專利名稱：一種水電聯(lián)產(chǎn)中海水淡化系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于海水淡化領(lǐng)域，涉及一種水電聯(lián)產(chǎn)中海水淡化系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
海水淡化，又稱海水脫鹽，是分離海水中鹽和水的技術(shù)和過程。海水淡化技術(shù)的發(fā)展與工業(yè)應(yīng)用，已有半個世紀的歷史，在此期間形成了以多級閃蒸、反滲透和多效蒸發(fā)為主要代表的工業(yè)技術(shù)。從地區(qū)上來講，中東海灣國家仍將以多級閃蒸為首選，因為它具有大型化和超大型化(單臺設(shè)備產(chǎn)水量目前已高達日產(chǎn)淡水4 5萬噸)、適應(yīng)于污染重的海灣水以及預(yù)處理費用低的優(yōu)勢；然而在中東以外地區(qū)將以反滲透或膜法為首選。從電力行業(yè)的實際應(yīng)用考慮，熱法海水淡化具有良好的發(fā)展前景，特別是近年來， 低溫多效技術(shù)仍在不斷發(fā)展和完善，技術(shù)經(jīng)濟性不斷提高，尤其是對水電聯(lián)產(chǎn)的大型海水淡化裝置而言，具有獨特的優(yōu)勢和特色。低溫多效技術(shù)是利用廢熱或電廠、化工廠低品質(zhì)蒸汽，在串聯(lián)的一系列水平管降膜蒸發(fā)器內(nèi)，以較低的溫度(低于70°C)將海水蒸餾，用一定量的蒸汽輸入通過多次的蒸發(fā)和冷凝，從而得到多倍于輸入蒸汽量的蒸餾水的淡化過程。每個蒸發(fā)器又稱為“效”。該技術(shù)產(chǎn)品水水質(zhì)高，淡化后的水質(zhì)可以達到含鹽量小于10mg/L。目前，在水電聯(lián)產(chǎn)的設(shè)計優(yōu)化、低溫多效裝置大型化、提高低溫多效系統(tǒng)經(jīng)濟性和新材料使用等多方面還存在很大空間。如圖1所示，國內(nèi)水電聯(lián)產(chǎn)的低溫多效海水淡化系統(tǒng)一般采用高溫高壓(例如壓力為0. 55MPa，溫度為320°C )蒸汽作為熱源，在提高了造水比的同時削弱了發(fā)電能力，成本較高。與此同時，汽輪機排汽作為火力發(fā)電廠凝汽器工作， 凝汽器循環(huán)水在凝汽器和冷卻塔之間形成回路，循環(huán)水熱量一般通過冷卻塔排入大氣，造成了能源的浪費，同時大量循環(huán)水蒸發(fā)也造成了水資源的浪費。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種水電聯(lián)產(chǎn)中海水淡化系統(tǒng)，吸收發(fā)電廠凝汽器循環(huán)水熱量，降低物料海水過冷度，提高淡水產(chǎn)量和系統(tǒng)的經(jīng)濟性。本實用新型的海水淡化系統(tǒng)包括汽輪機，用于向熱泵提供作為驅(qū)動熱源的汽輪機抽汽；發(fā)電機組凝汽器，用于向熱泵提供凝汽器循環(huán)水；熱泵，由汽輪機抽汽驅(qū)動以吸收凝汽器循環(huán)水熱量并將熱量傳遞給物料海水；和海水淡化單元，接收由熱泵預(yù)熱的物料海水并進行海水淡化。優(yōu)選地，所述熱泵為吸收式熱泵，更優(yōu)選為溴化鋰吸收式熱泵，數(shù)量為1 20臺。 當熱泵的數(shù)量> 2時，熱泵之間為并聯(lián)連接，即凝汽器循環(huán)水分別進入多臺熱泵對進入各熱泵的海水進行預(yù)熱，預(yù)熱的海水匯總后進入海水淡化單元，以滿足多效蒸發(fā)器需要的海水量。[0014]本實用新型中，所有的海水淡化單元是本領(lǐng)域已知的海水淡化設(shè)備，包括噴淋裝置、多效蒸發(fā)器、淡水回收管、鹽水回收管等。本實用新型中所使用的溴化鋰吸收式熱泵為現(xiàn)有技術(shù)，其工作原理如圖3所示。 該溴化鋰吸收式熱泵是利用低溫水為熱源，溴化鋰溶液為吸收劑，在驅(qū)動熱源的作用下將低溫熱源中的熱量提取出來，并連同所消耗的高品質(zhì)能一起轉(zhuǎn)移到高溫熱源，進而得到較高品質(zhì)的熱媒。本實用新型的海水淡化系統(tǒng)中，從發(fā)電廠凝汽器出來的凝汽器循環(huán)水一部分進入熱泵，熱泵以汽輪機抽汽為驅(qū)動熱源，回收這些循環(huán)水的熱量，凝汽器循環(huán)水溫度降低，重新進入發(fā)電機組凝汽器循環(huán)使用。另一部分從凝汽器出來的循環(huán)水返回至冷卻塔，經(jīng)冷凝后再返回至凝汽器，與流經(jīng)熱泵的循環(huán)水一起在凝汽器中被加熱，而后再分別進入熱泵或返回冷卻塔。物料海水通過物料海水管進入熱泵，被熱泵預(yù)熱，預(yù)熱后的物料海水流入噴淋裝置，通過各效蒸發(fā)器蒸發(fā)，得到蒸發(fā)冷凝淡水。本實用新型從節(jié)約能源和資源的角度出發(fā)，優(yōu)化系統(tǒng)流程，通過熱泵回收利用凝汽器循環(huán)水余熱，作為低溫多效海水淡化系統(tǒng)物料海水的預(yù)熱熱源，減少了高溫高壓蒸汽的消耗量，減少能源浪費和環(huán)境污染。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的水電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)示意圖；圖2為本實用新型的海水淡化系統(tǒng)示意圖；圖3為吸收式熱泵原理圖。
具體實施方式
現(xiàn)結(jié)合附圖和具體實施方式
說明本實用新型，但本實用新型不限于本具體實施方式
。如圖2所示，水電聯(lián)產(chǎn)的海水淡化系統(tǒng)包括發(fā)電機組凝汽器1、汽輪機2、熱泵3和海水淡化單元，海水淡化單元包括噴淋裝置4和蒸發(fā)器5。從發(fā)電機組凝汽器1中出來的一部分凝汽器循環(huán)水進入熱泵3中，汽輪機2向熱泵3提供汽輪機抽汽，以驅(qū)動熱泵3吸收循環(huán)水熱量，預(yù)熱進入熱泵3中的物料海水。預(yù)熱后的物料海水進入海水淡化單元進行海水淡化。其中，熱泵3為溴化鋰吸收式熱泵。本實用新型中，從凝汽器1中出來的循環(huán)水一部分進入熱泵3，由熱泵3吸收熱量；另一部分循環(huán)水返回電廠冷卻塔冷卻，再返回至凝汽器 1，與流經(jīng)熱泵3的循環(huán)水一起在凝汽器1中被加熱，而后再分別進入熱泵3或返回冷卻塔， 反復(fù)使用。汽輪機2還向凝汽器1提供驅(qū)動熱源，驅(qū)動凝汽器1運作。進行海水淡化時，從汽輪機2引入高壓蒸汽(0.5MPa)為驅(qū)動熱源，高壓蒸汽經(jīng)過蒸汽管進入熱泵3，驅(qū)使熱泵3進行工作，吸收進入熱泵3的凝汽器循環(huán)水熱量；凝汽器循環(huán)水從進入熱泵3時的40°C變成流出熱泵3時的30°C，溫度降低，然后回到凝汽器1循環(huán)利用。熱泵驅(qū)動蒸汽在熱泵3中冷凝后排出。物料海水進入熱泵3，熱泵3將吸收的驅(qū)動蒸汽和凝汽器循環(huán)水的熱量傳遞給物料海水，對物料海水進行預(yù)熱。預(yù)熱后的物料海水進入相應(yīng)的噴淋裝置4，進入蒸發(fā)器5中進行海水淡化，生成淡水。熱泵2的工作原理如圖3所示。該溴化鋰吸收式熱泵是利用低溫水為熱源，溴化鋰溶液為吸收劑，在驅(qū)動熱源的作用下將低溫熱源中的熱量提取出來，并連同所消耗的高品質(zhì)能一起轉(zhuǎn)移到高溫熱源，進而得到較高品質(zhì)的熱媒。本領(lǐng)域技術(shù)人員可知，本實用新型中可以使用1 20臺熱泵，以滿足海水淡化單元中多效蒸發(fā)器需要的物料海水量。當使用的熱泵數(shù)量>2時，熱泵之間為并聯(lián)連接，即凝汽器循環(huán)水分別進入多臺熱泵對進入各熱泵的物料海水進行預(yù)熱，預(yù)熱的海水匯總后進入海水淡化單元進行海水淡化。實施例低溫多效海水淡化項目淡水預(yù)計產(chǎn)量25000t/d，蒸發(fā)器總效數(shù)為9效；汽輪機抽汽參數(shù)流量約42. 2t/h，壓力0. 55MPa，溫度320°C，比焓3105kJ/kg ；物料海水參數(shù):3440t/h，溫度30°C，鹽度35. 6g/kg。海水淡化系統(tǒng)的設(shè)置如上所述。從汽輪機組引入高壓蒸汽10t/h(壓力0. 5MPa，溫度320°C )為驅(qū)動熱源，驅(qū)使熱泵進行工作，將凝汽器循環(huán)水從流入熱泵時約40°C在熱泵中冷凝至流出熱泵時的大約 30 "C。熱泵將驅(qū)動蒸汽和流量約500t/h凝汽器循環(huán)水余熱傳遞給物料海水對物料海水進行預(yù)熱，其中物料海水流量3440t/h，流入熱泵時的溫度為30°C。預(yù)熱后的物料海水進入9效蒸發(fā)器的噴淋裝置，均勻地噴灑到海水淡化蒸發(fā)器換熱管束上；物料海水通過低溫多效的方式蒸發(fā)，最后產(chǎn)生淡水。與未使用熱泵前相比，節(jié)約高品質(zhì)蒸汽(壓力0. 55MPa，溫度320°C)8%左右，造水比從15提高到16. 5，降低了造水成本；同時一部分凝汽器循環(huán)余熱得到充分利用，減少了能源浪費和環(huán)境污染。
權(quán)利要求1.一種水電聯(lián)產(chǎn)中海水淡化系統(tǒng)，其特征在于，包括 汽輪機，用于向熱泵提供作為驅(qū)動熱源的汽輪機抽汽； 發(fā)電機組凝汽器，用于向熱泵提供凝汽器循環(huán)水；熱泵，由汽輪機抽汽驅(qū)動以吸收凝汽器循環(huán)水熱量并將熱量傳遞給物料海水；和海水淡化單元，接收由熱泵預(yù)熱的物料海水并進行海水淡化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海水淡化系統(tǒng)，其特征在于，所述熱泵為吸收式熱泵，數(shù)量為 1 20臺。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的海水淡化系統(tǒng)，其特征在于，當所述熱泵的數(shù)量>2時，熱泵之間為并聯(lián)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3任意一項所述的海水淡化系統(tǒng)，其特征在于，所述海水淡化單元包括海水噴淋裝置和多效蒸發(fā)器。
專利摘要本實用新型屬于海水淡化領(lǐng)域，涉及一種水電聯(lián)產(chǎn)中海水淡化系統(tǒng)。本實用新型的海水淡化系統(tǒng)包括汽輪機，用于向熱泵提供作為驅(qū)動熱源的汽輪機抽汽；發(fā)電機組凝汽器，用于向熱泵提供凝汽器循環(huán)水；熱泵，由汽輪機抽汽驅(qū)動以吸收凝汽器循環(huán)水熱量并將熱量傳遞給物料海水；和海水淡化單元，接收由熱泵預(yù)熱的物料海水并進行海水淡化。本實用新型的海水淡化系統(tǒng)減少了高溫高壓蒸汽的消耗量，減少能源浪費和環(huán)境污染。
文檔編號C02F103/08GK202107548SQ201120210328
公開日2012年1月11日 申請日期2011年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月21日
發(fā)明者丁濤, 周洪光, 張建麗, 張忠梅, 李延兵, 楊慶衛(wèi) 申請人:中國神華能源股份有限公司, 北京國華電力有限責任公司, 神華國華(北京)電力研究院有限公司