船用海水淡化系统技术方案

本发明专利技术公开了一种船用海水淡化系统，其包括中间换热器、热源循环泵、海水泵、蒸馏系统、可调式双级引射器、常闭阀、第一信号检测控制器、第二信号检测控制器、压力开关及缓存罐。通过设置第一信号检测控制器、常闭阀、可调式双级引射器等元件，各元件之间独立又共联，可全自动检测运行，避免了蒸汽和浓海水一起从浓海水出口被抽走，保证淡水的产量。在运行工况发生变化时，可通过第二信号检测控制器实时检测蒸馏系统内的真空度，再通过可调式双级引射器中的可调二级喷嘴运动来调节蒸馏系统内的真空度，从而对淡化水产量进行调节，保证在工况变化时系统运行的稳定性，提高淡化水产量。

Marine desalination system

The invention discloses a ship with seawater desalination system, which comprises an intermediate heat exchanger, heat pump, water pump, distillation system, adjustable two-stage ejector, a normally closed valve, the first signal detection controller, second signal detection controller, pressure switch and buffer tank. By setting the first signal detection controller, a normally closed valve, adjustable double stage ejector elements, each element between independent and joint, can automatic detection operation, avoid the steam and concentrated seawater from the export of concentrated seawater is pumped out to ensure the yield of fresh water. In the working condition changes, through the real-time detection of distillation system second signal detection unit in the vacuum, and then through the adjustable double stage injector adjustable two stage nozzle movement to adjust the distillation system within the vacuum in the ejector, which regulates the desalinated water production, ensure the changes in working conditions when the system is running the stability, improve the yield of desalinated water.

【技术实现步骤摘要】
船用海水淡化系统
本专利技术涉及海水淡化
，尤其是涉及一种船用海水淡化系统。
技术介绍
淡水供应对于远洋船舶至关重要，为了满足航行中的用水需要，船舶靠自身携带的淡水是远远不够的，而且长期存水容易导致细菌滋生。因此，船舶需要配备海水淡化装置，以提高船舶的续航能力。目前，主流的海水淡化方法是反渗透法和蒸馏法。反渗透法的优点是集成度高；缺点是需要对进料海水进行多重预处理，产水品质不高，并且反渗透膜组件需定期更换，成本高。蒸馏法海水淡化装置一般使用蒸汽或热水作为热源，特别是低温蒸馏海水淡化装置，真空度越高，海水沸点越低，可以利用低品位废热进行海水淡化，大大降低制水成本，还可以有效防止腐蚀、结垢等问题，这使其在船用海水淡化领域拥有独特的优势。船舶柴油机的燃油能量转化效率非常低，一般仅有约40％转变成内燃机的机械功，其余是废热。其中，约20％的废热量被缸套冷却水带走，冷却水温度一般都在60-85℃，属于低品热能。传统的船舶对该部分低品热能的利用率不高。将低品热能的回收利用技术与海水淡化系统结合是解决远洋船舶淡水供应难题的理想途径。公开号为CN105174344A的专利申请公开了一种基于柴油机余热回收的船用海水淡化系统，所述系统包括柴油机余热回收系统、蒸馏系统、淡水收集系统和真空系统；所述柴油机余热回收系统包括烟气余热回收系统及缸套冷却水余热回收系统；所述烟气余热回收系统分别与所述蒸馏系统、真空系统相连接；所述缸套冷却水余热回收系统与所述蒸馏系统相连接；所述蒸馏系统与所述淡水收集系统连接。该船用海水淡化系统的结构简单、操作方便，同时可最大限度地利用柴油机余热。然而该船用蒸馏法海水淡化装置只能在较小工况范围内稳定工作，当柴油机热负荷变化较大时，由于热源热量的降低，蒸发温度下降，而引射器无法调节降低蒸馏器的真空度，系统产水量会显著下降，甚至不工作。而即便工况波动不大，产生的部分蒸汽和浓海水也可能一起被引射器抽走，造成必要的淡化水浪费，或浓水不能及时排走充满蒸馏器污染淡化水。此外，淡化水产水率不稳定，以致船用凝水泵额定流量与其难以匹配，通常情况下船用凝水泵不能满负荷运行，造成电力的浪费。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种能够提到淡化水产量，并能够提高设备运行稳定性的船用海水淡化系统。一种船用海水淡化系统，包括中间换热器、热源循环泵、海水泵、蒸馏系统、可调式双级引射器、常闭阀、第一信号检测控制器、第二信号检测控制器、压力开关及缓存罐；其中，所述蒸馏系统具有蒸发器和冷凝器；所述可调式双级引射器用于引射所述蒸馏系统内的不凝气体和未蒸发的浓海水，所述可调双级引射器包括一级喷嘴、可调二级喷嘴、喷嘴驱动机构、喷嘴传动机构及扩散室，所述一级喷嘴与所述可调二级喷嘴之间具有第一吸口，所述可调二级喷嘴与所述扩散室之间具有第二吸口，所述喷嘴驱动机构通过所述喷嘴传动机构与所述可调二级喷嘴连接以驱动所述可调二级喷嘴在轴向上运动以靠近或远离所述一级喷嘴；所述中间换热器的热端入口用于与柴油机缸套的缸套冷却水出口连通，所述中间换热器的冷端入口与所述蒸发器的热源水出口连通，所述中间换热器的冷端出口与所述蒸发器的热源水入口连通，所述热源循环泵设在所述冷端入口与所述热源水出口之间或设在所述冷端出口与所述热源水入口之间；所述海水泵用于抽取海水，所述海水泵的出水口与所述冷凝器的海水冷却水入口连通；所述冷凝器的海水冷却水出口分别与所述蒸发器的海水入口及所述一级喷嘴的喷管连通；所述冷凝器的淡水出口与所述缓存罐连通，所述缓存罐用于储存淡水；所述第一吸口与所述缓存罐的上部连通，所述第二吸口通过所述常闭阀与所述蒸馏系统的浓海水出口连通；所述第一信号检测控制器用于检测所述蒸馏系统内浓海水的液位高度，当检测的液位高度大于预设值时，所述常闭阀开启，浓海水被抽进所述可调式双级引射器并从所述扩散室排出；所述第二信号检测控制器用于检测所述蒸馏系统的真空度，当检测的真空度不在所述第二信号检测控制器预设的真空度范围内时，所述压力开关接通，所述喷嘴驱动机构通过所述喷嘴传动机构驱动所述可调二级喷嘴在轴向移动以调节所述蒸馏系统的真空度，直至所述蒸馏系统的真空度回到预设的真空度范围内，所述压力开关断开。在其中一个实施例中，所述中间换热器热端出口用于与所述柴油机缸套的缸套冷却水入口连通，且所述热端出口与所述缸套冷却水入口之间或所述热端入口与所述缸套冷却水出口之间设有柴油机冷却水循环泵。在其中一个实施例中，所述海水冷却水出口与所述海水入口之间设有流量调节阀，所述船用海水淡化系统还包括第三信号检测控制器；所述第三信号检测控制器用于检测所述热源水入口处的水温，所述流量调节阀根据所述第三信号检测控制器检测的水温控制开启程度。在其中一个实施例中，所述蒸馏系统还具有除沫器，所述除沫器设在所述蒸发器与所述冷凝器之间。在其中一个实施例中，所述喷嘴驱动机构为自锁电机，所述喷嘴传动机构为轮齿盘，所述可调二级喷嘴上设有与所述轮齿盘啮合的直齿条。在其中一个实施例中，所述可调式双级引射器还包括用于检测所述可调二级喷嘴运动幅度的前限位压力传感器和后限位压力传感器；当所述可调二级喷嘴触碰所述前限位压力传感器或所述后限位压力传感器时，所述喷嘴驱动机构反向驱动。在其中一个实施例中，所述常闭阀为常闭电磁阀。在其中一个实施例中，所述压力开关为压力继电器。在其中一个实施例中，所述船用海水淡化系统还包括预处理器，所述预处理器设在所述海水泵的上游，用于对所述海水泵抽取的海水进行预处理。在其中一个实施例中，所述船用海水淡化系统还包括第四信号检测控制器和与所述缓存罐的出水口连通的凝水泵；所述第四信号检测控制器用于检测所述缓存罐内的液位高度，当所述第四信号检测控制器检测的液位高度大于预设值时，所述凝水泵开启从所述缓存罐抽水。上述船用海水淡化系统通过设置第一信号检测控制器、常闭阀、可调式双级引射器等元件，各元件之间独立又共联，可全自动检测运行，避免了蒸汽和浓海水一起从浓海水出口被抽走，保证淡水的产量。该船用海水淡化系统在运行工况发生变化时，可通过第二信号检测控制器实时检测蒸馏系统内的真空度，再通过可调式双级引射器中的可调二级喷嘴运动来调节蒸馏系统内的真空度，也即通过该可调式双级引射器的结构参数来控制实现蒸馏系统内真空度的稳定，从而对淡化水产量进行调节，保证在工况变化时系统运行的稳定性，提高淡化水产量。进一步，当将中间换热器的热端出口与柴油机的缸套冷却水入口连通，并设置冷却水循环泵，形成循环冷却水对柴油机进行冷却时，通过设置第三信号检测控制器和流量调节阀，第三信号检测控制器用于检测热源水入口处的水温，流量调节阀根据第三信号检测控制器检测的水温控制开启程度，如当第三信号检测控制器检测的水温较高时，流量调节阀开启程度增大，以增大流入蒸发器的给料海水，当检测的水温较低时，流量可调节可减小开启程度，以减小流入蒸发器的给料海水，从而可以对产水量进行适时调节，并可以保证流入中间换热器冷端入口的水温的稳定性，进而在中间换热器内换热情况维持稳定，从而可以保证进入柴油机缸套的冷却水温度维持稳定，进一步保证整个系统运行的稳定性。更进一步，针对传统的凝水泵额定流量难以匹配产水量的问题，利用第四信号检测控制器实时检测缓存罐内的水位控制凝水泵的开启或关闭，可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种船用海水淡化系统，其特征在于，包括中间换热器、热源循环泵、海水泵、蒸馏系统、可调式双级引射器、常闭阀、第一信号检测控制器、第二信号检测控制器、压力开关及缓存罐；其中，所述蒸馏系统具有蒸发器和冷凝器；所述可调式双级引射器用于引射所述蒸馏系统内的不凝气体和未蒸发的浓海水，所述可调双级引射器包括一级喷嘴、可调二级喷嘴、喷嘴驱动机构、喷嘴传动机构及扩散室，所述一级喷嘴与所述可调二级喷嘴之间具有第一吸口，所述可调二级喷嘴与所述扩散室之间具有第二吸口，所述喷嘴驱动机构通过所述喷嘴传动机构与所述可调二级喷嘴连接以驱动所述可调二级喷嘴在轴向上运动以靠近或远离所述一级喷嘴；所述中间换热器的热端入口用于与柴油机缸套的缸套冷却水出口连通，所述中间换热器的冷端入口与所述蒸发器的热源水出口连通，所述中间换热器的冷端出口与所述蒸发器的热源水入口连通，所述热源循环泵设在所述冷端入口与所述热源水出口之间或设在所述冷端出口与所述热源水入口之间；所述海水泵用于抽取海水，所述海水泵的出水口与所述冷凝器的海水冷却水入口连通；所述冷凝器的海水冷却水出口分别与所述蒸发器的海水入口及所述一级喷嘴的喷管连通；所述冷凝器的淡水出口与所述缓存罐连通，所述缓存罐用于储存淡水；所述第一吸口与所述缓存罐的上部连通，所述第二吸口通过所述常闭阀与所述蒸馏系统的浓海水出口连通；所述第一信号检测控制器用于检测所述蒸馏系统内浓海水的液位高度，当检测的液位高度大于预设值时，所述常闭阀开启，浓海水被抽进所述可调式双级引射器并从所述扩散室排出；所述第二信号检测控制器用于检测所述蒸馏系统的真空度，当检测的真空度不在所述第二信号检测控制器预设的真空度范围内时，所述压力开关接通，所述喷嘴驱动机构通过所述喷嘴传动机构驱动所述可调二级喷嘴在轴向移动以调节所述蒸馏系统的真空度，直至所述蒸馏系统的真空度回到预设的真空度范围内，所述压力开关断开。...

【技术特征摘要】
1.一种船用海水淡化系统，其特征在于，包括中间换热器、热源循环泵、海水泵、蒸馏系统、可调式双级引射器、常闭阀、第一信号检测控制器、第二信号检测控制器、压力开关及缓存罐；其中，所述蒸馏系统具有蒸发器和冷凝器；所述可调式双级引射器用于引射所述蒸馏系统内的不凝气体和未蒸发的浓海水，所述可调双级引射器包括一级喷嘴、可调二级喷嘴、喷嘴驱动机构、喷嘴传动机构及扩散室，所述一级喷嘴与所述可调二级喷嘴之间具有第一吸口，所述可调二级喷嘴与所述扩散室之间具有第二吸口，所述喷嘴驱动机构通过所述喷嘴传动机构与所述可调二级喷嘴连接以驱动所述可调二级喷嘴在轴向上运动以靠近或远离所述一级喷嘴；所述中间换热器的热端入口用于与柴油机缸套的缸套冷却水出口连通，所述中间换热器的冷端入口与所述蒸发器的热源水出口连通，所述中间换热器的冷端出口与所述蒸发器的热源水入口连通，所述热源循环泵设在所述冷端入口与所述热源水出口之间或设在所述冷端出口与所述热源水入口之间；所述海水泵用于抽取海水，所述海水泵的出水口与所述冷凝器的海水冷却水入口连通；所述冷凝器的海水冷却水出口分别与所述蒸发器的海水入口及所述一级喷嘴的喷管连通；所述冷凝器的淡水出口与所述缓存罐连通，所述缓存罐用于储存淡水；所述第一吸口与所述缓存罐的上部连通，所述第二吸口通过所述常闭阀与所述蒸馏系统的浓海水出口连通；所述第一信号检测控制器用于检测所述蒸馏系统内浓海水的液位高度，当检测的液位高度大于预设值时，所述常闭阀开启，浓海水被抽进所述可调式双级引射器并从所述扩散室排出；所述第二信号检测控制器用于检测所述蒸馏系统的真空度，当检测的真空度不在所述第二信号检测控制器预设的真空度范围内时，所述压力开关接通，所述喷嘴驱动机构通过所述喷嘴传动机构驱动所述可调二级喷嘴在轴向移动以调节所述蒸馏系统的真空度，直至所述蒸馏系统的真空度回到预设的真空度范围内，所述压...

【专利技术属性】
技术研发人员：张凤鸣，苏闯建，田中轩，熊云，马佳南，陈顺权，袁海，黄振飞，旷万军，
申请(专利权)人：广州中国科学院先进技术研究所，深圳先进技术研究院，深圳市沃尔奔达新能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44