火电厂闪蒸联合冷冻海水淡化系统技术方案

本发明专利技术公开了一种闪蒸联合冷冻的火电厂海水淡化系统，它由供水系统、多级闪蒸系统、冷冻系统、热泵系统和火电厂热系统组成。所述的供水系统分别通过管道与多级闪蒸系统、冷冻系统、火电厂热系统连接；所述的冷冻系统通过热泵系统、多级闪蒸系统与火电厂热系统连接。本发明专利技术对多级闪蒸系统末级闪蒸室的结构设计，有效地回收与利用了冷冻系统的放热量和多级闪蒸系统的淡化水余热，并向冷冻系统提供融化冰晶所需的水蒸汽，从而使多级闪蒸系统的淡化水产量增加，并保证了冷冻系统的淡化水不受污染。本发明专利技术对供水系统的优化设计和多级闪蒸系统的热源选择使整个系统得到了高度集成和整体优化。故本发明专利技术具有淡化水产量大，淡化水品质高，能量综合利用更完善的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于海水淡化
，特别是涉及ー种利用闪蒸法与冷冻法进行联合生产的火电厂闪蒸联合冷冻海水淡化系统。
技术介绍
目前海水淡化 方法主要有多级闪蒸法、多效蒸馏法、反滲透法、冷冻法等。当今海水淡化装置仍以多级闪蒸法产水量最大，技术最成熟，运行安全性高，其主要与火力发电厂联合建设，适合于大型和超大型淡化装置。但多级闪蒸法仍存在能耗较高，海水淡化成本较高的缺点，如何有效降低能耗同时进ー步提高装置造水能力对于降低多级闪蒸海水淡化成本显得十分重要。而冷冻法的使用则以正丁烷直接接触冷冻法最为方便、可靠，在目前的大、中型海水淡化工厂中应用较为普遍。但是该方法的エ艺流程中利用正丁烷蒸汽融化冰晶的步骤，不仅正丁烷蒸汽的热量没有得到高效利用，而且必须使用分离器进行分离过程以得到淡水，由于水不可避免地受到少量正丁烷的污染，造成得到的淡水难以直接饮用，因此极大地限制了该方法的使用，如何改进正丁烷冷冻法的エ艺流程从而得到高品质的淡水直接关系着该方法的未来发展前景。另外，目前与火力发电厂联合建设的海水淡化装置一般采用汽轮机低压抽汽作为动カ热源，被抽出的蒸汽在汽轮机内引起做功不足，因此火电厂的热经济性将会降低。如果海水淡化装置可以合理利用火电厂的废热以替代部分抽汽的放热量，则海水淡化装置所用抽汽量将减少，火电厂的热经济性受到的影响也会变小。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供ー种利用闪蒸法和冷冻法进行联合生产的火电厂海水淡化系统，它具备淡化水产量大、淡化水品质高、能量利用率高的特点，从而适合于建设大型的火电厂海水淡化工程的需要。为实现上述专利技术目的，本专利技术的技术解决方案是 本专利技术是ー种利用闪蒸法和冷冻法进行联合生产的火电厂海水淡化系统，它包括供水系统、多级闪蒸系统、冷冻系统、热泵系统和火电厂热系统；所述的供水系统分别通过管道与多级闪蒸系统、冷冻系统、火电厂热系统连接；所述的冷冻系统通过热泵系统、多级闪蒸系统与火电厂热系统连接；所述的多级闪蒸系统包括多个带有冷凝管和淡水槽及盐水槽的闪蒸室、排污加热器、抽汽加热器与淡化冷凝器；所述的多个闪蒸室相互连通；从闪蒸室出来的进料海水管道先后曲折或盘旋穿过排污加热器和抽汽加热器；所述的末级闪蒸室的盐水槽内布置换热管道和热泵系统的冷凝管道，末级闪蒸室除外的其它闪蒸室的淡水槽与淡水汇集管相连接，淡水汇集管与末级闪蒸室的换热管道相连接；末级闪蒸室的顶部设置蒸汽出口管道，蒸汽出口管道分为两路支管，一路蒸汽支管曲折或盘旋穿过淡化冷凝器，另ー路蒸汽支管与冷冻系统的融化室相连通；所述的冷冻系统包括冷冻室、洗涤室、融化室和多条管道；所述的冷冻室与供水系统的冷冻用水管相连通，所述的洗涤室与供水系统的冷冻回水管相连通，所述的融化室的进汽管道与末级闪蒸室顶部引出的蒸汽管道相连接。所述的供水系统包括供水池、绝热冷海水管、冷海水泵、冷却用水管、闪蒸用水管、冷冻用水管、冷冻回水管；所述的供水池通过绝热冷海水管与海水连接，在绝热冷海水管上设置冷海水泵；所述的供水池分别通过冷却用水管、闪蒸用水管与火电厂热系统、多级闪蒸系统相连接；所述的供水池通过冷冻用水管、冷冻回水管与冷冻系统相连接。所述的热泵系统包括蒸发室、压缩机、冷凝管道、节流阀和多条管道；所述的蒸发室同时作为冷冻系统的冷冻室，所述的冷凝管道布置在多级闪蒸系统的末级闪蒸室的盐水槽内；在冷凝管道与冷冻室连接的两条管道上分別安装有压缩机和节流阀。所述的火电厂热系统包括锅炉、汽轮机、凝汽器等；从锅炉引出经扩容后的排污水管道穿过排污加热器后引至其他用热设备，从汽轮机引出的抽汽管道穿过抽汽加热器后返回锅炉，供水系统的冷却用水管先穿过淡化冷凝器后再曲折或盘旋穿过凝汽器排向外界。采用上述方案后，本专利技术具有以下几个方面的优点 一、能量利用率高。供水系统通过绝热冷海水管和冷海水泵抽取大海深处的冷海水，并且通过冷冻用水管、冷冻回水管使供水池与冷冻系统形成了循环回路，由于冷冻系统不断地向供水池输送冷冻后的海水，因此供水池的海水温度将维持在低温水平，供水系统的水温与常温相比大幅度降低。冷海水作为冷冻系统的进料海水，将不需要经过预冷过程，減少了冷冻法的预冷エ序。冷海水作为多级闪蒸系统的进料海水，可増加多级闪蒸系统的闪蒸级数，増加淡化水产量。冷海水作为火电厂的冷却水，将降低排汽的凝结温度，提高火电厂的热经济性。ニ、设备简单，淡化水品质高。本专利技术对正丁烷冷冻法的エ艺流程进行了技术革新经压缩后的高压正丁烷蒸汽不再直接进入融化室完成融化冰晶的单独用途，而是进入多级闪蒸系统的末级闪蒸室放出汽化潜热，从而得到一定数量的水蒸汽，然后引出其中的一部分水蒸汽返回冷冻系统并进入融化室融化冰晶。这项エ艺革新不仅使高压正丁烷蒸汽的热量得到二次利用从而得到更多的淡化水，而且完全避免了冷冻系统所得的淡水遭受正丁烷的污染，直接省去了原エ艺的分离器及分离过程。新的冷冻系统不仅实现了设备和エ序的简化，而且得到了不受污染的优质淡化水。三、淡化水产量大。本专利技术对多级闪蒸系统的热源选择和末级闪蒸室的结构进行了改进，热源选择的改进体现在多级闪蒸系统的进料海水先后利用排污水热量和抽汽热量两级加热，排污水的废热得到了回收和利用，从而減少了抽汽量的使用，能量综合利用更加合理完善。末级闪蒸室的结构改进具体体现在利用在末级闪蒸室的盐水槽内布置加热管道的方法，使多级闪蒸系统所得淡化水的余热得到了回收和利用；利用在末级闪蒸室的盐水槽内布置热泵系统的冷凝管道的方法，使热泵系统的输出热量在多级闪蒸系统中得到了回收和利用，上述两种热量的利用使得多级闪蒸系统得到了额外的更多的淡化水。而通过在末级闪蒸室顶部设置蒸汽出口管道，可以向冷冻系统提供了融化冰晶所需的蒸汽。综上所述，本专利技术的冷冻系统与单独运行的正丁烷冷冻系统相比具有设备简単、エ序简化、淡化水品质高的特点；本专利技术的多级闪蒸系统与单独运行的多级闪蒸系统相比具有闪蒸级数更多，淡化水产量更大，能量综合利用更完善的特点；同时本专利技术的供水系统使冷冻系统、多级闪蒸系统、火电厂热系统的性能都得到了优化。因此，本专利技术的火电厂闪蒸联合冷冻海水淡化系统是ー种行之有效的高度集成和整体优化的海水淡化新系统。附图说明图I是本专利技术的结构示意 图2是本专利技术的工作原理图。具体实施例方式如图I所示，本专利技术是ー种利用闪蒸法和冷冻法进行联合生产的火电厂海水淡化系统，它包括供水系统I、多级闪蒸系统2、冷冻系统3、热泵系统4和火电厂热系统5。所述的供水系统I分别通过管道与多级闪蒸系统2、冷冻系统3、火电厂热系统5连接；所述的冷冻系统3通过热泵系统4、多级闪蒸系统2与火电厂热系统5连接。所述的供水系统I包括供水池10、绝热冷海水管11、冷海水泵12、冷却用水管13、闪蒸用水管14、冷冻用水管15、冷冻回水管16。所述的供水池10通过绝热冷海水管11与海水连接，在绝热冷海水管11上设置冷海水泵12。所述的供水池10分别通过冷却用水管13、闪蒸用水管14与火电厂热系统5、多级闪蒸系统2相连接；所述的供水池10通过冷冻用水管15、冷冻回水管16与冷冻系统3相连接。所述的多级闪蒸系统2由多个闪蒸室20、排污加热器24、抽汽加热器25和淡化冷凝器26组成。在本实施例中，闪蒸室20由三个相互连通的闪蒸室201、202、203构成。所述的闪蒸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.ー种火电厂闪蒸联合冷冻海水淡化系统，其特征在于它包括供水系统、多级闪蒸系统、冷冻系统、热泵系统和火电厂热系统；所述的供水系统分别通过管道与多级闪蒸系统、冷冻系统、火电厂热系统连接；所述的冷冻系统通过热泵系统、多级闪蒸系统与火电厂热系统连接；所述的多级闪蒸系统包括多个带有冷凝管和淡水槽及盐水槽的闪蒸室、排污加热器、抽汽加热器与淡化冷凝器；所述的多个闪蒸室相互连通；从闪蒸室出来的进料海水管道先后曲折或盘旋穿过排污加热器和抽汽加热器；所述的末级闪蒸室的盐水槽内布置换热管道和热泵系统的冷凝管道，末级闪蒸室除外的其它闪蒸室的淡水槽与淡水汇集管相连接，淡水汇集管与末级闪蒸室的换热管道相连接；末级闪蒸室的顶部设置蒸汽出ロ管道，蒸汽出口管道分为两路支管，一路蒸汽支管曲折或盘旋穿过淡化冷凝器，另一路蒸汽支管与冷冻系统的融化室相连通；所述的冷冻系统包括冷冻室、洗涤室、融化室和多条管道；所述的冷冻室与供水系统的冷冻用水管相连通，所述的洗涤室与供水系统的冷冻回水管相连通，所述的融化室的进汽管道与末级闪蒸室顶部引出的蒸汽管道相连接。2.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈志强，何宏舟，蔡佳莹，蒋俊尧，
申请(专利权)人：集美大学，
类型：发明
国别省市：