[发明专利]舰船冷却海水淡化系统及方法

说明书

本发明提供了一种舰船冷却海水淡化系统及方法。该系统包括：过滤部、加热器、增压输送部、蒸馏分离器、冷凝器以及抽真空器，其中，过滤部与冷却系统的冷却水出口相连接，用于对换热后的冷却海水进行过滤预处理得到过滤冷却海水，加热器对过滤冷却海水进行加热得到待淡化海水，增压输送部对待淡化海水进行增压并按照预设海水流量输送，蒸馏分离器对增压后的待淡化海水进行真空蒸馏分离处理得到浓海水和水蒸汽，冷凝器对水蒸汽进行真空冷凝处理得到淡水，抽真空器用于对蒸汽腔和蒸汽凝结腔分别抽真空。

技术领域

本发明属于海水淡化技术领域，具体涉及一种舰船冷却海水淡化系统及方法。

背景技术

舰船是海上国防力量的重要装备，其动力装置能源消耗量巨大，但自持力延长和燃料运量有限之间的矛盾日渐突出，在执行长远航任务激增和石油燃料逐渐减少的背景下，进行舰船余热回收利用，提高燃料利用率迫在眉睫。大量柴油主机热平衡分析表明：船舶柴油机有效利用热能仅占45-50％，被热水带走损失能量超过20％。冷却水余热温度较高，回收价值高，而其他余热如柴油机机体、空气冷却器等设备的散热，能量品位较低，回收难度大。因此，高效回收利用冷却水余热成为船舶余热利用技术的关键突破点。

冷却系统是保证舰船动力装置安全可靠运行的重要系统之一，通常舰船动力装置的高温部分采用淡水冷却,然后冷却淡水再由海水冷却,而低温部分直接采用海水冷却。舰船柴油机缸套冷却淡水温度达到70～90℃，但冷却海水温度仅40～50℃，同样属于低品位热源，回收难度大，直接排放导致大量柴油机热能损失。探索舰船冷却水余热利用途径对促进舰船节能减排具有重要意义。

利用对舰船动力装置进行冷却换热的冷却海水进行海水淡化，减少海水淡化装置的能源消耗，能够有效提高舰船能量使用效率和远海自持力。国内外学者对舰船冷却水余热海水淡化技术展开了一些研究。Hung等提出用废热将海水加热到饱和温度，然后通过节流降压的方法生产淡水，建立多效海水蒸发数学模型，计算关键操作参数对海水产量的影响。刘干武等建立用船舶主机缸套冷却水驱动的单效真空蒸馏海水淡化系统理论模型，计算分析冷却水温度、流量、蒸发压力及海水温度对产水量的影响规律。曹石等根据船舶柴油机能量梯级回收利用原则，设计以水/水蒸汽为单一热媒的淡水-空调复合功能系统，兼具供热/制冷、制取淡水等诸多作用。然而，这些研究仅通过数学模型进行理论计算，至今未见对舰船冷却海水进行淡化处理得到可直接饮用的淡水的海水淡化系统及方法。

发明内容

本发明是为了解决上述技术问题而进行的，目的在于提供一种舰船冷却海水淡化系统及方法，能够对舰船的冷却系统排出的换热后的冷却海水进行淡化处理得到可直接饮用的淡水，充分利用冷却海水中的低品位余热，运行能耗低，而且结构简单，产水通量大，所得淡水的水质更纯净。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

方案一

本发明提供了一种舰船冷却海水淡化系统，与舰船的冷却系统相连接，用于对该冷却系统排出的换热后的冷却海水进行淡化处理得到可直接饮用的淡水，具有这样的特征，包括：过滤部、加热器、增压输送部、蒸馏分离器、冷凝器以及抽真空器，其中，过滤部与冷却系统的冷却水出口相连接，用于对换热后的冷却海水进行过滤预处理得到过滤冷却海水，加热器接受过滤冷却海水，并对该过滤冷却海水进行加热得到预设水温的海水作为待淡化海水，增压输送部对待淡化海水进行增压并按照预设海水流量输送，蒸馏分离器接受增压后的待淡化海水，并对该待淡化海水进行真空蒸馏分离处理得到浓海水和水蒸汽，冷凝器接受水蒸汽，并对该水蒸汽进行真空冷凝处理得到淡水，抽真空器与蒸馏分离器的蒸汽腔和冷凝器的蒸汽凝结腔分别相连通，用于对蒸汽腔和蒸汽凝结腔分别抽真空。

在本发明提供的舰船冷却海水淡化系统中，还可以具有这样的特征：还包括：浓海水回流部，用于将浓海水回流至加热器内，其中，浓海水回流部包含回流管以及设置在该回流管上的回流阀，回流管的两个端部分别与蒸馏分离器的海水回流出口和加热器的海水回流进口相连接。