一种电站温排水海水淡化系统及资源化利用方法技术方案

本发明专利技术涉及海水淡化技术领域，具体涉及一种电站温排水海水淡化系统及资源化利用方法。该电站温排水海水淡化系统包括：淡化组件、矿物质提纯组件和盐差能发电组件。其中，淡化组件用于利用电站的温排水热能淡化海水以获取淡水和浓缩液；矿物质提纯组件用于从淡化组件留下的浓缩液中提取矿物质，并排出剩余的残留液；盐差能发电组件用于利用矿物质提纯组件排出的残留液与电站的温排水发电，并将电能输送给矿物质提纯组件。能够解决现有的电站直接排放温排水，会对海洋生态环境形成“热污染”冲击，或者将浓盐水进行摊晒制盐，需占据大量的陆地面积、耗时费力、产品附加值低以及经济效益不明显的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种电站温排水海水淡化系统及资源化利用方法
本专利技术涉及温排水资源化利用与海水淡化
，具体涉及一种电站温排水海水淡化系统及资源化利用方法。
技术介绍
沿海电力企业依赖海水为冷源，大量温排水给近海海域带来严重的热冲击，成为制约行业发展的瓶颈和冲击海洋环境的共性问题。核电厂址的稀缺伴随“一厂多堆”的必然性，进一步加剧海域热影响的冲击程度。核电站温排水温升仅6-11℃，单台机组温排水量约45～60m3/s，“量大质低”的特点使典型节能技术对其利用远远不够，只能作为“废热”排放至大海，对海洋生态环境形成“热污染”冲击，但是由于其温度低，利用和治理都非常困难。值得注意的是，电站温排水排放除了携带大量的低温余热，直接排放还损失了近10m的水头的压力能，回收利用余压余热能可实现电站能量的综合应用。近年来，低温海水淡化的发展，使得电厂温排水这样的低温热源可能用于海水淡化，获得了很多国内外科研单位及电力企业的广泛关注。另一方面，大规模海水淡化增量获得淡水同时，排放一半以上的浓盐水，浓盐水中蕴藏的盐差能、矿物质等资源未充分利用。目前来看，工业界普遍采取的是浓盐水为原料进行摊晒制盐，该方法不仅需占据大量的陆地面积，耗时数月，更遗憾的是其获得的产品附加值低，经济效益不明显。
技术实现思路
针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种电站温排水海水淡化系统及资源化利用方法，利用电站温排水余热余压能实现，能够解决现有的电站直接排放温排水，对海洋生态环境形成“热污染”冲击，或者将浓盐水进行摊晒制盐，需占据大量的陆地面积、耗时费力、产品附加值低以及经济效益不明显的问题。为达到以上目的，本专利技术采取的技术方案是：一方面，本专利技术提供一种电站温排水海水淡化系统，其特征在于，包括：淡化组件，其用于利用电站的温排水热能淡化海水以获取淡水和浓缩液；矿物质提纯组件，其用于从淡化组件留下的浓缩液中提取矿物质，并排出剩余的残留液；盐差能发电组件，其用于利用所述矿物质提纯组件排出的残留液与电站的温排水发电，并将电能输送给所述矿物质提纯组件。在一些可选的方案中，所述淡化组件包括至少一个无相变淡化装置，所述无相变淡化装置用于利用电站温排水的热能将海水淡化以获取淡水和第一浓度的浓缩液。在一些可选的方案中，所述无相变淡化装置包括：至少一个淡化机构，其用于浸泡在海水内，每一所述淡化机构包括：-内支撑，其内侧形成储水腔，所述内支撑上设有过水孔；-外支撑，所述外支撑上设有过水孔和半渗透膜，并与内支撑之间形成容纳腔；温敏水凝胶，所述温敏水凝胶用于设在所述容纳腔内，所述温敏水凝胶在小于第一温度时可经过所述半渗透膜从所述外支撑外侧吸收淡水，在大于第一温度时可排出淡水至储水腔；换水机构，其与所述储水腔连通，用于在所述储水腔内的淡水降低至第二温度或温敏水凝胶排出淡水达到设定空隙程度时，将所述储水腔内的淡水排出并收集，并在所述温敏水凝胶吸水至设定饱和程度时，使所述储水腔吸入大于第二温度的淡水。在一些可选的方案中，所述换水机构包括：储水箱；换水管路，其一端与所述储水箱连通，另一端与所述储水腔的端部连接；加热器，其设在所述换水管路上，用于利用电厂汽轮机温排水的热能加热换水管路内的淡水至大于第二温度；活塞，其设于所述储水腔内，用于在所述储水腔内的淡水降低至第二温度或温敏水凝胶排出淡水达到设定空隙程度时，排出所述储水腔内的淡水并收集，并在所述温敏水凝胶吸水至设定饱和程度时，使所述储水腔吸入第二温度的淡水。在一些可选的方案中，所述换水管路包括：回水管路，其一端与所述储水箱连通，另一端与所述储水腔的端部连通，所述回水管路上设有第一阀门，所述第一阀门在排出所述储水腔的淡水时打开，在吸入加热至大于第二温度的淡水时关闭；热水供水管路，其一端与所述储水箱连通，另一端和回水管路并联后与所述储水腔的端部连通，所述热水供水管路上设有第二阀门，所述第二阀门在排出所述储水腔里的淡水时关闭，在吸入加热至大于第二温度的淡水时打开。在一些可选的方案中，还包括驱动装置，其与所述活塞连接，所述驱动装置包括压力能回收器和曲柄连杆机构，所述压力能回收器用于回收电厂的汽轮机温排水的压力能，以驱动所述曲柄连杆机构，所述曲柄连杆机构用于驱动所述活塞在储水腔内移动。在一些可选的方案中，所述淡化组件还包括热法浓缩淡化机构，所述热法蒸发浓缩组件用于利用第一浓度的浓缩液蒸发获取淡水，并将剩余第二浓度的浓缩液提供给所述矿物质提纯组件。另一方面，本专利技术提供一种海水淡化资源化利用方法，包括以下步骤：利用淡化组件将海水淡化以获取淡水和浓缩液；利用矿物质提纯组件从淡化组件留下的浓缩液中提取矿物质，并排出剩余的残留液；盐差能发电组件利用所述矿物质提纯组件排出的残留液与降温后的温排水发电，并将电能输送给所述矿物质提纯组件。在一些可选的方案中，所述的利用淡化组件将海水淡化以获取淡水和浓缩液，具体包括：利用无相变淡化装置将海水淡化以获取淡水和第一浓度的浓缩液；通过热法蒸发浓缩组件利用第一浓度的浓缩液蒸发获取淡水，并将剩余第二浓度的浓缩液提供给所述矿物质提纯组件。在一些可选的方案中，所述的利用无相变淡化装置将海水淡化以获取淡水和第一浓度的浓缩液，具体包括：A：利用位于低于第一温度的海水中的温敏水凝胶吸入经半渗透膜过滤后的淡水；B：在所述温敏水凝胶吸水至设定饱和程度时，输入大于第二温度的淡水至储水腔，以将所述温敏水凝胶内的淡水排出至所述储水腔；C：当所述储水腔内的淡水的温度低于第二温度或温敏水凝胶排出淡水后达到设定空隙程度时，排出所述储水腔内的淡水并收集，返回步骤A。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：利用电站的温排水热能淡化海水以获取淡水和浓缩液；利用矿物质提纯组件从淡化组件留下的浓缩液中提取矿物质，并排出剩余的残留液；盐差能发电组件利用矿物质提纯组件排出的残留液与降温后的温排水发电，并将电能输送给矿物质提纯组件。本专利技术利用海水淡化产生大量的浓盐水，提出海水提取矿物质技术(例如锂和镁)与盐差发电耦合利用。将盐差能发电组件产生的电力一部分直接为矿物质提纯组件用，实现自能源供电，促进电力企业向发电、供水和资源化利用方向拓展。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例中电站温排水海水淡化系统的结构示意图；图2为本专利技术实施例中无相变海水淡化装置的结构示意图；图3为本专利技术实施例中电站温排水海水淡化资源利用方法的流程图；图4为本专利技术实施例中无相变海水淡化的流程图。图中：10、淡化组件；1、海水池；2、淡化机构；21、内支撑；22、外支本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电站温排水海水淡化系统，其特征在于，包括：/n淡化组件(10)，其用于利用电站的温排水热能淡化海水以获取淡水和浓缩液；/n矿物质提纯组件(6)，其用于从淡化组件留下的浓缩液中提取矿物质，并排出剩余的残留液；/n盐差能发电组件(7)，其用于利用所述矿物质提纯组件(6)排出的残留液与电站的温排水发电，并将电能输送给所述矿物质提纯组件(6)。/n

【技术特征摘要】
1.一种电站温排水海水淡化系统，其特征在于，包括：
淡化组件(10)，其用于利用电站的温排水热能淡化海水以获取淡水和浓缩液；
矿物质提纯组件(6)，其用于从淡化组件留下的浓缩液中提取矿物质，并排出剩余的残留液；
盐差能发电组件(7)，其用于利用所述矿物质提纯组件(6)排出的残留液与电站的温排水发电，并将电能输送给所述矿物质提纯组件(6)。


2.如权利要求1所述的电站温排水海水淡化系统，其特征在于，所述淡化组件(10)包括至少一个无相变淡化装置，所述无相变淡化装置用于利用电站温排水的热能将海水淡化以获取淡水和第一浓度的浓缩液。


3.如权利要求2所述的电站温排水海水淡化系统，其特征在于，所述无相变淡化装置包括：
至少一个淡化机构(2)，其用于浸泡在海水内，每一所述淡化机构(2)包括：
-内支撑(21)，其内侧形成储水腔(23)，所述内支撑(21)上设有过水孔；
-外支撑(22)，所述外支撑(22)上设有过水孔和半渗透膜(25)，并与内支撑(21)之间形成容纳腔(24)；
温敏水凝胶(3)，所述温敏水凝胶(3)用于设在所述容纳腔(24)内，所述温敏水凝胶(3)在小于第一温度时可经过所述半渗透膜(25)从所述外支撑(22)外侧吸收淡水，在大于第一温度时可排出淡水至储水腔(23)；
换水机构(4)，其与所述储水腔(23)连通，用于在所述储水腔(23)内的淡水降低至第二温度或温敏水凝胶(3)排出淡水后达到设定空隙程度时，将所述储水腔(23)内的淡水排出并收集，并在所述温敏水凝胶(3)吸水至设定饱和程度时，使所述储水腔(23)吸入大于第二温度的淡水。


4.如权利要求3所述的电站温排水海水淡化系统，其特征在于，所述换水机构(4)包括：
储水箱(41)；
换水管路(42)，其一端与所述储水箱(41)连通，另一端与所述储水腔(23)的端部连接；
加热器(43)，其设在所述换水管路(42)上，用于利用电厂汽轮机温排水的热能加热换水管路(42)内的淡水至大于第二温度；
活塞(44)，其设于所述储水腔(23)内，用于在所述储水腔(23)内的淡水降低至第二温度或温敏水凝胶(3)排出淡水达到设定空隙程度时，排出所述储水腔(23)内的淡水并收集，并在所述温敏水凝胶(3)吸水至设定饱和程度时，使所述储水腔(23)吸入第二温度的淡水。


5.如权利要求4所述的电站温排水海水淡化系统，其特征在于，所述换水管路(42)包括：
回水管路(421)，其一端与所述储水箱(41)连通，另一端与所述储水腔(23)的端部连通，所述回水管路(421)上设有第一阀...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡雪蛟，章先涛，刘抗，江海峰，刘翔，
申请(专利权)人：深圳润德工程有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44