[发明专利]火电厂闪蒸联合冷冻海水淡化系统

说明书

技术领域

本发明属于海水淡化技术领域，特别是涉及一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。

背景技术

目前海水淡化方法主要有多级闪蒸法、多效蒸馏法、反渗透法、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一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。但是该方法的工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工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力热源，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。

发明内容

本发明的目的在于提供一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。

为实现上述发明目的，本发明的技术解决方案是：

本发明是一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、压缩式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；所述的冷冻系统依次通过压缩式热泵系统、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排污加热器、抽汽加热器、淡化冷凝器与多个带有冷凝管和淡水槽及盐水槽的闪蒸室；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；末级闪蒸室的盐水槽内布置换热管道和压缩式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。

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、冷冻用水管和冷冻回水管；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。

所述的压缩式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别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；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，本发明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，减少了冷冻法的预冷工序。冷海水作为多级闪蒸系统的进料海水，可增加多级闪蒸系统的闪蒸级数，增加淡化水产量。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。