熱核能源低成本高速開採重水瞬間濃縮裝置的製作方法
2023-10-28 19:07:02 2
專利名稱：熱核能源低成本高速開採重水瞬間濃縮裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種永不枯竭的新能源——重水快速濃縮裝置，特別是涉及一種熱核能源低成本高速開採重水瞬間濃縮裝置。
背景技術：
目前，重水的濃縮方法較少，例如主要以電解濃縮為主。此濃縮方法的不足之處是，濃縮的時間較長、濃縮的產量較低、濃縮的成本較高，不利於熱核能源的快速發展。
目前，採用充氣加壓[或充液氣加壓]、超高壓氣液高溶合高混合、瞬間減壓放爆、發泡膨脹[泡沫團狀液包氣狀流]加熱爆碎、汽霧長距離高速漂浮、比重差分離隔離、重水富集濃縮於殘液中的——重水瞬間濃縮裝置的技術，文獻中記載得較少，到目前為止，尚未見到此類技術推廣應用。
發明內容
本發明的目的是克服現有技術中的不足，提供一種超高速的熱核能源低成本高速開採重水瞬間濃縮裝置。
為了達到上述的目的，本發明的技術方案是所述的壓力水管進水閥門的輸出端設置連接有倒置型高壓容器，倒置型高壓容器的下部設置連接有容器高支架，所述的倒置型高壓容器的上部設置連接有壓力水管進水閥門、高壓氣、液輸送管閥門，所述的高壓容器的下部設置連接有高壓氣、液混合瞬間減壓放爆專用閥門、高壓放爆管、高壓放爆多層扁扇口噴霧頭；所述的高壓氣、液輸送管閥門的輸進端設置連接有高壓氣、液輸送管、自動高壓泵、大型氣源罐；所述的高壓放爆多層扁扇口噴霧頭的出口端設置連接有全封大型透明罩棚；所述的高壓放爆多層扁扇口噴霧頭的出口端的下方設置有大型高壓遠程渦輪鼓風機、扁扇型噴射口高溫高壓電熱鼓風機，所述的全封大型透明罩棚的下部設置有大型汽霧飄浮分離室，大型汽霧飄浮分離室的下部設置有區域隔離板、殘液太陽池、淨化水太陽池；所述的殘液太陽池的出口處設置連接有殘液輸出閥門、重水濃縮收集池，所述的淨化水太陽池的出口處設置連接有淨化水輸出閥門。所述的全封大型透明罩棚的體內進口處設置連接有高壓放爆多層扁扇口噴霧頭、大型高壓遠程渦輪鼓風機、高溫火焰噴火器、扁扇型噴射口高溫高壓電熱鼓風機，所述的罩棚的上部設置連接有全封隔離型多葉窗隔層、頂部設置連接有高溫汽化室，所述的罩棚的下部設置連接有大型汽霧漂浮分離室、區域隔離板、洩壓窗、廢氣自動回收器，所述的罩棚的底部設置連接有區域隔離板、殘液太陽池、淨化水太陽池、透明鹽溶液薄膜隔層；所述的罩棚的體外設置有在多葉窗隔層的蓄水處設置連接有蒸餾水輸出閥門[或蒸餾水輸出端]；在廢氣自動回收器的輸出端設置連接有廢氣回收儲氣、液罐；在淨化水太陽池的輸出端設置連接有限位式淨化水輸出閥門[或淨化水輸出端]；在殘液太陽池的輸出端設置連接有殘液輸出閥門、重水濃縮收集池；在噴霧頭的連接處設置連接有高壓放爆管、放爆專用閥門、倒置型高壓容器、容器高支架。所述的輸水管、自動壓力水泵、壓力水管、壓力水管進水閥門、倒置型高壓容器、高壓氣、液混合瞬間減壓放爆專用閥門、高壓放爆管、高壓放爆多層扁扇口噴霧頭相互間連接聯通；所述的大型氣源罐、自動高壓泵、設置有高壓儲氣、液罐、高壓氣、液輸送管、高壓氣、液輸送管閥門、倒置型高壓容器、高壓氣、液混合瞬間減壓放爆專用閥門、高壓放爆管、高壓放爆多層扁扇口噴霧頭相互間連接聯通。單個或多個的倒置型高壓容器的高壓氣、液混合瞬間減壓放爆專用閥門與單個的高壓放爆管、高壓放爆多層扁扇口噴霧頭相互間連接聯通；單個或多個的倒置型高壓容器的壓力水管進水閥門與單個壓力水管、自動壓力水泵、輸水管相互間連接聯通；單個或多個的倒置型高壓容器的高壓氣、液輸送管閥門與單個高壓氣、液輸送管、設置的高壓儲氣、液罐、自動高壓泵、大型氣源罐相互間連接聯通。所述的單個或多個倒置型高壓容器的體外設置連接有壓力水管進水閥門、壓力水管、自動壓力水泵、輸水管、蓄水池、高壓氣、液輸送管閥門、高壓氣、液輸送管、高壓儲氣、液罐、自動高壓泵、大型氣源罐、容器高支架、高壓氣、液混合瞬間減壓放爆專用閥門、高壓放爆管、高壓放爆多層扁扇口噴霧頭。所述的單個或多個倒置型高壓容器的體外設置連接有多個壓力水管進水閥門、多個高壓氣、液輸送管閥門、多個高壓氣、液混合瞬間減壓放爆專用閥門；所述的倒置型高壓容器的體內根據需要可設置電加熱器。
本發明的有益效果是1、結構簡單；2、實用性較強；3、性能穩定；4、成本較低；5、速度較快；6、產量較高；7、設備投資較少；8、便於快速普及推廣。
圖1是本發明實施例的熱核能源低成本高速開採重水瞬間濃縮裝置的工作原理的簡介示意圖。
圖2是本發明實施例的熱核能源低成本高速開採重水瞬間濃縮裝置的高壓容器與相關部件連接的工作原理的簡介示意圖。
圖3是本發明實施例的熱核能源低成本高速開採重水瞬間濃縮裝置的透明罩棚的工作原理的簡介示意圖。
圖中蓄水池1、輸水管2、自動壓力水泵3、壓力水管4、壓力水管進水閥門5、倒置型高壓容器6、容器高支架7、高壓氣、液輸送管閥門8、高壓氣、液輸送管9、高壓儲氣、液罐10、自動高壓泵11、大型氣源罐12、高壓氣、液混合瞬間減壓放爆專用閥門13、高壓放爆管14、高壓放爆多層扁扇口噴霧頭15、全封大型透明罩棚16、大型高壓遠程渦輪鼓風機17、高溫火焰噴火器18、扁扇型噴射口高溫高壓電熱鼓風機19、區域隔離板20、大型汽霧飄浮分離室21、全封隔離型多葉窗隔層22、高溫汽化室23、洩壓窗24、廢氣自動回收器25、廢氣回收儲氣、液罐26、殘液太陽池27、淨化水太陽池28、透明鹽溶液薄膜隔層29、蒸餾水輸出閥門30、限位式淨化水輸出閥門31、殘液輸出閥門32、重水濃縮收集池33、電加熱器34。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明作進一步的描述。
圖1中，全封大型透明罩棚16體內進口處設置連接有高壓放爆多層扁扇口噴霧頭15、大型高壓遠程渦輪鼓風機17、高溫火焰噴火器18、扁扇型噴射口高溫高壓電熱鼓風機19；所述的罩棚16體內設置連接有區域隔離板20、大型霧汽漂浮分離室21、全封隔離型多葉窗隔層22、高溫汽化室23；所述的罩棚16體壁周邊上設置連接有洩壓窗24、廢氣自動回收器25、殘液太陽池27、淨化水太陽池28。在罩棚16的上、中、下層分別設置連接有下層分離室21、中間多葉窗隔層22、上層汽化室23；在罩棚16的底層設置連接有隔離板20、殘液太陽池27、淨化水太陽池28、洩壓窗24、廢氣自動回收器25。在罩棚16的體外設置連接有高壓放爆管14、高壓氣、液混合瞬間減壓放爆專用閥門13、單個或多個倒置型高壓容器6、容器高支架7、蒸餾水輸出閥門30、淨化水輸出閥門31、殘液輸出閥門32、重水濃縮收集池33、廢氣回收儲氣、液罐26。單個或多個的高壓容器6與放爆專用閥門13、放爆管14、噴霧頭15相互間連接；蒸餾水輸出閥門30與多葉窗隔層22連接；儲氣、液灌26與自動回收器25連接；淨化水輸出閥門31與透明鹽溶液薄膜隔層29、淨化水太陽池28連接；重水濃縮收集池33與殘液輸出閥門32連接；殘液輸出閥門32與殘液太陽池27連接。[假如需要，可在高壓容器6體內設置電加熱器34]。
圖2中，單個或多個倒置型高壓容器6的上部一路設置連接有壓力水管進水閥門5、壓力水管4、自動壓力水泵3、輸水管2、蓄水池1，高壓容器6、進水閥門5、壓力水管4、水泵3、輸水管2相互間連接聯通；另一路設置連接有高壓氣、液輸送管閥門8、高壓氣、液輸送管9、高壓儲氣、液罐10、自動高壓泵11、大型氣源罐12，高壓容器6、輸送管閥門8、輸送管9、儲氣、液罐10、高壓泵11、氣源罐12相互間連接聯通。單個或多個高壓容器6的下部設置連接有容器高支架7、高壓氣、液混合瞬間減壓放爆專用閥門13、高壓放爆管14、高壓放爆多層扁扇口噴霧頭15，高壓容器6、放爆專用閥門13、放爆管14、放爆噴霧頭15相互間連接聯通。
圖3中，全封大型透明罩棚16的氣液進口處設置連接有多個倒置型高壓容器6、高壓放爆多層扁扇口噴霧頭15、大型高壓遠程渦輪鼓風機17、高溫火焰噴火器18、扁扇型噴射口高溫高壓電熱鼓風機19、在罩棚16的中部設置連接有區域隔離板20。圖3中的全封隔離型多葉窗隔層22為正三角形，多葉窗隔層22的百葉窗進口設置為單向性的進汽口。
熱核能源低成本高速開採重水瞬間濃縮裝置的工作流水過程為首先將大量的普通水[海水]經過預處理後輸入蓄水池1中，先逐個關閉容器高支架7上的多個倒置型高壓容器6上的高壓氣、液混合瞬間減壓放爆專用閥門13的放爆出口，逐個開啟多個壓力水管進水閥門5的進水通道。開啟自動壓力水泵3、將大量的海水從蓄水池1通過輸送管2、自動壓力水泵3、壓力水管4、壓力水管進水閥門5輸送至多個高壓容器6體內。在多個高壓容器6體內逐個注滿水後逐個關閉壓力水管進水閥門5，自動壓力水泵3自動停機。開啟多個高壓氣、液輸送管閥門8的進氣通道，開啟自動高壓泵11，將大量的氣體或液態氣體從大型氣源罐12通過高壓氣、液輸送管9、自動高壓泵11、高壓儲氣、液罐10輸送至多個倒置型高壓容器6體內。在多個高壓容器6體內的、在高壓儲氣、液罐10體內的高壓氣體逐個充滿氣後及達到所需求的壓力要求後，自動高壓泵11即自動停機，然後逐個關閉輸送管閥門8。此時，倒置型高壓容器6體內的工作壓力可設置在約為幾十公斤至數千公斤。工作壓力越高，氣、液高溶合高混合後，瞬間減壓超高壓放爆，液滴發泡膨脹、爆炸爆碎、揮發、蒸發、汽化的效果就越好。[假如高壓容器6體內設置有電加熱器34，在高壓容器6體內充氣結束後，即開啟電加熱器34，待海水水液加熱至一定的所需求的溫度後，即關閉電加熱器34]。
在開啟大型高壓遠程渦輪鼓風機17、開啟高溫火焰噴火器18、開啟扁扇型噴射口高溫高壓電熱鼓風機19後，即快速逐個開啟高壓氣、液混合瞬間減壓放爆專用閥門13的放爆通道，高溶氣氣液高混合的水液，即從高壓放爆管14、噴霧頭15內噴射出超高壓汽霧混合物，形成多個倒置型高壓容器6逐個連續不斷地超高壓放爆。一旦罩棚16進口處的多個倒置型高壓容器6逐個反覆循環連續不斷地超高壓瞬間減壓放爆，即釋放出巨大的爆發力動能能量，產生大量的巨大衝擊波(激波)壓強爆碎動能，同時快速吸收罩棚16內大量的熱量。超高壓水液放爆噴射後即形成小液滴、霧滴、小霧滴、霧滴泡、小泡沫、大泡沫、泡沫團，在形成泡狀流後，快速發泡膨脹幾十倍、數百倍、數千倍。由於容易揮發的水液容易發泡膨脹，小霧滴在發泡膨脹後形成泡沫泡沫團氣泡雲，並被高溫火焰噴火器18及高溫高壓電熱鼓風機19的高溫熱氣流加熱後炸碎爆碎。在同一氣泡球內，由不容易揮發的組分水液組成形成的不容易拉伸的液膜形成的小面積的氣泡球體的面壁比較厚，在氣泡球壁被爆碎後形成的顆粒較大、總容積較小、比重較大，在被渦輪鼓風機17的強勁高速氣流噴射輸送後不容易被氣流細化同化，懸浮飄移的行程較短，具有向下飄移趨勢，在大型汽霧飄浮分離室21體內空中懸浮停留的時間較短，下降的速度較快，不容易被高溫汽化。在同一氣泡球內，由容易揮發的組分水液組成形成的容易拉伸的液膜形成的大面積的氣泡球體的面壁比較薄，在氣泡球壁被爆碎後形成的顆粒較小，總容積較大，比重較小，在被渦輪鼓風機17的強勁高速氣流噴射輸送後容易被氣流細化同化，懸浮漂移的行程較長，具有向上飄移趨勢，在大型汽霧飄浮分離室21體內空中懸浮滯留的時間較長，下降的速度較慢，容易被罩棚16體內的高溫快速汽化。
在高壓容器6體內的溶氣量極高的水液，一旦超高壓瞬間減壓氣、液高溶合高混合放爆，即形成巨大量的氣泡雲，水液總容積高速膨脹幾十倍、數百倍、數千倍。在氣泡雲被炸碎爆碎後，大多數容易揮發的微細顆粒不斷地被罩棚16體內的高溫快速揮發、蒸發、汽化。有些不容易揮發的顆粒下降至罩棚16的分離室21的下方，此時，懸浮漂移較低的、顆粒較重的液滴在高溫火焰噴火器18及高溫高壓電加熱鼓風機19的高溫熱氣流上方通過時，立即被高溫加熱發泡膨脹炸碎爆碎，再次上升後隨熱氣流懸浮飄移。這些巨大量的不同比重的泡狀流混合氣流[液包氣狀流混合氣流]，隨著熱氣流長時間的飄浮後，這些小液滴氣流群混合物中的微小顆粒由於其組分不同、揮發性不同、比重不同，即會拉開一定的懸浮漂移距離，隨後各自逐漸自由下降，在區域隔離板20的隔離作用下得到分離。此時，如果大量的鼓風機氣流將氣壓增高，洩壓窗24即可自動開啟工作，將多餘的氣體排出。此時，如果「廢氣」的含量較高時，廢氣自動回收器25即自動開啟工作，將多餘廢氣回收輸送至廢氣回收儲氣、液罐26體內，便於再轉化為燃料等有用物質。
由於不容易揮發的水液炸碎爆碎後的小顆粒在分離室21的空中停留的時間較短，下降的速度較快，懸浮飄移的行程較短，在區域隔離板20的分隔作用下匯集至殘液太陽池27中；由於容易揮發的水液炸碎爆碎後的微細顆粒在分離室21的空中滯留的時間較長，下降的速度較慢，懸浮飄移的行程較長，在區域隔離板20的分隔作用下，匯集至淨化水太陽池28中；[殘液太陽池27的底部與淨化水太陽池28底部設置的透明鹽溶液薄膜隔層29均具有吸收太陽能輻射熱量和放熱功能]其中部分微細顆粒被罩棚16體內的高溫氣流及太陽能高溫蒸發汽化上升，部分的上升水汽汽流即從單向入口的全封隔離多葉窗隔層22的多葉窗孔進入至上層的高溫汽化室23內，再經揮發蒸發汽化匯集後形成蒸餾水。最後，開啟蒸餾水輸出閥門30，將蒸餾水水液不斷地輸出；開啟限位式淨化水輸出閥門31，將淨化水水液不斷地輸出；開啟殘液輸出閥門32，將殘液水水液不斷地輸入至重水濃縮收集池33內，[由於重水的揮發性比普通水低，所以重水總是富集濃縮於殘液中，經集中後便於再次精煉濃縮提純]。如此不斷地運行反覆循環不息，達到低成本高速開採熱核能源——瞬間濃縮重水的目的。
權利要求
1.一種熱核能源低成本高速開採重水瞬間濃縮裝置，包括普通水預處理後蓄水池、輸水管、壓力水泵、壓力水管、壓力水管進水閥門、蒸發罐，其特徵在於還包括所述的壓力水管進水閥門(5)的輸出端設置連接有倒置型高壓容器(6)，倒置型高壓容器(6)的下部設置連接有容器高支架(7)，所述的倒置型高壓容器(6)的上部設置連接有壓力水管進水閥門(5)、高壓氣、液輸送管閥門(8)，所述的高壓容器(6)的下部設置連接有高壓氣、液混合瞬間減壓放爆專用閥門(13)、高壓放爆管(14)、高壓放爆多層扁扇口噴霧頭(15)；所述的高壓氣、液輸送管閥門(8)的輸進端設置連接有高壓氣、液輸送管(9)、自動高壓泵(11)、大型氣源罐(12)；所述的高壓放爆多層扁扇口噴霧頭(15)的出口端設置連接有全封大型透明罩棚(16)；所述的高壓放爆多層扁扇口噴霧頭(15)的出口端的下方設置有大型高壓遠程渦輪鼓風機(17)、扁扇型噴射口高溫高壓電熱鼓風機(19)，所述的全封大型透明罩棚(16)的下部設置有大型汽霧飄浮分離室(21)，大型汽霧飄浮分離室(21)的下部設置有區域隔離板(20)、殘液太陽池(27)、淨化水太陽池(28)；所述的殘液太陽池(27)的出口處設置連接有殘液輸出閥門(32)、重水濃縮收集池(33)，所述的淨化水太陽池(28)的出口處設置連接有淨化水輸出閥門(31)。
2.根據權利要求1所述的熱核能源低成本高速開採重水瞬間濃縮裝置，其特徵在於，所述的全封大型透明罩棚(16)的體內進口處設置連接有高壓放爆多層扁扇口噴霧頭(15)、大型高壓遠程渦輪鼓風機(17)、高溫火焰噴火器(18)、扁扇型噴射口高溫高壓電熱鼓風機(19)，所述的罩棚(16)的上部設置連接有全封隔離型多葉窗隔層(22)、頂部設置連接有高溫汽化室(23)，所述的罩棚(16)的下部設置連接有大型汽霧漂浮分離室(21)、區域隔離板(20)、洩壓窗(24)、廢氣自動回收器(25)，所述的罩棚(16)的底部設置連接有區域隔離板(20)、殘液太陽池(27)、淨化水太陽池(28)、透明鹽溶液薄膜隔層(29)；所述的罩棚(16)的體外設置有在多葉窗隔層(22)的蓄水處設置連接有蒸餾水輸出閥門(30)[或蒸餾水輸出端(30)]；在廢氣自動回收器(25)的輸出端設置連接有廢氣回收儲氣、液罐(26)；在淨化水太陽池(28)的輸出端設置連接有限位式淨化水輸出閥門(31)[或淨化水輸出端(31)]；在殘液太陽池(27)的輸出端設置連接有殘液輸出閥門(32)、重水濃縮收集池(33)；在噴霧頭(15)的連接處設置連接有高壓放爆管(14)、放爆專用閥門(13)、倒置型高壓容器(6)、容器高支架(7)。
3.根據權利要求1或2所述的熱核能源低成本高速開採重水瞬間濃縮裝置，其特徵在於，所述的輸水管(2)、自動壓力水泵(3)、壓力水管(4)、壓力水管進水閥門(5)、倒置型高壓容器(6)、高壓氣、液混合瞬間減壓放爆專用閥門(13)、高壓放爆管(14)、高壓放爆多層扁扇口噴霧頭(15)相互間連接聯通；所述的大型氣源罐(12)、自動高壓泵(11)、設置有高壓儲氣、液罐(10)、高壓氣、液輸送管(9)、高壓氣、液輸送管閥門(8)、倒置型高壓容器(6)、高壓氣、液混合瞬間減壓放爆專用閥門(13)、高壓放爆管(14)、高壓放爆多層扁扇口噴霧頭(15)相互間連接聯通。
4.根據權利要求1或2或3所述的熱核能源低成本高速開採重水瞬間濃縮裝置，其特徵在於，單個或多個的倒置型高壓容器(6)的高壓氣、液混合瞬間減壓放爆專用閥門(13)與單個的高壓放爆管(14)、高壓放爆多層扁扇口噴霧頭(15)相互間連接聯通；單個或多個的倒置型高壓容器(6)的壓力水管進水閥門(5)與單個壓力水管(4)、自動壓力水泵(3)、輸水管(2)相互間連接聯通；單個或多個的倒置型高壓容器(6)的高壓氣、液輸送管閥門(8)與單個高壓氣、液輸送管(9)、設置的高壓儲氣、液罐(10)、自動高壓泵(11)、大型氣源罐(12)相互間連接聯通。
5.根據權利要求1或2或3所述的熱核能源低成本高速開採重水瞬間濃縮裝置，其特徵在於，所述的單個或多個倒置型高壓容器(6)的體外設置連接有壓力水管進水閥門(5)、壓力水管(4)、自動壓力水泵(3)、輸水管(2)、蓄水池(1)、高壓氣、液輸送管閥門(8)、高壓氣、液輸送管(9)、高壓儲氣、液罐(10)、自動高壓泵(11)、大型氣源罐(12)、容器高支架(7)、高壓氣、液混合瞬間減壓放爆專用閥門(13)、高壓放爆管(14)、高壓放爆多層扁扇口噴霧頭(15)。
6.根據權利要求1或2或3所述的熱核能源低成本高速開採重水瞬間濃縮裝置，其特徵在於，所述的單個或多個倒置型高壓容器(6)的體外設置連接有多個壓力水管進水閥門(5)、多個高壓氣、液輸送管閥門(8)、多個高壓氣、液混合瞬間減壓放爆專用閥門(13)；所述的倒置型高壓容器(6)的體內根據需要可設置電加熱器(34)。
全文摘要
本發明公開了一種熱核能源低成本高速開採重水瞬間濃縮裝置，旨在提供一種結構簡單、性能穩定、實用性較強、投資較少、成本較低、速度較快、產量較高、便於快速普及推廣的永不枯竭熱核能源低成本高速開採重水瞬間濃縮裝置。其技術方案的要點是本發明採用超高壓氣、液高溶合高混合、瞬間減壓放爆、汽霧長距離高速飄浮、比重差分離隔離的重水瞬間濃縮裝置。可直接將連續不斷地壓注入容器內的高壓普通水，在數秒鐘內一次性即可濃縮、分離、隔離出重水富集的濃縮殘液。
文檔編號C01B5/00GK1702040SQ20041001858
公開日2005年11月30日 申請日期2004年5月24日 優先權日2004年5月24日
發明者陳明 申請人:陳明, 顧仁欣