一种光伏协同温排水降温系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及温排水处理技术领域，公开了一种光伏协同温排水降温系统及方法，包括：减压蒸发器，其管程内流通温排水，其壳程内流通冷却水且处于负压，并通过蒸汽出口排出冷却水的高温水蒸气；光伏发电板，其设置于水库的水面；矿化混合器，所述矿化混合器内设置有混合喷淋装置；所述排水管道的出口和抽水管道的入口位于水库不同位置。本发明专利技术具有以下优点和效果：本申请的光伏协同温排水降温系统，将温排水冷却部分和水库相隔离，使得水库无需像现有技术中直排的冷却池那样考虑热量平衡，增大热量会提高水库和环境的温差，增强水库蒸腾效果，也增大落在光伏发电板上的水量，提高了光伏发电板的冷却效果。板的冷却效果。板的冷却效果。

【技术实现步骤摘要】
一种光伏协同温排水降温系统及方法


[0001]本申请涉及温排水处理
，具体涉及一种光伏协同温排水降温系统及方法。

技术介绍

[0002]目前，国内核电机组众多，已在运行的核电机组需要用到大量的海水作为冷却水给机组冷却，然后再排入海中，排水温升为6～11℃。这种形式的废热随着冷却水排入环境中形成温排水。温排水改变了水域的环境温度，会使水体生物量减少，物种多样性下降，严重危害生态环境，威胁人类生存与发展。
[0003]温排水热量大，温升低，极难利用，目前尚无很好的处理办法。仅有以下处理方法：
①
使用热泵技术，用于生活区供暖供热。但此技术依然耗能，且核电厂离生活区较远工程量巨大；
②
结合环境生态工程，利用温排水进行冬季水产养殖，温室蔬菜种植等。但都无法根本解决温排水问题。
[0004]目前为止最广泛使用的是冷却塔技术，即通过闭式循环冷却将废热通过冷却塔排入大气。大型冷却塔技术在火电厂已成功应用多年。但冷却塔技术并没有对废热进行有效利用，仍然是向大气排放废热，本质上是将对海域的热污染转移给大气，并带来了诸如盐雾、飘滴、噪声、视觉等环境影响。此外，冷却塔的建造费用较高，每平米造价达13000元，单台百万千瓦级核电机组一次投资约为2.6亿元才能满足冷却需求。
[0005]为适应国内最新的环保政策，在核电“超大型冷却塔”技术不成熟、投资较高的情况下，现有项目开始采用水库作为冷却池方案。通过将自然水库的水作为冷却水给机组冷却，然后再排回水库中。因为温排水的水量巨大，冷却水库的面积需要特别大才能以蒸腾作用完全冷却温排水，通常冷却池的面积为主厂区的12倍以上，同时还要补充大量的水才能维持水池水位稳定。并且该方案仍旧没有对废热加以利用，只是利用水库作为中间散热手段将废热排往大气。
[0006]此外，采用水池进行散热，其散热性能受到大面积辐照的影响、尤其是在天气炎热的夏季，阳光直接强度达到500W/m2,水池水温会升高，使得水池的冷却核电机组的效果大打折扣。

技术实现思路

[0007]针对现有技术中存在的缺陷，本申请的目的在于提供一种光伏协同温排水降温系统及方法，可以利用废热加热水库来降低光伏发电板的温度，同时极大的缩小了温排水冷却水库的面积。
[0008]为达到以上目的，一方面，采取的技术方案是：
[0009]本申请提供一种光伏协同温排水降温系统，包括：
[0010]减压蒸发器，其管程内流通温排水，其壳程内流通冷却水且处于负压，并通过蒸汽出口排出冷却水的高温水蒸气；
[0011]光伏发电板，其设置于水库的水面；
[0012]矿化混合器，其通过蒸汽管道连接于蒸汽出口，所述矿化混合器内设置有混合喷淋装置，所述混合喷淋装置通过抽水管道抽取水库的低温水，所述矿化混合器底部和水库之间还通过排水管道相连；
[0013]所述排水管道的出口和抽水管道的入口位于水库不同位置。
[0014]优选的，所述减压蒸发器的壳程入口的上游还设置有预热器；预热器和减压蒸发器之间还设置有磁力屏蔽泵。
[0015]优选的，所述减压蒸发器还包括：
[0016]蒸发喷淋装置，其设置在减压蒸发器壳程的顶部，连通于减压蒸发器壳程入口，所述蒸发喷淋装置与减压蒸发器最顶部的换热管之间的距离至少为120mm。
[0017]优选的，所述矿化混合器底部距离水库表面之间的距离为至少10m。
[0018]优选的，所述蒸汽管道内设置有用以加压高温水蒸气的压缩机。
[0019]本申请还提供一种光伏协同温排水降温方法，包括以下步骤：
[0020]将冷却水在减压状态下与温排水换热，产生高温水蒸气；
[0021]将高温水蒸气与水库中低温水进行充分混合，产生中温水；
[0022]中温水排入水库中提高水库表层水的温度；
[0023]水库表层水的蒸腾作用加剧，湿空气在空中遇冷形成水滴落在光伏发电板表面；
[0024]水滴在光伏发电板表面，再蒸发降低光伏发电板的温度。
[0025]优选的，所述冷却水减压至绝对压力小于3kPa。
[0026]优选的，所述冷却水在减压前需要预热至至少26℃，同时压力提升至1Mpa。
[0027]优选的，将高温水蒸气与水库中低温水进行充分混合时，将低温水被分散成平均粒径为500μm的液滴后再与高温水蒸气混合。
[0028]优选的，所述冷却水为海水。
[0029]本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：
[0030]本申请的光伏协同温排水降温方法，利用了减压蒸馏，将大流量低余热的温排水转换成小流量高余热的水蒸气，极大的降低了进入冷却池的水量，相应的也仅需较小面积冷却池的蒸腾效果就可以平衡进出冷却池的水量，本申请所需的水库相当于较小面积的冷却池，只需要现有技术中冷却池面积的一半左右，往水库中补水的量也有极大幅度的降低，大大提高了核电站的选址空间。
[0031]本申请的光伏协同温排水降温系统，将温排水冷却部分和水库相隔离，使得水库无需像现有技术中直排的冷却池那样考虑热量平衡，增大热量会提高水库和环境的温差，增强水库蒸腾效果，也增大落在光伏发电板上的水量，提高了光伏发电板的冷却效果。
[0032]光伏发电板的表面温度通常远高于环境和水库，一般在70℃左右，而蒸腾冷却的水滴温度通常在10
‑
20℃左右，能有效带走光伏发电板表面的热量，通过本申请的光伏协同温排水降温系统和方法，可以将光伏发电板的温度降低到约50℃左右，同时提高大约5％的发电效率。
附图说明
[0033]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。
[0034]图1为本申请中一个实施例的管路示意图。
[0035]附图标记：
[0036]1、减压蒸发器；11、预热器；12、磁力屏蔽泵；13、蒸发喷淋装置；2、水库；21、光伏发电板；3、矿化混合器；31、混合喷淋装置；4、蒸汽管线；41、压缩机；5、排水管道；6、抽水管道。
具体实施方式
[0037]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0038]本申请提供一种光伏协同温排水降温系统的实施例，包括减压蒸发器1、光伏发电板21和矿化混合器3。
[0039]其中减压蒸发器1为管式换热装置，其管程流通的是温排水，壳程流通的是冷却书。具体的，管程里一般承载的是核电站排放的温排水，水流量巨大，但是温度很低，所携带的有效能也很低，难以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光伏协同温排水降温系统，其特征在于，包括：减压蒸发器(1)，其管程内流通温排水，其壳程内流通冷却水且处于负压，并通过蒸汽出口排出冷却水的高温水蒸气；光伏发电板(21)，其设置于水库(2)的水面；矿化混合器(3)，其通过蒸汽管线(4)连接于蒸汽出口，所述矿化混合器(3)内设置有混合喷淋装置(31)，所述混合喷淋装置(31)通过抽水管道(6)抽取水库(2)的低温水，所述矿化混合器(3)底部和水库(2)之间还通过排水管道(5)相连；所述排水管道(5)的出口和抽水管道(6)的入口位于水库(2)不同位置。2.根据权利要求1所述的一种光伏协同温排水降温系统及方法，其特征在于：所述减压蒸发器(1)的壳程入口的上游还设置有预热器(11)；预热器(11)和减压蒸发器(1)之间还设置有磁力屏蔽泵(12)。3.根据权利要求1所述的一种光伏协同温排水降温系统及方法，其特征在于，所述减压蒸发器(1)还包括：蒸发喷淋装置(13)，其设置在减压蒸发器(1)壳程的顶部，连通于减压蒸发器(1)壳程入口，所述蒸发喷淋装置(13)与减压蒸发器(1)最顶部的换热管之间的距离至少为120mm。4.根据权利要求1所述的一种光伏协同温排水降温系统及方法，其特征在于：所述矿化混合...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡雪蛟，章先涛，李蒙，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：