專利名稱：一種利用開式吸收式熱泵實現(xiàn)海水淡化與供熱的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于能源技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種利用開式吸收式熱泵來實現(xiàn)水熱電聯(lián)產(chǎn)，實現(xiàn)能源循環(huán)利用的裝置及方法。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟(jì)社會的高速發(fā)展和人口的急劇增加，水資源危機(jī)已成為僅次于全球氣候變暖的世界第二大環(huán)境問題。世界范圍的普遍缺水使海水淡化技術(shù)從中東的沙漠地區(qū)擴(kuò)展到全球的主要沿海國家。面對我國北方沿海地區(qū)的資源型缺水和南部沿海周邊水質(zhì)型缺水、水資源亟待保護(hù)和科學(xué)利用的嚴(yán)峻形勢，在采取蓄水、跨流域調(diào)水、再生水利用等一系列有效措施的同時，借鑒國際先進(jìn)經(jīng)驗，開發(fā)海水淡化技術(shù)，向大海要淡水已成為解決沿 海地區(qū)水資源緊缺的重要途徑。海水淡化是解決水資源危機(jī)、開拓新的安全水源的必然選擇。2009年,全世界已有150個國家應(yīng)用海水淡化技術(shù),數(shù)億人飲用或使用淡化水,淡化水以年增長率10% 12%的速度增加。據(jù)悉，目前國家發(fā)改委會同11部門正在抓緊制定的海水淡化“十二五”規(guī)劃和海水淡化產(chǎn)業(yè)專項規(guī)劃，未來五年我國海水淡化投資規(guī)模將達(dá)到200億元左右。當(dāng)前海水淡化技術(shù)主要以熱法和膜法為主，膜法由于其先期投資較少和技術(shù)條件優(yōu)勢，越來越受到青睞，但在所產(chǎn)淡水的質(zhì)量上來說不如熱法，而熱法對水質(zhì)的前期處理比較簡單，可以考慮利用周圍電廠蒸汽熱量實現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)，大大減少電廠的熱源損失。且膜法操作過程對環(huán)境的負(fù)面影響日益明顯和突出，在21世紀(jì)能源和環(huán)境問題日益受到各國政府重視。熱法根據(jù)其淡水的得到方式不同，主要有閃蒸和多效蒸發(fā)2種，閃蒸技術(shù)由于動力消耗大過大的缺陷，用的越來越少。由于多效蒸發(fā)技術(shù)更加節(jié)能，越來越受到青睞。隨著多效蒸發(fā)技術(shù)的迅速發(fā)展，同時也便于與周邊電廠實現(xiàn)水電聯(lián)產(chǎn)，其應(yīng)用規(guī)模日益擴(kuò)大，可實現(xiàn)能源的綜合循環(huán)利用。但目前多效蒸發(fā)海水淡化過程中不可避免的會有末效蒸汽的熱量利用不充分的問題，嚴(yán)重制約了此技術(shù)的淡化產(chǎn)量，如圖I所示，多效海水蒸發(fā)裝置的驅(qū)動熱源直接采用汽輪機(jī)，多效蒸汽器末端的蒸汽則通過蒸汽器降溫后排出淡水。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種利用開式吸收式熱泵實現(xiàn)海水淡化與供熱的裝置及方法，本發(fā)明能夠減少能量損失、提高能源的綜合利用效率，便于實現(xiàn)能量的循環(huán)利用。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是—種利用開式吸收式熱泵實現(xiàn)海水淡化與供熱的裝置，包括多效海水蒸發(fā)裝置，在多效海水蒸發(fā)裝置上設(shè)置有高溫蒸汽入口和低壓蒸汽出口，其特征在于還包括開式吸收式熱泵的吸收器、開式吸收式熱泵的發(fā)生器、熱網(wǎng)管道和熱交換器，所述的開式吸收式熱泵的發(fā)生器包括發(fā)生器殼體以及設(shè)置在發(fā)生器殼體內(nèi)的吸收劑溶液，在所述的發(fā)生器殼體內(nèi)還設(shè)置有一驅(qū)動蒸汽管路，該管路位于所述的吸收劑溶液中，在發(fā)生器殼體下端設(shè)置有濃溶液出口和稀溶液進(jìn)口，在發(fā)生器殼體的上端設(shè)置有高溫蒸汽出口 ；所述的開式吸收式熱泵的吸收器包括吸收器殼體，在吸收器殼體內(nèi)也設(shè)置有吸收劑溶液，在所述的吸收器殼體內(nèi)還設(shè)置有一熱網(wǎng)管路，該熱網(wǎng)管路位于所述的吸收劑溶液內(nèi)，在吸收器殼體下端設(shè)置有濃溶液進(jìn)口和稀溶液出口，在吸收器殼體的上端設(shè)置有低壓蒸汽入口 ；所述的濃溶液出口與濃溶液進(jìn)口通過第一管路連接，所述的稀溶液出口與稀溶液進(jìn)口通過第二管路連接，所述的熱交換器設(shè)置在所述的第一管路和第二管路上，在第二管路上還設(shè)置有一溶液泵；所述的低壓蒸汽出口與所述的低壓蒸汽入口連接；所述的高溫蒸汽出口與所述的高溫蒸汽入口連接。多效海水蒸發(fā)裝置的末效蒸發(fā)器產(chǎn)生的低壓蒸汽直接通入開式吸收式熱泵的吸收器，被里面的吸收劑濃溶液(如LiBr等)吸收，將熱網(wǎng)管道與所述開式吸收式熱泵的吸收器相連，吸收過程放出的熱量用于加熱熱網(wǎng)熱水。
將汽輪機(jī)的中低壓缸排汽通過管道連接到所述開式吸收式熱泵的發(fā)生器，作為它的驅(qū)動熱源，從所述多效海水蒸發(fā)裝置放熱結(jié)束的凝結(jié)水通過管道送入鍋爐的補(bǔ)水入口，作為鍋爐的補(bǔ)水；開式吸收式熱泵的發(fā)生器出口產(chǎn)生的蒸汽通過管道連接到多效海水蒸發(fā)裝置，作為海水淡化流程的加熱熱源。開式吸收式熱泵的吸收器出口的吸收劑稀溶液通過溶液泵輸送到開式吸收式熱泵的發(fā)生器，并在熱交換器中與開式吸收式熱泵的發(fā)生器出口的吸收劑濃溶液進(jìn)行熱交換。本發(fā)明一種利用開式吸收式熱泵實現(xiàn)海水淡化與供熱的方法，包括以下步驟A、汽輪機(jī)的中低壓缸排汽通過驅(qū)動蒸汽管路加熱所述開式吸收式熱泵的發(fā)生器中的吸收劑稀溶液，放出的高溫蒸汽通入到所述多效海水蒸發(fā)裝置；B、作為加熱熱源的高溫蒸汽在所述多效海水蒸發(fā)裝置放出熱量后，變成凝結(jié)水，可作為鍋爐的補(bǔ)水；C、所述多效海水蒸發(fā)裝置末效產(chǎn)生的低壓蒸汽直接在所述開式吸收式熱泵的吸收器中吸收，同時放出大量熱量；D、將熱網(wǎng)的熱水管網(wǎng)連接到所述開式吸收式熱泵的吸收器，吸收其吸收過程中的
熱量；E、從所述開式吸收式熱泵的發(fā)生器出口的吸收劑濃溶液在熱交換器中與進(jìn)入所述開式吸收式熱泵的發(fā)生器的稀溶液完成一次熱交換；F、從所述開式吸收式熱泵的吸收器出來的吸收劑稀溶液通過溶液泵輸送到所述開式吸收式熱泵的發(fā)生器，完成吸收劑溶液的一次循環(huán)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(I)本發(fā)明較目前圖I所示的直接從汽輪機(jī)中低壓缸抽汽用于海水淡化更加節(jié)能，如圖I所示產(chǎn)生的末效蒸汽的熱量利用很不充分，預(yù)熱后直接作為淡化水排出，而本發(fā)明將這部分熱量通過所述開式吸收式熱泵系統(tǒng)提取出來，利用這部分熱量用于加熱熱網(wǎng)水，避免了海水淡化過程中末效蒸汽能量的大量損失。(2)本發(fā)明利用了海水淡化系統(tǒng)中末效蒸汽的能量用于供熱，較單一的從汽輪機(jī)抽汽供熱相比，供熱能力有大幅提升，機(jī)組發(fā)電能力增加。(3)本發(fā)明較海水淡化與供熱相比單一的，增加了開式吸收式熱泵系統(tǒng)，主要包括開式吸收式熱泵的吸收器、開式吸收式熱泵的發(fā)生器及相關(guān)輔件，其綜合能耗水平較單一的海水淡化或集中供熱相比有大幅下降，并且可實現(xiàn)同時供熱與海水淡化。(4)本發(fā)明還為鍋爐提供了一定的補(bǔ)水補(bǔ)充，從所述開式吸收式熱泵的發(fā)生器出來的蒸汽在海水淡化裝置中放熱后變成凝結(jié)水，這部分水可作為鍋爐的補(bǔ)給水，可大大減少電廠的耗水量。


圖I是現(xiàn)有技術(shù)的多效海水淡化示意圖。圖2是本發(fā)明利用開式吸收式熱泵實現(xiàn)海水淡化裝置的示意圖。 I、多效海水蒸發(fā)裝置，11、末效蒸發(fā)器，12、高溫蒸汽入口，13、低壓蒸汽出口，14、凝結(jié)水出口、15、濃鹽水出口、16、淡水出口，17、海水進(jìn)口，2、開式吸收式熱泵的吸收器，21、濃溶液進(jìn)口，22、稀溶液出口，23、低壓蒸汽入口，3、開式吸收式熱泵的發(fā)生器，31、濃溶液出口，32、稀溶液進(jìn)口，33、高溫蒸汽出口，4、熱交換器，5、溶液泵，6、驅(qū)動蒸汽管路，7、熱網(wǎng)管路，8、第一管路，9、第二管路，10、凝汽器。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明作詳細(xì)說明如圖I所示，本發(fā)明利用開式吸收式熱泵實現(xiàn)海水淡化與供熱的裝置，包括多效海水蒸發(fā)裝置I、開式吸收式熱泵的吸收器2、開式吸收式熱泵的發(fā)生器3、熱網(wǎng)管路7和熱交換器4，在多效海水蒸發(fā)裝置I上設(shè)置有高溫蒸汽入口 12和低壓蒸汽出口 13，開式吸收式熱泵的發(fā)生器3包括發(fā)生器殼體以及設(shè)置在發(fā)生器殼體內(nèi)的吸收劑溶液，在發(fā)生器殼體內(nèi)還設(shè)置有一驅(qū)動蒸汽管路6，該管路位于吸收劑溶液中，在發(fā)生器殼體下端設(shè)置有濃溶液出口 31和稀溶液進(jìn)口 32，在發(fā)生器殼體的上端設(shè)置有高溫蒸汽出口 33 ;開式吸收式熱泵的吸收器2包括吸收器殼體，在吸收器殼體內(nèi)也設(shè)置有吸收劑溶液，在吸收器殼體內(nèi)還設(shè)置有一熱網(wǎng)管路7，該熱網(wǎng)管路7位于所述的吸收劑溶液內(nèi)，在吸收器殼體下端設(shè)置有濃溶液進(jìn)口 21和稀溶液出口 22，在吸收器殼體的上端設(shè)置有低壓蒸汽出入口 23 ;濃溶液出口 31與濃溶液進(jìn)口 21通過第一管路8連接，稀溶液出口 22與稀溶液進(jìn)口 32通過第二管路9連接，熱交換器4設(shè)置在第一管路和第二管路上，在第二管路上還設(shè)置有一溶液泵5 ;低壓蒸汽出口 13與低壓蒸汽入口 23連接；高溫蒸汽出口 33與高溫蒸汽入口 12連接。驅(qū)動蒸汽管路6的熱源來自汽輪機(jī)的中低壓缸排汽并加熱開式吸收式熱泵的發(fā)生器中的吸收劑稀溶液，放出的高溫蒸汽通入到所述多效海水蒸發(fā)裝置。本發(fā)明方法，包括以下步驟A、汽輪機(jī)的中低壓缸排汽通過驅(qū)動蒸汽管路加熱所述開式吸收式熱泵的發(fā)生器中的吸收劑稀溶液，放出的高溫蒸汽通入到所述多效海水蒸發(fā)裝置；B、作為加熱熱源的高溫蒸汽在所述多效海水蒸發(fā)裝置放出熱量后，變成凝結(jié)水，可作為鍋爐的補(bǔ)水；C、所述多效海水蒸發(fā)裝置末效產(chǎn)生的低壓蒸汽直接在所述開式吸收式熱泵的吸收器中吸收，同時放出大量熱量；
D、將熱網(wǎng)的熱水管網(wǎng)連接到所述開式吸收式熱泵的吸收器，吸收其吸收過程中的
熱量；E、從所述開式吸收式熱泵的發(fā)生器出口的吸收劑濃溶液在熱交換器中與進(jìn)入所述開式吸收式熱泵的發(fā)生器的稀溶液完成一次熱交換；
F、從所述開式吸收式熱泵的吸收器出來的吸收劑稀溶液通過溶液泵輸送到所述開式吸收式熱泵的發(fā)生器，完成吸收劑溶液的一次循環(huán)。
權(quán)利要求
1.一種利用開式吸收式熱泵實現(xiàn)海水淡化與供熱的裝置，包括多效海水蒸發(fā)裝置，在多效海水蒸發(fā)裝置上設(shè)置有高溫蒸汽入口和低壓蒸汽出口，其特征在于還包括開式吸收式熱泵的吸收器、開式吸收式熱泵的發(fā)生器、熱網(wǎng)管道和熱交換器，所述的開式吸收式熱泵的發(fā)生器包括發(fā)生器殼體以及設(shè)置在發(fā)生器殼體內(nèi)的吸收劑溶液，在所述的發(fā)生器殼體內(nèi)還設(shè)置有一驅(qū)動蒸汽管路，該管路位于所述的吸收劑溶液中，在發(fā)生器殼體下端設(shè)置有濃溶液出口和稀溶液進(jìn)口，在發(fā)生器殼體的上端設(shè)置有高溫蒸汽出口 ；所述的開式吸收式熱泵的吸收器包括吸收器殼體，在吸收器殼體內(nèi)也設(shè)置有吸收劑溶液，在所述的吸收器殼體內(nèi)還設(shè)置有一熱網(wǎng)管路，該熱網(wǎng)管路位于所述的吸收劑溶液內(nèi)，在吸收器殼體下端設(shè)置有濃溶液進(jìn)口和稀溶液出口，在吸收器殼體的上端設(shè)置有低壓蒸汽入口 ；所述的濃溶液出口與濃溶液進(jìn)口通過第一管路連接，所述的稀溶液出口與稀溶液進(jìn)口通過第二管路連接，所述的熱交換器設(shè)置在所述的第一管路和第二管路上，在第二管路上還設(shè)置有一溶液泵；所述的低壓蒸汽出口與所述的低壓蒸汽入口連接；所述的高溫蒸汽出口與所述的高溫蒸汽入口連接。
2.一種利用權(quán)利要求I所述的裝置實現(xiàn)海水淡化與供熱的方法，其特征在于，包括以下步驟 A、汽輪機(jī)的中低壓缸排汽通過驅(qū)動蒸汽管路加熱所述開式吸收式熱泵的發(fā)生器中的吸收劑溶液，放出的高溫蒸汽通入到所述多效海水蒸發(fā)裝置； B、作為加熱熱源的高溫蒸汽在所述多效海水蒸發(fā)裝置放出熱量后，變成凝結(jié)水，作為鍋爐的補(bǔ)水； C、所述多效海水蒸發(fā)裝置末效產(chǎn)生的低壓蒸汽直接在所述開式吸收式熱泵的吸收器中吸收，同時放出大量熱量； D、將熱網(wǎng)的熱水管網(wǎng)連接到所述開式吸收式熱泵的吸收器，吸收其吸收過程中的熱量; E、從所述開式吸收式熱泵的發(fā)生器出口的吸收劑濃溶液在熱交換器中與進(jìn)入所述開式吸收式熱泵的發(fā)生器的稀溶液完成一次熱交換； F、從所述開式吸收式熱泵的吸收器出來的吸收劑稀溶液通過溶液泵輸送到所述開式吸收式熱泵的發(fā)生器，完成吸收劑溶液的一次循環(huán)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用開式吸收式熱泵實現(xiàn)海水淡化與供熱的裝置及方法，其中裝置包括多效海水蒸發(fā)裝置，在多效海水蒸發(fā)裝置上設(shè)置有高溫蒸汽入口和低壓蒸汽出口，還包括開式吸收式熱泵的吸收器、開式吸收式熱泵的發(fā)生器、熱網(wǎng)管道和熱交換器，開式吸收式熱泵的發(fā)生器包括發(fā)生器殼體，在發(fā)生器殼體內(nèi)還設(shè)置有一驅(qū)動蒸汽管路；開式吸收式熱泵的吸收器包括吸收器殼體，在吸收器殼體內(nèi)還設(shè)置有一熱網(wǎng)管路；所述的低壓蒸汽出口與所述的低壓蒸汽入口連接；所述的高溫蒸汽出口與所述的高溫蒸汽入口連接。本發(fā)明能夠減少海水淡化過程中的熱量損失，同時將熱量用于對熱網(wǎng)供熱，提高能源的利用效率。
文檔編號F24D3/18GK102910692SQ20121039773
公開日2013年2月6日 申請日期2012年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月18日
發(fā)明者向文國, 楊國群 申請人:東南大學(xué)