CN105439222B - 一种海水淡化系统用换热机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的一种海水淡化系统用换热机构，包括降压机构、换热机构和升压机构，降压机构包括降压管路和膨胀阀，换热机构包括换热管路和热交换器，升压机构包括升压管路和压缩机，换热管路内流通有热工质，换热管路上设有水轮机，所述水轮机由换热管路内的热工质带动，并通过连杆轴带动压缩机，本发明舍弃了传统淡化技术中的冷凝器，避免海水淡化中最大的热损失‑冷凝热损失，采用的热工质为工业循环水，提升了热能的回收利用率，同时合理利用热工质的功能，使其作为压缩机的动力来源。

Description

一种海水淡化系统用换热机构
技术领域
本发明属于海水淡化技术，特别是涉及一种高效率利用企业余热工质的热能与动能进行压汽式毛细驱动海水淡化系统的换热机构。
背景技术
将海水变成淡水的方法叫海水淡化，其本质是将海水中的盐和水分离。盐水分离的最小功是海水淡化必须消耗能量的下线，只有当分离工程完全可逆时，分离消耗的功才是最小功。由于实际过程不可避免的不可逆性，淡化过程所需的能量是最小功的若干倍，甚至成千上万倍。为了使淡化过程更加经济，应设法使能耗尽量接近最小功。
热法海水淡化技术是一种将海水加热到沸点产生蒸汽，并将蒸汽冷凝成淡水的方法。
热法海水淡化物理数学描述中，汽化潜热是所有能耗中最大的一项，通过合理有效的方法充分回收汽化潜热是热法海淡技术的重要思路。这也促进了多级闪蒸和多效蒸馏法市场的巨大占有率。热法中还有一种淡化方式不可忽视，中国专利号，公开的一种压汽蒸馏法海水淡化，其通过对二次蒸汽的加压升温作为热源加热海水，回收了潜热。
海水淡化技术推广难主要在于能耗大、成本高。从热力学第二定律分析，使用热源温度越低，可用能越少的能量越为经济、节能。SCI期刊Desalination上出现较多低温热法海水淡化新技术，其工作温度在60℃或更低，新的淡化技术极大地提高了能源利用的经济型，对节能余热回收领域给出重要启示。将低温海淡技术同余热废热结合，对节约不可再生资源和缓解淡水资源缺乏具有重大意义。
发明内容
针对上述问题，本发明公开了一种海水淡化系统用换热机构。
为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是:
一种海水淡化系统用换热机构，其特征在于，包括降压机构、换热机构和升压机构，所述降压机构包括降压管路和膨胀阀，所述换热机构包括换热管路和热交换器，所述升压机构包括升压管路和压缩机，所述热交换器设置于换热管路上，包括换热进口和换热出口，所述换热管路内流通有热工质，所述热工质为热源，所述膨胀阀设置于降压管路上，所述降压管路的一端连通热交换器的换热进口，所述压缩机设置于升压管路上，所述升压管路的一端连通热交换器的换热出口，所述压缩机的底部设有冷凝水管路；
所述换热管路上设有水轮机，所述水轮机由换热管路内的热工质带动，并通过连杆轴带动压缩机，所述热工质为工业循环水。
本发明的有益效果为：
本发明公开的一种海水淡化系统用换热机构，其特点在于：
（1） 本发明将水轮机安装在换热管路上，由热工质驱动，并通过连杆轴带动压缩机，将低温低压蒸汽压缩成高温高压蒸汽，巧妙利用热工质的动能，提高系统产量；
（2） 循环对海水淡化蒸发器进行冷凝和蒸发，既起到对高温高压淡化蒸汽的降压冷凝作用，又在海水淡化蒸发器中充当加热器作用，与导热板进行热交换。
综上所述，本发明公开的一种海水淡化系统用换热机构，舍弃了传统淡化技术中的冷凝器，避免海水淡化中最大的热损失-冷凝热损失，采用的热工质为工业循环水，提升了热能的回收利用率，同时合理利用热工质的功能，使其作为压缩机的动力来源。
附图说明
图1本发明示意图。
图2本发明原理图。
具体实施方式
如图所示的一种海水淡化系统用换热机构，其特征在于，包括降压机构1、换热机构2和升压机构3，所述降压机构1包括降压管路4和膨胀阀5，所述换热机构2包括换热管路6和热交换器7，所述升压机构3包括升压管路8和压缩机9，所述热交换器7设置于换热管路6上，包括换热进口10和换热出口11，所述换热管路6内流通有热工质，所述热工质为热源，所述膨胀阀5设置于降压管路4上，所述降压管路4的一端连通热交换器7的换热进口10，所述压缩机9设置于升压管路8上，所述升压管路8的一端连通热交换器7的换热出口11，所述压缩机9的底部设有冷凝水管路12；
所述换热管路6上设有水轮机13，所述水轮机13由换热管路6内的热工质带动，并通过连杆轴14带动压缩机9，所述热工质为工业循环水。
本发明的一种海水淡化系统用换热机构，降压管路4的另一端连通海水淡化蒸发器15的淡化蒸汽通道16和冷凝腔17，升压管路8的另一端连通海水淡化蒸发器15的冷凝腔17，海水自海水进水管路18进入海水淡化蒸发器15的海水腔19，经过多孔介质20，进入淡化蒸汽通道16，与导热板21接触换热，进行蒸发，蒸发产生的淡化蒸汽通过降压管路4进入膨胀阀5，在膨胀阀5的作用下，淡化蒸汽降温、降压成低温蒸汽，后进入热交换热器7吸收热源热量，接着进入压缩机9进行压缩，升温、升压成高温蒸汽，最后进入冷凝腔17内，通过导热板21与海水进行换热，高温蒸汽进行冷凝，海水进行蒸发，冷凝的淡水从冷凝水出口22排出，未凝夜的蒸汽随同淡化蒸汽再次进入降压管路4，进行降压。
其中，在压缩机9压缩升压过程中，会有部分蒸汽凝结成淡水落在压缩机的底部，随后通过冷凝水管路12排出，蒸发剩余的高浓度海水从海水出水管路23排出。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (1)

1.一种海水淡化系统用换热机构，其特征在于，包括降压机构、换热机构和升压机构，所述降压机构包括降压管路和膨胀阀，所述换热机构包括换热管路和热交换器，所述升压机构包括升压管路和压缩机，所述热交换器设置于换热管路上，包括换热进口和换热出口，所述换热管路内流通有热工质，所述膨胀阀设置于降压管路上，所述降压管路的一端连通热交换器的换热进口，所述压缩机设置于升压管路上，所述升压管路的一端连通热交换器的换热出口，所述压缩机的底部设有冷凝水管路，所述换热管路上设有水轮机，所述水轮机通过连杆轴带动压缩机，所述水轮机由换热管路内的热工质带动，所述热工质为工业循环水。
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