一种太阳能海水淡化提盐及发电一体化系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种太阳能海水淡化提盐及发电一体化系统，包括聚光集热系统、过热器、布帘换热蒸发系统、汽轮发电机和蓄热罐；布帘换热蒸发系统包括固液分离油/水换热蒸发系统、蒸汽冷凝换热系统和管帘换热系统；本实用新型专利技术采用功能分段换热，固液分离油/水换热蒸发系统、蒸汽冷凝换热系统和管帘换热系统协同，且三者均采用纤维织物布水帘，以基于柔性透气透湿纺织品构建的瀑布水幕为换热蒸发界面，以气流扰动强制对流换热，增加换热蒸发而积的同时，防止产生水垢及腐蚀，实现聚光集热形成的高品位热能的梯次循环换热。本实用新型专利技术集太阳能热发电和海水淡化产水产盐于一体，低成本生产清洁能源和直饮水，经济效益和环境效益均十分显著。

An Integrated System of Solar Desalination, Salt Extraction and Power Generation

The utility model relates to a solar desalination, salt extraction and power generation integrated system, which comprises a concentrating and collecting system, a superheater, a curtain heat exchange and evaporation system, a steam turbine generator and a heat storage tank; the curtain heat exchange and evaporation system comprises a solid-liquid separation oil/water heat exchange and evaporation system, a steam condensation heat exchange system and a tube curtain heat exchange system; the utility model adopts a functional segmented heat exchange, and a solid-liquid separation system. Oil/water heat exchange and evaporation system, steam condensation heat exchange system and tube curtain heat exchange system cooperate, and all of them adopt fibre fabric water curtain. The waterfall water curtain based on flexible breathable and moisture permeable textiles is used as the heat exchange and evaporation interface. The forced convection heat transfer is disturbed by air flow, and the accumulation of heat exchange and evaporation is increased. At the same time, scale and corrosion are prevented, so as to realize high-grade heat energy formed by concentrating light and heat. Cascade heat transfer. The utility model integrates solar thermal power generation and seawater desalination to produce water and salt, and produces clean energy and direct drinking water at low cost, with remarkable economic and environmental benefits.

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能海水淡化提盐及发电一体化系统
本技术涉及太阳能海水淡化领域，特别涉及一种太阳能海水淡化提盐及发电一体化系统。
技术介绍
太阳能作为一种取之不尽的清洁能源已成为人类开发利用的主要绿色能源之一。太阳能热利用是太阳能利用中效率最高、效益最好的一种利用方法。目前，太阳能中高温热利用以太阳能热发电为主由于太阳能辐射能的能准密度低，要想得到较高的温度，就必须通过聚光集热的手段来实现。因此，太阳能聚光集热系统和热交换系统成为太阳能中高温热利用的关键。现有太阳能热发电系统主要有槽式太阳能热发电方式、塔式太阳能热发电方式和碟式太阳能热发电方式。这三种热发电方式都采用聚焦式聚光集热，均需要太阳能跟踪运动机构。槽式人阳能聚光集热系统以线聚焦代替点聚焦，运行温度一般不超过400℃；由于其聚光集热系统的接收器长，散热器面积大，与塔式、碟式热发电的点聚光系统相比，热损较大；不过，槽式抛物而集热装置的制造所需的构件形式不多，只需要单轴向跟踪，容易标准化，适合批量生产。相比塔式和碟式太阳能热发电，槽式聚光集热系统更经济、更实用。但槽式太阳能聚光器抛物面镜面弧度大，抗风能力和运动性能要求高，因此，制造难度也较大，用钢量多。太阳能集热接收器的制造成本和维护问题也足目前槽式太阳能聚光集热系统的推广应用而临的困难，目前，槽式太阳能集热接收器使用的是直通式金属-玻璃真空集热管，具有热损失小、可规模化生产的优点，但也存在金属与玻璃之间的封接交困难、易破损、选择性吸收涂层易脱落等问题。太阳能热交换系统，包括太阳能蒸发器、顶热器、过热器等，产品种类繁多，但大多数采用管壳式换热蒸发器，具有换热效率高、结构紧凑等优点，但竹壳换热器众属表而易结垢、腐蚀，影响换热效率和使用寿命。太阳能海水(苦咸水)淡化是太阳能热利用的一种重要途径，也是解决人类淡水短缺的币要手段之一。利用太阳能实现海水(苦咸水)淡化，无污染，运行成木低，且太阳能和海水资源无限，但存在效率低，难以规模化，初期投资费用高等问题。太阳能单一热利用方式研究较多，但都存在利用效率不高、初期投资费用过人等问题。太阳能多种热利用方法协同，梯次循环利用不同品级的太阳能，将成为未来发展的方向。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种太阳能海水淡化提盐及发电一体化系统。本技术解决上述技术问题的技术方案如下：太阳能海水淡化提盐及发电一体化系统，包括聚光集热系统、过热器、布帘换热蒸发系统、汽轮发电机和蓄热罐；所述布帘换热蒸发系统包括固液分离油/水换热蒸发系统、蒸汽冷凝换热系统和管帘换热系统；聚光集热系统用于利用太阳能对传热工质进行加热，并将加热后的传热工质输送至过热器，过热器用于使传热工质与高温蒸汽进行换热，得到一次余热蒸汽，并将一次余热蒸汽经由汽轮发电机输送至管帘换热系统，将传热工质输送至固液分离油/水换热蒸发系统；蓄热罐的两端分别连接聚光集热系统的传热工质入口端和传热工质出口端，蓄热罐用于利用传热工质存储热能，以及根据总装置的热负荷变化，向汽轮发动机提供热能；汽轮发电机用于利用一次余热蒸汽进行发电；固液分离油/水换热蒸发系统利用第二布帘换热机构以第二涡流喷汽管喷出的三次余热蒸汽在第二纤维布水帘与传热工质散热片之间产生气流扰动，强制对流换热，并通过传热工质和三次余热蒸汽与二次预热海水进行换热，得到浓缩海水和高温蒸汽，并对浓缩海水进行过滤和沉淀得到固体海盐，并将高温蒸汽输送至过热器，将传热工质输送至聚光集热系统；蒸汽冷凝换热系统利用第一布帘换热机构以第一涡流喷汽管喷出的循环风在第一纤维布水帘与二次余热蒸汽散热片之间产生气流扰动，使二次余热蒸汽与海水进行对流换热，得到初步预热海水和三次余热蒸汽，并将初步预热海水输送至管帘换热系统，将三次余热蒸汽输送至固液分离油/水换热蒸发系统；蒸汽冷凝换热系统还用于对二次余热蒸汽进行冷凝得到蒸馏水；管帘换热系统利用第三布帘换热机构使初步预热海水与一次余热蒸汽直接接触换热得到二次预热海水和二次余热蒸汽，并将二次预热海水输送至固液分离油/水换热蒸发系统，将二次余热蒸汽输送至蒸汽冷凝换热系统。进一步的，聚光集热系统用于利用太阳能与传热工质进行换热，聚光集热系统中的传热工质出口端通过缓冲箱连接至过热器传热工质入口端外侧，过热器传热工质入口端内侧通过换热盘连接过热器传热工质出口端内侧，过热器传热工质出口端外侧连接固液分离油/水换热蒸发系统的蒸发系统传热工质入口端外侧，蒸发系统传热工质入口端内侧通过传热工质散热片连接至蒸发系统传热工质出口端内侧，蒸发系统传热工质出口端外侧通过膨胀箱连接至工质泵入口端，工质泵出口端连接聚光集热系统中的传热工质入口端；所述蒸汽冷凝换热系统包括第一布帘换热机构、余热蒸汽换热片和第一集水槽，所述第一布帘换热机构包括第一海水入口端，第一布帘换热机构用于使第一海水入口端进入的海水与余热蒸汽换热片中的二次余热蒸汽进行换热得到三次余热蒸汽和初步预热海水，并使二次余热蒸汽冷凝产生蒸馏水，冷凝产生的蒸馏水由蒸汽冷凝换热系统的冷凝水出口流出；第一布帘换热机构下端设置有第一集水槽，第一集水槽用于盛放初步预热海水，第一集水槽连接第一水泵入口端，第一水泵出口端连接管帘换热系统的海水入口端；所述余热蒸汽换热片包括第一蒸汽入口端和第一蒸汽出口端，所述第一蒸汽入口端通过风机连接管帘换热系统，所述第一蒸汽出口端外侧通过第一抽汽泵连接至固液分离油/水换热蒸发系统的喷汽管，第一抽汽泵用于将三次余热蒸汽抽吸至固液分离油/水换热蒸发系统；过热器蒸汽出口端内侧通过换热盘连接过热器蒸汽入口端内侧，过热器蒸汽入口端外侧通过第二抽汽泵连接固液分离油/水换热蒸发系统的排汽口，过热器换热盘用于使传热工质与高温蒸汽进行换热，得到一次余热蒸汽；过热器蒸汽出口端外侧通过汽轮发电机连接管帘换热系统蒸汽入口端；所述管帘换热系统包括第三布帘换热机构、布汽管和第二集水槽，所述第三布帘换热机构包括第三海水入口端，所述第三布帘换热机构设置在布汽管上方且用于使第三海水入口端进入的初步预热海水与布汽管喷出的一次余热蒸汽进行换热得到二次预热海水，第三布帘换热机构的下方设置有第二集水槽，第二集水槽用于盛放二次预热海水，第二集水槽连接第二水泵入口端，第二水泵出口端连接管帘换热系统的布水管入口端和固液分离油/水换热蒸发系统的海水入口端；布汽管喷出的一次余热蒸汽与初步预热海水进行换热后得到二次余热蒸汽，所述管帘换热系统上方设置有第三蒸汽出口端，所述第三蒸汽出口端通过风机连接至第一蒸汽入口端，所述风机用于将二次余热蒸汽由第三蒸汽出口端抽吸至第一蒸汽入口端；所述固液分离油/水换热蒸发系统包括第二布帘换热机构、传热工质散热片和固液分离滤渗池，所述第二布帘换热机构的包括第二海水入口端，第二布帘换热机构用于使第二海水入口端进入的二次预热海水与传热工质散热片进行换热，得到高温蒸汽和浓缩海水，固液分离油/水换热蒸发系统的下端设置有固液分离滤渗池，固液分离滤渗池用于盛放浓缩海水，并对浓缩海水进行过滤和沉淀，得到固体海盐；所述固液分离油/水换热蒸发系统还包括第二喷汽管和第二排汽口，所述第二喷汽管设置在第二布帘换热机构下方，用于使三次余热蒸汽与二次预热海水进行换热，所述第二排汽口排汽口设置在第二布帘换热机构上端，第二抽汽本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种太阳能海水淡化提盐及发电一体化系统，其特征在于，包括聚光集热系统(1)、过热器(2)、布帘换热蒸发系统、汽轮发电机(6)和蓄热罐(10)；所述布帘换热蒸发系统包括固液分离油/水换热蒸发系统(3)、蒸汽冷凝换热系统(4)和管帘换热系统(5)；聚光集热系统(1)用于利用太阳能对传热工质进行加热，并将加热后的传热工质输送至过热器(2)，过热器(2)用于使传热工质与高温蒸汽进行换热，得到高温过热蒸汽，并将高温过热蒸汽经由汽轮发电机(6)后的一次余热蒸汽输送至管帘换热系统(5)，将传热工质输送至固液分离油/水换热蒸发系统(3)；蓄热罐(10)的两端分别连接聚光集热系统(1)的传热工质入口端和传热工质出口端，蓄热罐(10)用于利用传热工质存储热能，以及根据总装置的热负荷变化，向汽轮发动机提供热能；汽轮发电机(6)用于利用一次余热蒸汽进行发电；固液分离油/水换热蒸发系统(3)利用第二布帘换热机构使传热工质和三次余热蒸汽与二次预热海水进行换热，得到浓缩海水和高温蒸汽，并对浓缩海水进行过滤和沉淀得到固体海盐，并将高温蒸汽输送至过热器(2)，将传热工质输送至聚光集热系统(1)；蒸汽冷凝换热系统(4)利用第一布帘换热机构使二次余热蒸汽与海水进行换热，得到初步预热海水和三次余热蒸汽，并将初步预热海水输送至管帘换热系统(5)，将三次余热蒸汽输送至固液分离油/水换热蒸发系统(3)；蒸汽冷凝换热系统(4)还用于对二次余热蒸汽进行冷凝得到蒸馏水；管帘换热系统(5)利用第三布帘换热机构使初步预热海水与一次高温余热蒸汽进行换热得到二次预热海水和二次余热蒸汽，并将二次预热海水输送至固液分离油/水换热蒸发系统(3)，将二次余热蒸汽输送至蒸汽冷凝换热系统(4)。...

【技术特征摘要】
1.一种太阳能海水淡化提盐及发电一体化系统，其特征在于，包括聚光集热系统(1)、过热器(2)、布帘换热蒸发系统、汽轮发电机(6)和蓄热罐(10)；所述布帘换热蒸发系统包括固液分离油/水换热蒸发系统(3)、蒸汽冷凝换热系统(4)和管帘换热系统(5)；聚光集热系统(1)用于利用太阳能对传热工质进行加热，并将加热后的传热工质输送至过热器(2)，过热器(2)用于使传热工质与高温蒸汽进行换热，得到高温过热蒸汽，并将高温过热蒸汽经由汽轮发电机(6)后的一次余热蒸汽输送至管帘换热系统(5)，将传热工质输送至固液分离油/水换热蒸发系统(3)；蓄热罐(10)的两端分别连接聚光集热系统(1)的传热工质入口端和传热工质出口端，蓄热罐(10)用于利用传热工质存储热能，以及根据总装置的热负荷变化，向汽轮发动机提供热能；汽轮发电机(6)用于利用一次余热蒸汽进行发电；固液分离油/水换热蒸发系统(3)利用第二布帘换热机构使传热工质和三次余热蒸汽与二次预热海水进行换热，得到浓缩海水和高温蒸汽，并对浓缩海水进行过滤和沉淀得到固体海盐，并将高温蒸汽输送至过热器(2)，将传热工质输送至聚光集热系统(1)；蒸汽冷凝换热系统(4)利用第一布帘换热机构使二次余热蒸汽与海水进行换热，得到初步预热海水和三次余热蒸汽，并将初步预热海水输送至管帘换热系统(5)，将三次余热蒸汽输送至固液分离油/水换热蒸发系统(3)；蒸汽冷凝换热系统(4)还用于对二次余热蒸汽进行冷凝得到蒸馏水；管帘换热系统(5)利用第三布帘换热机构使初步预热海水与一次高温余热蒸汽进行换热得到二次预热海水和二次余热蒸汽，并将二次预热海水输送至固液分离油/水换热蒸发系统(3)，将二次余热蒸汽输送至蒸汽冷凝换热系统(4)。2.根据权利要求1所述的太阳能海水淡化提盐及发电一体化系统，其特征在于，聚光集热系统(1)用于利用太阳能与传热工质进行换热，聚光集热系统(1)中的传热工质出口端通过缓冲箱(7)连接至过热器(2)传热工质入口端外侧，过热器(2)传热工质入口端内侧通过换热盘连接过热器(2)传热工质出口端内侧，过热器(2)传热工质出口端外侧连接固液分离油/水换热蒸发系统(3)的蒸发系统传热工质入口端外侧，蒸发系统传热工质入口端内侧通过传热工质散热片(31)连接至蒸发系统传热工质出口端内侧，蒸发系统传热工质出口端外侧通过膨胀箱(8)连接至工质泵(9)入口端，工质泵(9)出口端连接聚光集热系统(1)中的传热工质入口端；所述蒸汽冷凝换热系统(4)包括第一布帘换热机构、余热蒸汽换热片(42)和第一集水槽(41)，所述第一布帘换热机构包括第一海水入口端，第一布帘换热机构用于使第一海水入口端进入的海水与余热蒸汽换热片(42)中的二次余热蒸汽进行换热得到三次余热蒸汽和初步预热海水，并使二次余热蒸汽冷凝产生蒸馏水，冷凝产生的蒸馏水由蒸汽冷凝换热系统(4)的冷凝水出口流出；第一布帘换热机构下端设置有第一集水槽(41)，第一集水槽(41)用于盛放初步预热海水，第一集水槽(41)连接第一水泵(43)入口端，第一水泵(43)出口端连接管帘换热系统(5)的海水入口端；所述余热蒸汽换热片(42)包括第一蒸汽入口端和第一蒸汽出口端，所述第一蒸汽入口端通过风机(54)连接管帘换热系统(5)，所述第一蒸汽出口端外侧通过第一抽汽泵(44)连接至固液分离油/水换热蒸发系统(3)的喷汽管(33)，第一抽汽泵(44)用于将三次余热蒸汽抽吸至固液分离油/水换热蒸发系统(3)；过热器(2)蒸汽出口端内侧通过换热盘连接过热器(2)蒸汽入口端内侧，过热器(2)蒸汽入口端外侧通过第二抽汽泵连接固液分离油/水换热蒸发系统(3)的排汽口，过热器(2)换热盘用于使传热工质与高温蒸汽进行换热，得到一次余热蒸汽；过热器(2)蒸汽出口端外侧通过汽轮发电机(6)连接管帘换热系统(5)蒸汽入口端；所述管帘换热系统(5)包括第三布帘换热机构、布汽管(51)和第二集水槽(53)，所述第三布帘换热机构包括第三海水入口端，所述第三布帘换热机构设置在布汽管(51)上方且用于使第三海水入口端进入的初步预热海水与布汽管(51)喷出的一次余热蒸汽进行换热得到二次预热海水，第三布帘换热机构的下方设置有第二集水槽(53)，第二集水槽(53)用于盛放二次预热海水，第二集水槽(53)连接第二水泵(55)入口端，第二水泵(55)出口端连接管帘换热系统(5)的布水管(52)入口端和固液分离油/水换热蒸发系统(3)的海水入口端；布汽管(51)喷出的一次余热蒸汽与初步预热海水进行换热后得到二次余热蒸汽，所述管帘换热系统(5)上方设置有第三蒸汽出口端，所述第三蒸汽出口端通过风机(54)连接至第一蒸汽入口端，所述风机(54)用于将二次余热蒸汽由第三蒸汽出口端抽吸至第一蒸汽入口端；所述固液分离油/水换热蒸发系统(3)包括第二布帘换热机构、传热工质散热片(31)和固液分离滤渗池(32)，所述第二布帘换热机构的包括第二海水入口端，第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾庆福，
申请(专利权)人：曾庆福，
类型：新型
国别省市：湖北,42