一種海島水電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種海島水電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，包括柴油發(fā)電機系統(tǒng)、余熱回收系統(tǒng)和海水淡化系統(tǒng)，柴油發(fā)電機系統(tǒng)包括柴油發(fā)電機、冷卻水回路、冷卻水箱和余熱回收換熱器，冷卻水回路在缸套的出水口分為第一支路和第二支路，第二支路經(jīng)三通流量調(diào)節(jié)閥分為第三支路和第四支路，第一支路和第三支路均流經(jīng)冷卻水箱后以及第四支路流經(jīng)余熱回收換熱器后由冷卻水循環(huán)泵注入缸套的入水口，海水淡化系統(tǒng)包括蒸餾器，余熱回收系統(tǒng)包括流經(jīng)蒸餾器的蒸發(fā)段和余熱回收換熱器的熱水回路，熱水回路上裝有熱水循環(huán)泵。本實用新型根據(jù)海島的能源供應(yīng)狀況，提供一種充分利用柴油發(fā)電機缸套冷卻水余熱，實現(xiàn)海水淡化，在節(jié)能減排的同時為海島提供水電一體化解決方案。
【專利說明】一種海島水電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型用于余熱海水淡化領(lǐng)域，特別是涉及一種海島水電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]海島開發(fā)，能源與電力是亟待解決的問題。在遠(yuǎn)離大陸的海島，電網(wǎng)無法覆蓋。柴油發(fā)電機組作為一種小型發(fā)電設(shè)備，系指以柴油等為燃料，以柴油機為原動機帶動發(fā)電機發(fā)電的動力機械。由于其體積小、靈活、輕便、配套齊全，便于操作和維護(hù)，海島一般通過柴油發(fā)電機來供電。海島中淡水資源一般非常緊缺，光靠雨水收集或運輸補給不能有效解決問題。海水淡化作為水資源開源增量的技術(shù)，是有效解決水資源緊缺的途徑。但是，海水淡水是一種高能耗工藝，即通過能源來換水資源。
[0003]柴油發(fā)電機工作過程中，燃油的能量轉(zhuǎn)化效率非常低，僅有約40%轉(zhuǎn)變成內(nèi)燃機的機械功，其余60%是廢熱。廢熱中約30%的廢熱量被廢氣帶走，約25%的廢熱量被缸套冷卻水帶走，其他廢熱量損失約占5%。為了能夠利用廢熱量帶走的能耗，目前，已有一些利用柴油機余熱實現(xiàn)海水淡化的方案，如專利號為ZL 201310756310.1的“余熱利用海水淡化系統(tǒng)”，專利號為ZL 201320701386.X的“利用船用柴油發(fā)動機排氣進(jìn)行海水淡化的裝置”等，這些方案提出利用柴油發(fā)電機的缸套冷卻水余熱或煙氣余熱實現(xiàn)海水淡化。但是，現(xiàn)有技術(shù)中，一方面，柴油發(fā)電機缸套冷卻水余熱直接作為海水淡化的驅(qū)動熱源，這樣會造成缸套冷卻水回路阻力過大。
[0004]另一方面，缸套冷卻水回路沒有保護(hù)措施，若海水淡化系統(tǒng)出現(xiàn)故障，會增加缸套過熱的風(fēng)險，而且在海水淡化系統(tǒng)故障檢修時，也無法切換回自身的冷卻系統(tǒng)。
[0005]此外，柴油發(fā)電機余熱不能與低溫多效蒸餾系統(tǒng)有機結(jié)合，很難實現(xiàn)余熱的梯級利用，進(jìn)而影響系統(tǒng)的能量利用效率。
實用新型內(nèi)容
[0006]為解決上述問題，本實用新型提供一種利用柴油發(fā)電機缸套冷卻水余熱作為海水淡化系統(tǒng)的驅(qū)動熱源，同時避免缸套冷卻水回路阻力過大、缸套過熱風(fēng)險，并實現(xiàn)加熱海水蒸發(fā)及預(yù)熱海水能量梯級利用的海島水電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。
[0007]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種海島水電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，包括柴油發(fā)電機系統(tǒng)、余熱回收系統(tǒng)和海水淡化系統(tǒng)，所述柴油發(fā)電機系統(tǒng)包括柴油發(fā)電機、與所述柴油發(fā)電機的缸套連通且裝有冷卻水循環(huán)泵的冷卻水回路以及設(shè)于所述冷卻水回路上的冷卻水箱和余熱回收換熱器，所述冷卻水回路在缸套的出水口分為第一支路和第二支路，所述第二支路經(jīng)三通流量調(diào)節(jié)閥分為第三支路和第四支路，所述第一支路和第三支路均流經(jīng)所述冷卻水箱后由所述冷卻水循環(huán)泵注入缸套的入水口，所述第四支路流經(jīng)所述余熱回收換熱器后由述冷卻水循環(huán)泵注入缸套的入水口，所述第一支路、第二支路、第三支路和第四支路上均裝有截止閥，所述海水淡化系統(tǒng)包括蒸餾器，所述余熱回收系統(tǒng)包括流經(jīng)所述蒸餾器的蒸發(fā)段和余熱回收換熱器的熱水回路，所述熱水回路上裝有熱水循環(huán)泵。
[0008]進(jìn)一步作為本實用新型技術(shù)方案的改進(jìn)，所述蒸餾器為外接真空泵的低溫多效蒸餾器。
[0009]進(jìn)一步作為本實用新型技術(shù)方案的改進(jìn)，所述海水淡化系統(tǒng)還包括與所述低溫多效蒸餾器連通的出水管路以及裝有海水泵的供水管路，所述供水管路流經(jīng)所述低溫多效蒸餾器的冷凝段后分為排水支路和注入低溫多效蒸餾器且裝有供水泵的進(jìn)水支路，所述出水管路包括裝有第一屏蔽泵的濃海水管路和裝有第二屏蔽泵的淡水管路。
[0010]進(jìn)一步作為本實用新型技術(shù)方案的改進(jìn)，所述熱水回路上還設(shè)有預(yù)熱器，所述進(jìn)水支路流經(jīng)所述預(yù)熱器后注入低溫多效蒸餾器內(nèi)。
[0011]進(jìn)一步作為本實用新型技術(shù)方案的改進(jìn)，所述進(jìn)水支路上分別在預(yù)熱器的前側(cè)和后側(cè)設(shè)有自清洗過濾器和真空脫氣塔。
[0012]進(jìn)一步作為本實用新型技術(shù)方案的改進(jìn)，所述淡水管路上還裝有淡水箱和淡水栗。
[0013]進(jìn)一步作為本實用新型技術(shù)方案的改進(jìn)，所述供水管路的入口處設(shè)有進(jìn)水格柵。
[0014]進(jìn)一步作為本實用新型技術(shù)方案的改進(jìn)，所述熱水回路上還裝有膨脹水箱。
[0015]本實用新型的有益效果:首先，本實用新型中，冷卻水回路在缸套的出水口分為第一支路和第二支路，第一支路作為備用支路，利用柴油發(fā)電機自身的冷卻系統(tǒng)冷卻。第二支路為正常工作的支路，第二支路通過三通流量調(diào)節(jié)閥控制分配第三支路和第四支路的流量，使一部分通過海水淡化系統(tǒng)冷卻，另一部分仍然利用柴油發(fā)電機自身的冷卻系統(tǒng)冷卻。通過上述設(shè)計，為缸套冷卻水回路提供保護(hù)措施，若海水淡化系統(tǒng)出現(xiàn)故障，或者在海水淡化系統(tǒng)故障檢修時，可以切換回自身的冷卻系統(tǒng)，從而避免缸套過熱的風(fēng)險。
[0016]此外，冷卻水回路與海水淡化系統(tǒng)間通過柴油發(fā)電機余熱通過余熱回收系統(tǒng)實現(xiàn)，避免缸套冷卻水直接進(jìn)入低溫多效蒸餾裝置，從而減小阻力，并避免海水淡化系統(tǒng)故障影響柴油發(fā)電機正常工作。
[0017]再者，通過熱水回路來實現(xiàn)缸套冷卻水余熱的最大化回收。熱水回路首先用于蒸餾器內(nèi)海水的加熱蒸發(fā)，剩余能量則用于海水在進(jìn)水支路上的預(yù)熱，從而實現(xiàn)余熱的梯級利用，提高系統(tǒng)的能量利用效率。
[0018]本實用新型根據(jù)海島的能源供應(yīng)狀況，提供一種充分利用柴油發(fā)電機缸套冷卻水余熱，實現(xiàn)海水淡化，在節(jié)能減排的同時為海島提供水電一體化解決方案。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]下面結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步說明:
[0020]圖1是本實用新型實施例結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0021]參照圖1，本實用新型提供了一種海島水電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，包括柴油發(fā)電機系統(tǒng)1、余熱回收系統(tǒng)2和海水淡化系統(tǒng)3，所述柴油發(fā)電機系統(tǒng)I包括柴油發(fā)電機11、與所述柴油發(fā)電機11的缸套連通且裝有冷卻水循環(huán)泵12的冷卻水回路以及設(shè)于所述冷卻水回路上的冷卻水箱13和余熱回收換熱器14，所述冷卻水回路在缸套的出水口分為第一支路15和第二支路16，所述第二支路16經(jīng)三通流量調(diào)節(jié)閥17分為第三支路161和第四支路162，所述第一支路15和第三支路161均流經(jīng)所述冷卻水箱13后由所述冷卻水循環(huán)泵12注入缸套的入水口，所述第四支路162流經(jīng)所述余熱回收換熱器14后由所述冷卻水循環(huán)泵12注入缸套的入水口，所述第一支路15、第二支路16、第三支路161和第四支路162上均裝有截止閥18，所述海水淡化系統(tǒng)3包括低溫多效蒸餾器31，所述余熱回收系統(tǒng)2包括流經(jīng)所述低溫多效蒸餾器31的蒸發(fā)段和余熱回收換熱器14的熱水回路21，所述熱水回路21上裝有熱水循環(huán)泵22和膨脹水箱23。
[0022]所述海水淡化系統(tǒng)3還包括與所述低溫多效蒸餾器31連通的出水管路以及裝有海水泵4的供水管路5，所述供水管路5的入口處設(shè)有進(jìn)水格柵50。所述供水管路5流經(jīng)所述低溫多效蒸餾器31的冷凝段后分為排水支路51和注入低溫多效蒸餾器31且裝有供水泵32的進(jìn)水支路52，所述出水管路包括裝有第一屏蔽泵61的濃海水管路62和裝有第二屏蔽泵63、淡水箱64和淡水泵65的淡水管路66。
[0023]所述熱水回路21上還設(shè)有預(yù)熱器24，所述進(jìn)水支路52流經(jīng)所述預(yù)熱器24后注入低溫多效蒸餾器31內(nèi)。所述進(jìn)水支路52上分別在預(yù)熱器24的前側(cè)和后側(cè)設(shè)有自清洗過濾器53和真空脫氣塔54。
[0024]本實用新型的工作原理為:海水經(jīng)進(jìn)水格柵50初步過濾，通過海水泵4打入低溫多效蒸餾器31的冷凝段，作為冷卻水冷卻低溫多效蒸餾器31中產(chǎn)生的水蒸氣，海水自身得到初步預(yù)熱。之后海水分成兩條支路，大部分海水進(jìn)入排水支路51排出，小部分海水通過供水泵32打入自清洗過濾器53中，海水得到進(jìn)一步的過濾。隨后海水進(jìn)入預(yù)熱器24中進(jìn)一步預(yù)熱，并在真空脫氣塔54中除去大部分不凝氣體。之后海水進(jìn)入低溫多效蒸餾器31中，實現(xiàn)多次蒸發(fā)，產(chǎn)生的蒸汽冷凝形成淡水并通過第二屏蔽泵63抽出打入淡水箱64中存儲，最后可通過淡水泵65供給用戶。海水蒸發(fā)產(chǎn)生的濃海水通過第一屏蔽泵61抽出。低溫多效蒸餾器31的負(fù)壓條件通過真空泵7實現(xiàn)。
[0025]柴油發(fā)電機系統(tǒng)I中柴油發(fā)電機工作產(chǎn)生電力輸出供給用戶，為使柴油發(fā)電機11正常工作，缸套冷卻水從缸套的入水口進(jìn)入，對柴油發(fā)電機11進(jìn)行冷卻，從而避免其過熱。缸套冷卻水升溫后從缸套的出水口排出，分為第一支路15和第二支路16，第一支路15中，缸套冷卻水經(jīng)過截止閥18進(jìn)入冷卻水箱13，另第二支路16中缸套冷卻水經(jīng)截止閥13進(jìn)入到一個三通流量調(diào)節(jié)閥17 (溫控三通流量調(diào)節(jié)閥)中。進(jìn)入冷卻水箱13的缸套冷卻水通過風(fēng)扇8冷卻，隨后通過冷卻水循環(huán)泵12經(jīng)缸套的入水口打入柴油發(fā)電機11中，從而完成缸套冷卻水的循環(huán)。進(jìn)入三通流量調(diào)節(jié)閥17的缸套冷卻水通過溫度信號分配成為第三支路161和第四支路162，一部分缸套冷卻水經(jīng)截止閥后仍然進(jìn)入冷卻水箱13并通過風(fēng)扇8冷卻，另一部分缸套冷卻水經(jīng)截止閥13進(jìn)入余熱回收換熱器14，通過海水淡化系統(tǒng)3冷卻。冷卻后的缸套冷卻水仍然通過冷卻水循環(huán)泵12經(jīng)缸套的入水口打入柴油發(fā)電機11中，完成缸套冷卻水的循環(huán)。
[0026]海水淡化系統(tǒng)3通過余熱回收系統(tǒng)2與柴油發(fā)電機系統(tǒng)I相連。余熱回收系統(tǒng)中，熱源介質(zhì)經(jīng)過余熱回收換熱器14回收柴油發(fā)電機11的缸套冷卻水余熱，隨后進(jìn)入到膨脹水箱23，通過熱水循環(huán)泵22進(jìn)入低溫多效蒸餾器31，加熱海水蒸發(fā)，熱源介質(zhì)自身溫度降低，隨后進(jìn)入預(yù)熱器24中，自身剩余能量用于預(yù)熱海水，隨后重新返回余熱回收換熱器14，完成循環(huán)。
[0027]當(dāng)然，本發(fā)明創(chuàng)造并不局限于上述實施方式，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本實用新型精神的前提下還可作出等同變形或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種海島水電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:包括柴油發(fā)電機系統(tǒng)、余熱回收系統(tǒng)和海水淡化系統(tǒng)，所述柴油發(fā)電機系統(tǒng)包括柴油發(fā)電機、與所述柴油發(fā)電機的缸套連通且裝有冷卻水循環(huán)泵的冷卻水回路以及設(shè)于所述冷卻水回路上的冷卻水箱和余熱回收換熱器，所述冷卻水回路在缸套的出水口分為第一支路和第二支路，所述第二支路經(jīng)三通流量調(diào)節(jié)閥分為第三支路和第四支路，所述第一支路和第三支路均流經(jīng)所述冷卻水箱后由所述冷卻水循環(huán)泵注入缸套的入水口，所述第四支路流經(jīng)所述余熱回收換熱器后由述冷卻水循環(huán)泵注入缸套的入水口，所述第一支路、第二支路、第三支路和第四支路上均裝有截止閥，所述海水淡化系統(tǒng)包括蒸餾器，所述余熱回收系統(tǒng)包括流經(jīng)所述蒸餾器的蒸發(fā)段和余熱回收換熱器的熱水回路，所述熱水回路上裝有熱水循環(huán)泵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海島水電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:所述蒸餾器為外接真空泵的低溫多效蒸餾器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的海島水電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:所述海水淡化系統(tǒng)還包括與所述低溫多效蒸餾器連通的出水管路以及裝有海水泵的供水管路，所述供水管路流經(jīng)所述低溫多效蒸餾器的冷凝段后分為排水支路和注入低溫多效蒸餾器且裝有供水泵的進(jìn)水支路，所述出水管路包括裝有第一屏蔽泵的濃海水管路和裝有第二屏蔽泵的淡水管路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的海島水電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:所述熱水回路上還設(shè)有預(yù)熱器，所述進(jìn)水支路流經(jīng)所述預(yù)熱器后注入低溫多效蒸餾器內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的海島水電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:所述進(jìn)水支路上分別在預(yù)熱器的前側(cè)和后側(cè)設(shè)有自清洗過濾器和真空脫氣塔。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的海島水電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:所述淡水管路上還裝有淡水箱和淡水泵。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的海島水電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:所述供水管路的入口處設(shè)有進(jìn)水格柵。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海島水電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:所述熱水回路上還裝有膨脹水箱。
【文檔編號】C02F1/16GK203959869SQ201420346593
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月25日
【發(fā)明者】張鳳鳴, 陳順權(quán), 馮東東, 徐士鳴, 徐昱 申請人:廣州中國科學(xué)院先進(jìn)技術(shù)研究所