[发明专利]基于LNG冷能利用的太阳能和风能联合驱动的海水淡化系统

说明书

【技术领域】

本发明属于动力工程领域，特别涉及一种基于LNG冷能利用的太阳能和风能联合驱动的海水淡化系统。

【背景技术】

现今世界上的海水淡化系统主要有采用低温多效海水淡化技术和反渗透海水淡化技术。对于反渗透海水淡化技术通常采用太阳能作为能量输入，利用太阳能光伏发电或者光热发电所产生电能驱动海水淡化系统。这些系统受到太阳能辐射的影响，稳定性及连续运行能力不强。

随着经济、社会的发展，传统的一次能源的消耗越来越大，人们对于工业淡水和生活用淡水的需求日益增大。而一次能源的储量有限，因此，多范围、大深度开发挖掘利用可再生能源日益受到人们的关注。自然界中存在着丰富太阳能和风能等清洁能源，开发利用太阳能和风能对于缓解环境污染和减少化石燃料的消耗，具有重要现实意义和工程应用价值。更为重要的是，利用太阳能和风能等清洁能源还可以生产淡水，缓解淡水贫乏地区淡水供应不足的压力。

鉴于以上缺陷，实有必要提供一种可以解决上述技术问题的基于LNG冷能利用的太阳能和风能联合驱动的海水淡化系统。

【发明内容】

针对以上技术问题，本发明提供了一种基于LNG冷能利用的太阳能和风能联合驱动的海水淡化系统，有效地利用太阳能与风能，能源利用效率高，可以同时产出淡水供应，具有显著的经济效益和社会效益，符合节能降耗减排的基本国策。

为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种基于LNG冷能利用的太阳能和风能联合驱动的海水淡化系统，包括为整个海水淡化系统提供能量的太阳能集热循环系统、与太阳能集热循环系统连接的第一级有机朗肯循环系统、与第一级有机朗肯循环系统连接的第二级有机朗肯循环系统，以及海水淡化装置，其中，所述海水淡化装置的机械泵或电动泵被第一级有机朗肯循环系统和或第二级有机朗肯循环系统产生的机械能和或电能驱动，所述第二级有机朗肯循环系统的冷源由LNG系统提供。

作为本发明的优选实施例，所述太阳能集热循环系统包括依次连接并形成一个闭合循环的抛物面槽式集热器、蒸汽发生器、预热器，以及太阳能集热系统循环泵，所述太阳能集热系统循环泵的输出与抛物面槽式集热器相连；

作为本发明的优选实施例，所述太阳能集热循环系统进一步包括连接在抛物面槽式集热器和蒸汽发生器之间的太阳能蓄热装置，所述太阳能蓄热装置与抛物面槽式集热器之间通过阀门连接；

作为本发明的优选实施例，所述第一级有机朗肯循环系统包括依次连接并形成闭合循环的所述蒸汽发生器、第一透平、第一冷凝器、第一循环泵，以及所述预热器，所述透平的乏汽进入到第一冷凝器被第二级有机朗肯循环的有机工质冷凝成液态，然后经过所述第一循环泵加压之后进入预热器；所述第一级有机朗肯循环系统与太阳能集热循环系统通过蒸汽发生器进行热交换；

作为本发明的优选实施例，所述第一级有机朗肯循环系统进一步包括连接在蒸汽发生器和第一透平之间的辅助加热器；

作为本发明的优选实施例，所述第二级有机朗肯循环系统包括依次连接并形成闭合循环的所述第一冷凝器、第二透平、回热器、第二冷凝器，以及第二循环泵，所述第二透平的乏汽进入回热器，经过回热器进入第二冷凝器，被冷凝成液态，接着经循环泵将液态的工质送到回热器中预热后再回到第一冷凝器；

作为本发明的优选实施例，所述海水淡化装置包括海水淡化装置电动泵、海水淡化装置机械泵、反渗透膜净化模块、海水循环泵，以及压力交换器；所述海水淡化装置电动泵和海水淡化装置机械泵均与反渗透膜净化模块相连以产生淡水和高压浓盐水，所述反渗透膜净化模块的一端与压力交换器相连，所述压力交换器的另一端与海水循环泵相连，所述海水经海水循环泵后与海水淡化装置机械泵和海水淡化装置电动泵加压后的海水混合后进入到反渗透膜净化模块中；

作为本发明的优选实施例，所述海水淡化装置包括海水淡化装置电动泵、海水淡化装置机械泵、反渗透膜净化模块、海水循环泵，以及水轮机；所述海水淡化装置电动泵和海水淡化装置机械泵均与反渗透膜净化模块相连以产生淡水和高压浓盐水，所述反渗透膜净化模块的一端与所述水轮机相连，所述水轮机同轴连接所述海水循环泵，从反渗透膜净化模块出来的高压浓盐水冲转水轮机产生机械能，带动海水循环泵，经海水循环泵加压后与海水淡化装置机械泵和海水淡化装置电动泵加压后的海水混合后进入到反渗透膜净化模块中；