through pipes - 63 Sea water also enters here through the branch pipe - 71 from block 17, and through the branch pipe - 72 concentrated salt solution from block 35. In block 28, thanks to heat exchangers - 70 and molten salt, intensive evaporation of water occurs and the resulting high-temperature water vapor through the branch pipe - 74 through the steam pipeline enters block 21. The excess molten salt enters block 29 through pipe 75. The high-temperature steam from blocks 26 and 28 enters block 21 into the steam turbine 30 with an electric generator, rotates it, cools and then enters the block through the steam pipeline 31, where it condenses and turns into demineralized water. The resulting electricity is used to carry out processes within the installation itself and thus leads to a reduction in the required surface area of the solar array. Block 29 is designed for cooling the salt melt and its unloading. In this block, the cooling of the salt occurs due to its heat exchange with the sea water coming through the pipe from the block 17. The water passes through the heat exchanger and removes heat from the brine and then flows heated to blocks 28 and 26. The water supply to block 29 is controlled by compressor 34.

Таким образом, в дневное время опреснение морской воды происходит за счет солнечной энергии, благодаря солнечной батарее, вырабатывающей электроэнергию, достаточную для обеспечения подачи, накопления и нагревания морской воды, ее выпаривания, перегрева образовавшегося водяного пара, разложения части его на водород и кислород, накопления этих газов, сжигания водорода в кислороде с выделением большого количества тепловой энергии, аккумулирования части ее в солевом расплаве, работы паровой турбины, соединенной с электрогенератором, вырабатывающим электроэнергию, работу компрессора, а также блока 29 и блока 36, который позволяет электрическому генератору 37 дополнительно вырабатывать электроэнергию. Кроме того, электроэнергию вырабатывает гидротурбина 18, соединенная с электрическим генератором (на Фиг. не показан).Thus, in the daytime, desalination of sea water occurs due to solar energy, thanks to a solar battery that generates electricity sufficient to supply, accumulate and heat sea water, evaporate it, overheat the formed water vapor, decompose part of it into hydrogen and oxygen, and accumulate these gases, burning hydrogen in oxygen with the release of a large amount of thermal energy, accumulating part of it in a salt melt, the operation of a steam turbine connected to an electric generator that generates electricity, the operation of a compressor, as well as block 29 and block 36, which allows the electric generator 37 to additionally generate electricity. In addition, electricity is generated by a hydro turbine 18 connected to an electric generator (not shown in FIG.).

3. Работа установки в темное время суток.3. Operation of the installation in the dark.

В темное время суток солнечная батарея не работает, поэтому опреснение морской воды происходит за счет тепловой энергии, выделяющейся в блоке 25 при сжигании водорода в кислороде. Эта энергия обеспечивает накопление и постоянную температуру расплава соли, работу паровой турбины с электрогенератором, и блока 36 с электрическим генератором 37, вырабатывающим необходимую электроэнергию для электронагревателей блоков 19 и 20, для электронагревателей блока 21 и для функционирования блоков 22 и 29, а также для работы насоса 16 и компрессора 34. Кроме того, продолжает работать гидротурбина с электрогенератором, также вырабатывающим электроэнергию.At night, the solar battery does not work, so the desalination of sea water occurs due to the thermal energy released in block 25 when hydrogen is burned in oxygen. This energy ensures the accumulation and constant temperature of the salt melt, the operation of the steam turbine with an electric generator, and block 36 with an electric generator 37, which generates the necessary electricity for the electric heaters of blocks 19 and 20, for the electric heaters of block 21 and for the operation of blocks 22 and 29, as well as for operation pump 16 and compressor 34. In addition, the hydraulic turbine continues to operate with an electric generator that also generates electricity.

Однако в темное время суток не происходит накопления газов в блоках 8 и 9: количество расходуемых газов больше вырабатываемого в это же время их количества.However, at night there is no accumulation of gases in blocks 8 and 9: the amount of consumed gases is greater than their amount produced at the same time.

При наступлении светлого времени суток снова начинает работать солнечная батарея и вырабатываемой энергии начинает хватать не только для обессоливания морской воды, но и для накопления водорода и кислорода, необходимого для следующего ночного цикла.At the onset of daylight hours, the solar battery starts working again and the generated energy begins to suffice not only for desalination of sea water, but also for the accumulation of hydrogen and oxygen necessary for the next night cycle.

Такое построение установки позволяет не только обеспечивать круглосуточный процесс опреснения морской воды только за счет энергии солнца без привлечения других ее источников, но и накапливать и отгружать соль потребителю.This construction of the plant allows not only to provide a round-the-clock process of sea water desalination only at the expense of solar energy without the involvement of its other sources, but also to accumulate and ship salt to the consumer.

Установка позволяет снизить энергетические затраты и не загрязняет окружающую среду.The installation allows to reduce energy costs and does not pollute the environment.

Полученная обессоленная вода может использоваться в различных целях, в частности подвергаться дальнейшей обработке для превращения ее в питьевую воду.The resulting demineralized water can be used for various purposes, in particular, it can be further processed to turn it into drinking water.

Claims (2)

1. Способ круглосуточного опреснения морской воды, включающий преобразование солнечной энергии в электрическую посредством солнечных батарей, аккумулирование солнечной энергии и ее использование для нагрева и испарения морской воды, перегрева полученного водяного пара и разложения перегретого водяного пара на водород и кислород, накопление и хранение этих газов, сжигание водорода в кислороде, получение солевого расплава в качестве аккумулятора тепла для перегрева водяного пара в темное время суток, охлаждение солевого расплава и выгрузку соли, конденсацию водяного пара с получением опресненной воды, отличающийся тем, что накопленный водород перед сжиганием в кислороде сначала разделяют на два потока, один из которых используют для выработки дополнительной электроэнергии, предназначенной для нагрева и испарения морской воды в темное время суток, после чего оба потока смешивают.1. A method for round-the-clock desalination of sea water, including the conversion of solar energy into electrical energy by means of solar panels, the accumulation of solar energy and its use for heating and evaporating sea water, superheating the resulting water vapor and decomposing the superheated water vapor into hydrogen and oxygen, accumulating and storing these gases , combustion of hydrogen in oxygen, production of a salt melt as a heat accumulator for overheating water vapor at night, cooling of the salt melt and unloading salt, condensation of water vapor to obtain desalinated water, characterized in that the accumulated hydrogen is first divided into two streams, one of which is used to generate additional electricity for heating and evaporating sea water at night, after which both streams are mixed. 2. Установка круглосуточного опреснения морской воды, предназначенная для осуществления способа по п. 1, содержащая солнечную батарею для преобразования солнечной энергии в электрическую, аккумулятор электрической энергии с трансформатором, насос забора морской воды, паровую турбину с электрогенератором, блоки нагрева и испарения морской воды, блоки перегрева и разложения водяного пара на водород и кислород, блок конденсации водяного пара, емкость для сбора конденсата-опресненной воды, блоки накопления и хранения водорода и кислорода, блок сжигания водорода в кислороде, блок получения солевого расплава и аккумулирования его тепла для подачи в блок перегрева водяного пара в темное время суток, блок охлаждения солевого расплава и выгрузки соли, отличающаяся тем, что содержит гидротурбину, предназначенную для производства электроэнергии, сообщенную с накопительной емкостью для морской воды и аккумулятором электрической энергии с трансформатором, а между блоком накопления и хранения водорода и блоком его сжигания в кислороде размещен блок использования части водорода для получения дополнительной электроэнергии, необходимой для работы блоков нагрева и испарения воды в темное время суток, а также блок смешения и выравнивания потоков водорода из блока его накопления и из блока использования части водорода для получения дополнительной электроэнергии, кроме того, установка снабжена блоком мгновенного испарения воды, предназначенным для получения высокотемпературного пара, сообщенным посредством блока перегрева пара с паровой турбиной с электрогенератором.2. The plant for the twenty-four-hour seawater desalination, designed to implement the method according to claim 1, containing a solar battery for converting solar energy into electrical energy, an electric energy accumulator with a transformer, a seawater intake pump, a steam turbine with an electric generator, seawater heating and evaporation units, blocks for superheating and decomposition of water vapor into hydrogen and oxygen, a block for condensing water vapor, a tank for collecting condensate-desalinated water, blocks for accumulating and storing hydrogen and oxygen, a block for burning hydrogen in oxygen, a block for producing molten salt and accumulating its heat for supply to the block overheating of water vapor at night, a block for cooling the molten salt and unloading salt, characterized in that it contains a hydraulic turbine designed to produce electricity, communicated with a storage tank for sea water and an electric energy accumulator with a transformer, and between the block for accumulating and storing hydrogen and the block for its combustion in oxygen contains a block for using a part of hydrogen to obtain additional electricity necessary for the operation of blocks for heating and evaporating water at night, as well as a block for mixing and equalizing hydrogen flows from a block for its accumulation and from a block for using a part of hydrogen to obtain additional electricity, in addition, the installation is equipped with a block of instantaneous evaporation of water, designed to produce high-temperature steam, communicated by means of a steam superheat block with a steam turbine with an electric generator.
RU2020109747A 2020-03-05 2020-03-05 Method and installation for round-the-clock desalination of sea water RU2767265C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020109747A RU2767265C2 (en) 2020-03-05 2020-03-05 Method and installation for round-the-clock desalination of sea water

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020109747A RU2767265C2 (en) 2020-03-05 2020-03-05 Method and installation for round-the-clock desalination of sea water

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2020109747A3 RU2020109747A3 (en) 2021-09-06
RU2020109747A RU2020109747A (en) 2021-09-06
RU2767265C2 true RU2767265C2 (en) 2022-03-17

Family

ID=77663105

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020109747A RU2767265C2 (en) 2020-03-05 2020-03-05 Method and installation for round-the-clock desalination of sea water

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2767265C2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113912156A (en) * 2021-11-19 2022-01-11 海南大学 Membrane distillation heat exchange device

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4083781A (en) * 1976-07-12 1978-04-11 Stone & Webster Engineering Corporation Desalination process system and by-product recovery
RU2034787C1 (en) * 1991-04-04 1995-05-10 Михаил Эхильевич Шварц System for distilling sea water by means of solar energy
RU2199492C2 (en) * 2000-01-11 2003-02-27 Альянов Михаил Иванович Device for continuous treatment of sea water at separation of desalinized water, hydrogen, oxygen, metals and other compounds; ion separator for separation of sea water into desalinized water, anolyte and catholyte by magnetic flux, separator-neutralizer for separation of hydrate envelope from ions and neutralization of electric charges and hydrogen generator
DE10222316A1 (en) * 2002-05-18 2003-12-11 Georg Gallon Apparatus and method for solar desalination of seawater and current generation involves use of a solar heated sea water boiler provided with a membrane letting through steam but not salt
DE102010012297A1 (en) * 2010-03-23 2011-09-29 Jürgen Heinig System, useful for producing potable water from sea water by using concentrated solar radiations, comprises parabolic mirrors or -channels including a receiver and a heat exchanger
RU2451641C2 (en) * 2010-07-01 2012-05-27 Захар Борисович Махлин Solar plant for water purification and desalination
US9790103B2 (en) * 2014-05-22 2017-10-17 King Abdulaziz University Hydrogen-powered desalination plant
WO2019002023A1 (en) * 2017-06-29 2019-01-03 Linnebacher Jun Michael Process and apparatus for solar generation of drinking water from a water-solid solution
DE102017010897A1 (en) * 2017-11-24 2019-05-29 Vladimir Pedanov Process for thermal seawater desalination

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4083781A (en) * 1976-07-12 1978-04-11 Stone & Webster Engineering Corporation Desalination process system and by-product recovery
RU2034787C1 (en) * 1991-04-04 1995-05-10 Михаил Эхильевич Шварц System for distilling sea water by means of solar energy
RU2199492C2 (en) * 2000-01-11 2003-02-27 Альянов Михаил Иванович Device for continuous treatment of sea water at separation of desalinized water, hydrogen, oxygen, metals and other compounds; ion separator for separation of sea water into desalinized water, anolyte and catholyte by magnetic flux, separator-neutralizer for separation of hydrate envelope from ions and neutralization of electric charges and hydrogen generator
DE10222316A1 (en) * 2002-05-18 2003-12-11 Georg Gallon Apparatus and method for solar desalination of seawater and current generation involves use of a solar heated sea water boiler provided with a membrane letting through steam but not salt
DE102010012297A1 (en) * 2010-03-23 2011-09-29 Jürgen Heinig System, useful for producing potable water from sea water by using concentrated solar radiations, comprises parabolic mirrors or -channels including a receiver and a heat exchanger
RU2451641C2 (en) * 2010-07-01 2012-05-27 Захар Борисович Махлин Solar plant for water purification and desalination
US9790103B2 (en) * 2014-05-22 2017-10-17 King Abdulaziz University Hydrogen-powered desalination plant
WO2019002023A1 (en) * 2017-06-29 2019-01-03 Linnebacher Jun Michael Process and apparatus for solar generation of drinking water from a water-solid solution
DE102017010897A1 (en) * 2017-11-24 2019-05-29 Vladimir Pedanov Process for thermal seawater desalination

Also Published As

Publication number Publication date
RU2020109747A3 (en) 2021-09-06
RU2020109747A (en) 2021-09-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8341961B2 (en) Solar desalination system
US5645693A (en) Plant for sea water desalinizing using solar energy
US9739504B2 (en) Steam generator and energy supply system using the same
US20120112473A1 (en) Solar desalination system with reciprocating solar engine pumps
US9638064B2 (en) Back-up boiler system for a solar thermal power plant based on molten salt technology, a solar thermal power plant and a method for operating a solar thermal power plant
WO2014003577A1 (en) Plant for energy production
KR20150110676A (en) Solar energy automatic soaking and heat-collecting tube, trough-type assembly, and heat power generating system and technique
US11235985B2 (en) Method for obtaining distillate from non-potable water as well as a device for obtaining distillate from non-potable water
CN102483263A (en) Circulation in the steam state only of heat transfer fluids for solar thermal accumulators
KR20190062802A (en) A Seawater Desalination Load Bank System and Its Control Method for Ocean Thermal Energy Conversion System Test and Surplus Power Utilization for Grid Stabilization
ES2382939T3 (en) Operating procedure of a power plant
RU2767265C2 (en) Method and installation for round-the-clock desalination of sea water
CN102557169B (en) For the system of combinations produce fresh water and electric power
CN103534211B (en) Purification of water by heating with sunlight, via optical cable
JP2005214139A (en) Solar heat power generation and desalination system
RU2602708C2 (en) Apparatus for generating solar energy and an external steam source of additional electric power
WO2016001369A1 (en) System of a desalination plant driven by a solar power plant
CN103459323B (en) By heating water purification with sunlight
WO2016032369A1 (en) Solar power installation (variants)
IL177522A (en) System and method for power generation by hydrothermal means
SU1086192A2 (en) Thermoelectric plant
RU2772145C1 (en) Water desalination systems
KR20250048271A (en) Energy storage and utilization system
CN105174343B (en) A kind of Miniature seawater desalination device and method using diesel residual heat
WO2022046136A1 (en) Utilizing waste heat for thermal desalination