CN112062187B - 一种热蒸馏水的制备装置及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热蒸馏水的制备装置及其制备方法，其中热蒸馏水的制备装置包括N级蒸发器；N‑1级加热器；冷凝器；低温水管路；N级蒸发器中第K‑1级蒸发器的第一凝结水出口与N‑1级加热器中第K‑1级加热器的凝结水入口连通，第K级蒸发器的二次蒸汽出口与第K‑1级加热器的第二蒸汽入口连通；N级蒸发器中第N级蒸发器的第一凝结水出口排出高温蒸汽冷凝水，N‑1级加热器的第N‑1级加热器的待加热水出口将加热后的蒸馏水排出。本发明的装置在生产蒸馏水的同时，对蒸馏水进行梯级加热，实现水热同产；同时还可以对外部的低温水进行加热，充分利用到该装置产生的热量。

Description

一种热蒸馏水的制备装置及其制备方法

技术领域

本发明属于海水淡化和集中供热领域，尤其涉及一种热蒸馏水的制备装置及其制备方法。

背景技术

随着我国经济社会的快速发展和城市化进程的不断推进，水资源短缺已成为制约我国社会经济可持续发展的重要因素。我国人均水资源量只有世界人均水资源量的四分之一，是全球人均水资源最贫乏的国家之一。海水淡化是从源头增加水资源量的有效手段，是解决我国水资源短缺的重要途径和战略选择，也是确保国家安全和可持续发展的必然要求。海水淡化技术近年来发展迅猛，其中蒸馏法、反渗透法等海水淡化技术已日趋成熟，并在我国广大沿海地区得到了越来越广泛的应用，但目前这些技术的淡化成本普遍较高，如何大幅度降低运行能源成本是这类技术发展的当务之急，同时，如何最大程度地利用这类技术产生的热量，降低资源浪费也是值得考虑的问题。

在现有的海水淡化过程中，淡水制备产生的大量热量直接被排放，没有得到充分的回收利用。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种热蒸馏水的制备装置及其制备方法，通过将外部低温水与热蒸馏水制备结合起来，利用热蒸馏水制备过程中产生的热量加热外部低温水，提高了热蒸馏水制备的能源利用率。

为解决上述技术问题，本发明实施例一方面提供了一种热蒸馏水的制备装置，包括：N级蒸发器，每级蒸发器均设有第一凝结水出口和二次蒸汽出口；N-1级加热器，每级加热器均设有待加热水入口、待加热水出口、第二蒸汽入口和凝结水入口，N-1级加热器中第M级加热器的待加热水入口与第M-1级加热器的待加热水出口连通；冷凝器，冷凝包括第一蒸汽入口和第二凝结水出口；低温水管路，用于引入外部低温水并利用外部低温水吸收N级蒸发器排出的蒸汽的热量；N级蒸发器中第K-1级蒸发器的第一凝结水出口与N-1级加热器中第K-1级加热器的凝结水入口连通，第K级蒸发器的二次蒸汽出口与第K-1级加热器的第二蒸汽入口连通；冷凝器的第一蒸汽入口与N级蒸发器中第1级蒸发器的二次蒸汽出口连通，冷凝器的第二凝结水出口与N-1级加热器中第1级加热器的待加热水入口连通；N级蒸发器中第N级蒸发器的第一凝结水出口排出高温蒸汽冷凝水，N-1级加热器的第N-1级加热器的待加热水出口将加热后的蒸馏水排出；其中，N≥K≥2，N-1≥M≥2。

进一步地，N级蒸发器中每级蒸发器还包括：浓缩液出口、加热蒸汽入口和浓缩液入口；N级蒸发器中第M级蒸发器的浓缩液出口与第M-1级蒸发器的浓缩液入口连通，第M级蒸发器的二次蒸汽出口与第M-1级蒸发器的加热蒸汽入口连通，第1级蒸发器的浓缩液出口排出浓缩液，第N级蒸发器的加热蒸汽入口引入外部高温蒸汽。

进一步地，冷凝器包括：外部低温水入口；低温水管路通过外部低温水入口与冷凝器连通，外部低温水在冷凝器中换热后进入N-1级加热器进行梯级加热。

进一步地，该装置还包括：N级低温水换热器，每级低温水换热器包括外部低温水进口、外部低温水出口、蒸汽进口以及第五凝结水出口；N级低温水换热器中第E-1级低温水换热器的外部低温水出口与第E级低温水换热器的外部低温水进口连通，第E级低温水换热器的蒸汽进口与第E级蒸发器的二次蒸汽出口连通，第E-1级低温水换热器的第五凝结水出口与第E-1级加热器的待加热水入口连通，第N级低温水换热器中的第五凝结水出口与第N-1级加热器(3)的待加热水出口连通，N级低温水换热器中的第1级低温水换热器的外部低温水进口与低温水管路连通，N级低温水换热器中第N级低温水换热器的外部低温水出口将换热后的外部低温水排出；其中，N≥E≥2。

进一步地，该装置还包括：N-1级预热器，每级预热器包括预加热液入口、预加热液出口、第三蒸汽入口和第四凝结水出口；N级蒸发器的每级蒸发器还设有待浓缩液入口，冷凝器还包括冷却液管路出口；N-1级预热器中第F-2级预热器的预加热液出口与第F-1级预热器的预加热液入口连通，第F-1级预热器的第三蒸汽入口与第F级蒸发器的二次蒸汽出口连通，第F-2级预热器的第四凝结水出口与第F-1级加热器的待加热水入口连通，第N-1级预热器的第四凝结水出口与第N-1级加热器的待加热水出口连通，冷凝器的冷却液管路出口与第1级预热器的预加热液入口连通，N-1级预热器中第N-1级预热器的预加热液出口与N级蒸发器中第N级蒸发器的待浓缩液入口连通；其中，N≥F≥2。

进一步地，N-1级预热器中第F-2级预热器的预加热液出口分别与第F-1级预热器的预加热液入口和N级蒸发器中第F-1级蒸发器的待浓缩液入口连通，N-1级预热器中第N-1级预热器的预加热液出口与N级蒸发器中第N级蒸发器的待浓缩液入口连通，冷凝器的冷却液管路出口分别与第1级预热器的预加热液入口和第1级蒸发器的待浓缩液入口连通。

进一步地，N级蒸发器中每级蒸发器还包括：浓缩液出口；N级蒸发器中第M级蒸发器的浓缩液出口与第M-1级蒸发器的待浓缩液入口连通。

进一步地，该装置还包括：冷却液直排管路，其与冷凝器的冷却液管路出口连通，冷却液直排管路用于调节N-1级加热器的热蒸馏水的产量。

进一步地，该装置还包括：热交换器，其包括冷介质入口、冷介质出口、热介质入口和热介质出口；N级蒸发器还包括浓缩液出口，冷凝器还包括冷却液管路入口；热介质入口与N级蒸发器中第1级蒸发器的浓缩液出口连通，冷介质出口与冷凝器的冷却液管路入口连通，冷介质入口用于引入冷却水，热介质出口用于将浓缩液排出。

本发明实施例另一方面提供了一种热蒸馏水的制备方法，该热蒸馏水利用前述任一项的装置蒸馏液体得到的；液体为下述至少一种：海水、河水、湖水、地下水、污水、废水及中水。

本发明实施例的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

利用热蒸馏水制备过程中产生的热量加热外部低温水，提高了热蒸馏水制备的能源利用率，较少资源浪费。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的热蒸馏水的制备装置的结构示意图；

图2是本发明实施例二提供的热蒸馏水的制备装置的结构示意图；

图3是本发明实施例三提供的热蒸馏水的制备装置的结构示意图；

图4是本发明实施例四提供的热蒸馏水的制备装置的结构示意图；

图5是本发明实施例五提供的热蒸馏水的制备装置的结构示意图；

图6是本发明实施例六提供的热蒸馏水的制备装置的结构示意图。

附图标记：

1：蒸发器；2：冷凝器；3：加热器；4：预热器；5：热交换器；6：冷却液直排管路；7：低温水换热器；8：低温水管路；1-1：待浓缩液入口；1-2：浓缩液出口；1-3：加热蒸汽入口；1-4：第一凝结水出口；1-5：二次蒸汽出口；1-6：浓缩液入口；2-1：冷却液管路入口；2-2：冷却液管路出口；2-3：第一蒸汽入口；2-4：第二凝结水出口；2-6：外部低温水入口；3-1：待加热水入口；3-2：待加热水出口；3-3：第二蒸汽入口；3-4：凝结水入口；4-1：预加热液入口；4-2：预加热液出口；4-3：第三蒸汽入口；4-4：第四凝结水出口；5-1：冷介质入口；5-2：冷介质出口；5-3：热介质入口；5-4：热介质出口；7-1：外部低温水进口；7-2：外部低温水出口；7-3：蒸汽进口；7-4：第五凝结水出口。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例一：

图1是本发明实施例一提供的热蒸馏水的制备装置的结构示意图。

本实施例中，提供一种蒸馏式水热同产且同时加热外部低温水的装置，包括N级蒸发器1(N≥2)、冷凝器2、N-1级加热器3、低温水管路8及连接管路。

每级蒸发器1为间壁式热交换器，包括待浓缩液入口1-1、浓缩液出口1-2、加热蒸汽入口1-3、第一凝结水出口1-4以及二次蒸汽出口1-5。

冷凝器2为间壁式热交换器，包括冷却液管路入口2-1、冷却液管路出口2-2、第一蒸汽入口2-3、第二凝结水出口2-4以及外部低温水入口2-6。

每级加热器3为混合式热交换器或者间壁式热交换器，包括待加热水入口3-1、待加热水出口3-2、蒸汽入口3-3和凝结水入口3-4。

在本装置中，多级蒸发器1与多级加热器3一一对应，例如，第1级蒸发器1与第1级加热器3位置对应，第2级蒸发器1与第2级加热器3位置对应，……，第N-1级蒸发器1与第N-1级加热器3位置对应，第N级蒸发器1不对应加热器3。

N级蒸发器1中第N级蒸发器1的加热蒸汽入口1-3与装置外部的蒸汽源连通，将外部高温蒸汽引入第N级蒸发器1中，引入的高温蒸汽加热从待浓缩液入口1-1进入的待蒸发液使其蒸发，高温蒸汽换热后冷凝成蒸馏水从第一凝结水出口1-4排出，待蒸发液蒸发产生二次蒸汽，二次蒸汽从二次蒸汽出口1-5排出。

N级蒸发器1中第N级蒸发器1的二次蒸汽出口1-5与第N-1级蒸发器1的加热蒸汽入口1-3连通，第N-1级蒸发器1的二次蒸汽出口1-5与第N-2级蒸发器1的加热蒸汽入口1-3连通，……，第2级蒸发器1的二次蒸汽出口1-5与第1级蒸发器1的加热蒸汽入口1-3连通，第1级蒸发器1的二次蒸汽出口1-5与冷凝器2的第一蒸汽入口2-3连通。N级蒸发器1逐级利用高温蒸汽中的热量蒸发待蒸发液，从而使得每级蒸发器1中均有待蒸发液被蒸发产出二次蒸汽，并于下一级蒸发器1中冷凝为蒸馏水，多级蒸发器使得外部高温蒸汽的热量得到充分利用。冷凝器2将第1级蒸发器1产生的二次蒸汽也冷凝为蒸馏水，避免资源浪费。

冷凝器2的第二凝结水出口2-4与第1级加热器3的待加热水入口3-1连通，第1级加热器3的待加热水出口3-2与第2级加热器3的待加热水入口3-1连通，第2级加热器3的待加热水出口3-2与第3级加热器3的待加热水入口3-1连通，……，第N-2级加热器3的待加热水出口3-2与第N-1级加热器3的待加热水入口3-1连通。

N-1级加热器3中第1级加热器3的第二蒸汽入口3-3与N级蒸发器1中第2级蒸发器1的二次蒸汽出口1-5连通，第2级加热器3的第二蒸汽入口3-3与第3级蒸发器1的二次蒸汽出口1-5连通，……，第N-1级加热器3的第二蒸汽入口3-3与第N级蒸发器1的二次蒸汽出口1-5连通。

N-1级加热器3中第1级加热器3的凝结水入口3-4与N级蒸发器1中第1级蒸发器1的第一凝结水出口1-4连通，第2级加热器3的凝结水入口3-4与第2级蒸发器1的第一凝结水出口1-4连通，……，第N-1级加热器3的凝结水入口3-4与第N-1级蒸发器1的第一凝结水出口1-4连通，第N级蒸发器1的第一凝结水出口1-4直接将蒸馏水排出。

加热器3为多级设计，每级加热器3接收与其对应的蒸发器1产生的蒸馏水，并输入其中1级蒸发器1产生的部分二次蒸汽，通过二次蒸汽与蒸馏水换热加热蒸馏水，并使该部分二次蒸汽同时冷凝为蒸馏水，在加热蒸馏水的同时产生新的蒸馏水，提高了系统工作效率，加热器3用于利用该装置自身二次蒸汽的热量将蒸馏水加热，形成热量的最大化利用，减少了外部能量的输入，节约成本。

N级蒸发器1中第N级蒸发器1的浓缩液出口1-2与第N-1级蒸发器1的浓缩液入口1-6连通，第N-1级蒸发器1的浓缩液出口1-2与第N-2级蒸发器1的浓缩液入口1-6连通，……，第2级蒸发器1的浓缩液出口1-2与第1级蒸发器1的浓缩液入口1-6连通，第2级蒸发器1的浓缩液出口1-2将多级浓缩后的浓缩液排出。浓缩液可为海水淡化后的浓缩液等液体，可根据需求进行回收。

在可选的实施方式中，N级蒸发器1中第N级蒸发器1的浓缩液出口1-2与第N-1级蒸发器1的待浓缩液入口(1-1)连通，第N-1级蒸发器1的浓缩液出口1-2与第N-2级蒸发器1的待浓缩液入口(1-1)连通，……，第2级蒸发器1的浓缩液出口1-2与第1级蒸发器1的待浓缩液入口(1-1)连通，第2级蒸发器1的浓缩液出口1-2将多级浓缩后的浓缩液排出。将每级蒸发器1的浓缩液与下一级蒸发器1的待蒸发液汇合，使得浓缩液再次进行蒸发，提高了浓缩程度，即提高了待蒸发液的蒸馏水生成率，实现待蒸发液中蒸馏水的最大化制备。

在可选的实施方式中，每级蒸发器1中的浓缩液出口1-2可同时与下一级蒸发器1的待浓缩液入口(1-1)和浓缩液入口1-6连通，在实际作业过程中，可根据浓缩液的浓缩程度和工业需求可选地打开或关闭浓缩液出口1-2与待浓缩液入口(1-1)的连通管道。

在具体地实施方式中，N级蒸发器1中的二次蒸汽在第一级蒸发器1的二次蒸汽出口(1-5)排出，并进入冷凝器2，二次蒸汽同时与冷凝器2中的冷却液(例如海水)和低温的外部低温水进行换热，从而冷凝为蒸馏水，并与换热后升温的外部低温水一起从第二凝结水出口(2-4)排出，进入第1级加热器3进行加热，并经由多级加热器3得到逐级加热，最终得到热蒸馏水，供给热用户以及淡水用户等任何对热蒸馏水有需求的对象。此时，外部低温水为低温淡水，使得外部低温水被本装置加热后可不经处理直接供给热用户以及淡水用户等任何对热蒸馏水有需求对象。

该蒸馏式水热同产工艺流程的工作过程为：待蒸发液分别通过每一级蒸发器1的待浓缩液入口1-1进入每一级蒸发器1，在第N级蒸发器1中，进入第N级蒸发器1的待蒸发液被从第N级蒸发器1的加热蒸汽入口1-3引入的外部高温蒸汽加热并蒸发产生二次蒸汽和浓缩液，待蒸发液蒸发后产生的浓缩液从浓缩液出口1-2排出并进入第N-1级蒸发器1中与第N-1级蒸发器1中的浓缩液汇合，以此类推，直至第1级蒸发器1，经过多级积累的浓缩液从第1级蒸发器1的浓缩液出口1-2排出本装置。

第N级蒸发器1中待蒸发液蒸发后产生的二次蒸汽从二次蒸汽出口1-5排出并通过第N-1级蒸发器1的加热蒸汽入口1-3进入第N-1级蒸发器1继续加热第N-1级蒸发器1中的待蒸发液，第N-1级蒸发器1中的待蒸发液蒸发继续产生二次蒸汽并进入第N-2级蒸发器1中加热第N-2级蒸发器1中的待蒸发液，以此类推，直至第1级蒸发器1，第1级蒸发器1中的待蒸发液蒸发后产生的二次蒸汽进入冷凝器2与冷凝器2中的冷却液进行换热，使得第1级蒸发器1产生的二次蒸汽冷凝为蒸馏水并使蒸馏水进入N-1级加热器3中的第1级加热器3进行加热。

N级蒸发器1中每级蒸汽经过换热冷凝成的蒸馏水从均由第一凝结水出口1-4排出并进入对应一级的加热器3进行加热，最终，加热后的蒸馏水全部从第N-1级加热器3的待加热水出口3-2排出，进入供热供水系统，将热蒸馏水供给热用户以及淡水用户等任何对热蒸馏水有需求对象。

第1级蒸发器1中的待蒸发液蒸发后产生的二次蒸汽仍然含有大量的热量和水资源，如果将其直接排出，不仅造成了热量的浪费和水资源的浪费，还对全球气候变暖造成一定负担；而如果只与冷凝器中的冷却液进行换热，则仅能收集二次蒸汽换热冷凝后生成的蒸馏水，只保证了水资源的充分利用，然而冷却液换热后直接排出，同样造成了热量的浪费，本实施例一通过引入外部低温水，该外部低温水为低温淡水，通过低温淡水吸收二次蒸汽中的热量，同时将换热后的低温淡水与本装置产生的蒸馏水汇合，一同将其供给热用户以及淡水用户等任何对热蒸馏水有需求对象，兼顾了热量的利用和水资源的利用。

可选地，每级加热器3为间壁式热交换器，每级加热器3还包括凝结水出口；N-1级加热器3中第M-1级加热器3的凝结水出口与第M-1级加热器的待加热水出口3-2连通。

待蒸发液为下述至少一种：海水、河水、湖水、地下水、污水、废水及中水。

实施例二：

图2是本发明实施例二提供的热蒸馏水的制备装置的结构示意图。

根据图2所示，本实施例在实施例一的基础上增加了N级低温水换热器7，低温水换热器7为间壁式热交换器，包括外部低温水进口7-1、外部低温水出口7-2、蒸汽进口7-3和第五凝结水出口7-4。

第1级低温水换热器7外部低温水进口7-1与低温水管路8相连，第1级低温水换热器7外部低温水出口7-2与第2级低温水换热器7外部低温水进口7-1相连，第2级低温水换热器7外部低温水出口7-2与第3级低温水换热器7外部低温水进口7-1相连，……，第N-1级低温水换热器7外部低温水出口7-2与第N级低温水换热器7外部低温水进口7-1相连。

第1级低温水换热器7蒸汽进口7-3与第1级蒸发器二次蒸汽出口1-5相连，第2级低温水换热器7蒸汽进口7-3与第2级蒸发器二次蒸汽出口1-5相连，……，第N级低温水换热器7蒸汽进口7-3与第N级蒸发器二次蒸汽出口1-5相连。

第1级低温水换热器7第五凝结水出口7-4与第1级加热器3待加热水入口3-1相连，第2级低温水换热器7第五凝结水出口7-4与第2级加热器3待加热水入口3-1相连，……，第N-1级低温水换热器7第五凝结水出口7-4与第N-1级加热器3待加热水入口3-1相连，第N级低温水换热器7第五凝结水出口7-4与第N-1级加热器3待加热水出口3-2相连。

在可选地实施方式中，进入N级低温水换热器7的低温淡水为废水、海水等任何低温冷却液。

通过N级低温水换热器7的设置，对每一级蒸发器1产生的二次蒸汽进行充分利用，一方面避免蒸发器1中二次蒸汽无法全部被加热器3和下一级蒸发器1冷凝而造成水资源浪费的情况，另一方面利用二次蒸汽中的热量加热外部低温水，充分利用二次蒸汽中的热量，避免二次蒸汽中换热不完全造成的热量损失。

在优选地实施方式中，通过N级低温水换热器7的低温水为低温淡水，使得N级低温水换热器7不仅对每级蒸发器1的二次蒸汽的热量和蒸馏水进行充分利用，还同时产生可直接供给热淡水用户的热淡水。

在可选地实施方式中，当外部低温水为低温淡水时，低温水管路8进入的外部低温淡水一路进入冷凝器2被加热，另一部分进入低温水换热器7进行逐级加热。

实施例三：

图3是本发明实施例三提供的热蒸馏水的制备装置的结构示意图。

相比于实施例一，本实施例在实施例一的基础上增加了N-1级预热器4，预热器4为间壁式热交换器，包括预加热液入口4-1、预加热液出口4-2、第三蒸汽入口4-3和第四凝结水出口4-4。

第1级预热器4预加热液出口4-2与第2级蒸发器待浓缩液入口1-1相连，第2级预热器4预加热液出口4-2与第3级蒸发器待浓缩液入口1-1相连，……，第N-1级预热器4预加热液出口4-2与第N级蒸发器待浓缩液入口1-1相连。

第1级预热器4第三蒸汽入口4-3与第2级蒸发器二次蒸汽出口1-5相连，第2级预热器第三蒸汽入口4-3与第3级蒸发器二次蒸汽出口1-5相连，……，第N-1级预热器第三蒸汽入口4-3与第N级蒸发器二次蒸汽出口1-5相连。

第1级预热器第四凝结水出口4-4与第1级加热器3的待加热水出口3-2连通，第2级预热器第四凝结水出口4-4与第2级加热器3的待加热水出口3-2连通，……，第N-1级预热器第四凝结水出口4-4与第N-1级加热器3的待加热水出口3-2连通。

第1级预热器4预加热液入口4-1与冷凝器2冷却液管路出口2-2相连，第2级预热器4预加热液入口4-1与第1级预热器4预加热液出口4-2相连，第3级预热器4预加热液入口4-1与第2级预热器4预加热液出口4-2相连，……，第N-1级预热器4预加热液入口4-1与第N-2级预热器4预加热液出口4-2相连。

实施例四：

图4是本发明实施例四提供的热蒸馏水的制备装置的结构示意图。

相比于实施例三，本实施例每级预热器4的预加热液出口4-2都不与蒸发器1的待浓缩液入口1-1相连。

实施例五：

图5是本发明实施例五提供的热蒸馏水的制备装置的结构示意图。

相比于实施例三，本实施例在实施例三的基础上增加了热交换器5，热交换器5为间壁式热交换器，包括冷介质入口5-1(例如：海水入口)、冷介质出口5-2、热介质入口5-3、热介质出口5-4。冷介质出口5-2与冷凝器2冷却液管路入口2-1相连，热介质入口5-3与第1级蒸发器1浓缩液出口1-2相连。

在具体实施方式中，来自第1级蒸发器1浓缩液出口1-2的浓缩液进入热交换器5加热海水，放热降温后通过热介质出口5-4排出；低温海水通过冷介质入口5-1进入热交换器5吸热升温后再进入冷凝器2，达到节能的目的。

实施例六：

图6是本发明实施例六提供的热蒸馏水的制备装置的结构示意图。

相比于实施例三，本实施例在实施例三的基础上增加了冷却液直排管路6，冷却液直排管路6进口端与冷凝器2冷却液管路出口2-2相连。冷凝器2中的冷却液换热后从冷却液管路出口2-2排出，排出的冷却液一部分进入蒸发器1和预热器4进行蒸馏产生蒸馏水，另一部分通过冷却液直排管路6排出，可以调节热蒸馏水的产量。

由于增加了冷却液直排管路6，使本装置的功能除了在采暖季实现水热同产外，在非采暖季还可以通过切换流向使装置仅用于海水淡化。

如图6所示：在一些具体实施方式中，在非采暖季，海水进入冷凝器2升温后，一部分海水进入装置浓缩产生淡水，另一部分海水通过冷却液直排管路6返回大海；而产生的淡水从较高级加热器3向较低级加热器3逐级流动，最后从第1级加热器3流出。

可选的，上述海水还可以为河水、湖水、地下水、污水、废水、中水等各种水源，在实施例中不一一列举，通过该装置产生纯净的蒸馏水。

以上实施例所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合，例如，根据需求，实施例二可与实施例三或实施例四进行结合，即该装置同时包括低温水换热器7和冷却液直排管路6，以便增加该装置中二次蒸汽的蒸馏水生成率和生成量，提高蒸馏水制备量和制备效率。在另一可选地实施例中，也可根据需求将实施例二、实施例五和实施例三或实施例四进行结合；在另一可选地实施例中，也可根据需求将实施例二、实施例六和实施例三或实施例四进行结合。

本发明实施例旨在保护一种热蒸馏水的制备装置及其制备方法，具备如下效果：

本发明的装置在生产蒸馏水的同时，对蒸馏水进行梯级加热，实现水热同产；同时本发明的装置将外部低温水与热蒸馏水制备结合起来，利用热蒸馏水制备过程中产生的热量加热外部低温水，提高了热蒸馏水制备的能源利用率，同时产生可以直接供热用户以及淡水用户等任何对热蒸馏水有需求的对象使用的热淡水，提高了热蒸馏水制备的性价比。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (7)

1.一种热蒸馏水的制备装置，其特征在于，包括：

N级蒸发器（1），每级蒸发器（1）均设有第一凝结水出口（1-4）和二次蒸汽出口（1-5）；

N-1级加热器（3），每级加热器（3）均设有待加热水入口（3-1）、待加热水出口（3-2）、第二蒸汽入口（3-3）和凝结水入口（3-4），所述N-1级加热器（3）中第M级加热器（3）的所述待加热水入口（3-1）与第M-1级加热器（3）的所述待加热水出口（3-2）连通；

冷凝器（2），所述冷凝器（2）包括：第一蒸汽入口（2-3）和第二凝结水出口（2-4）、冷却液管路入口（2-1）和冷却液管路出口（2-2）、外部低温水入口（2-6）；

低温水管路（8），用于引入外部低温水并利用所述外部低温水吸收所述N级蒸发器（1）排出的蒸汽的热量；所述外部低温水为低温淡水,使得所述外部低温水被加热后不经过处理直接供给热用户以及淡水用户；

所述N级蒸发器（1）中第K-1级蒸发器（1）的所述第一凝结水出口（1-4）与所述N-1级加热器（3）中第K-1级加热器（3）的所述凝结水入口（3-4）连通，第K级蒸发器（1）的所述二次蒸汽出口（1-5）与第K-1级加热器（3）的所述第二蒸汽入口（3-3）连通；所述冷凝器（2）的所述第一蒸汽入口（2-3）与所述N级蒸发器（1）中第1级蒸发器（1）的所述二次蒸汽出口（1-5）连通，所述冷凝器（2）的所述第二凝结水出口（2-4）与所述N-1级加热器（3）中第1级加热器（3）的所述待加热水入口（3-1）连通；所述N级蒸发器（1）中第N级蒸发器（1）的所述第一凝结水出口（1-4）排出高温蒸汽冷凝水，所述N-1级加热器（3）的第N-1级加热器（3）的所述待加热水出口（3-2）将加热后的蒸馏水排出；

其中，N≥K≥2，N-1≥M≥2；

所述N级蒸发器（1）中每级蒸发器（1）还包括：浓缩液出口（1-2）、加热蒸汽入口（1-3）和浓缩液入口（1-6）、待浓缩液入口（1-1）；所述N级蒸发器（1）中第M级蒸发器（1）的所述浓缩液出口（1-2）与第M-1级蒸发器（1）的所述浓缩液入口（1-6）连通，第M级蒸发器（1）的所述二次蒸汽出口（1-5）与第M-1级蒸发器（1）的所述加热蒸汽入口（1-3）连通，第1级蒸发器（1）的所述浓缩液出口（1-2）排出浓缩液，第N级蒸发器（1）的所述加热蒸汽入口（1-3）引入外部高温蒸汽；

所述低温水管路（8）通过所述外部低温水入口（2-6）与所述冷凝器（2）连通，所述外部低温水在所述冷凝器（2）中换热后进入所述N-1级加热器（3）进行梯级加热。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：

N级低温水换热器（7），每级低温水换热器（7）包括外部低温水进口（7-1）、外部低温水出口（7-2）、蒸汽进口（7-3）以及第五凝结水出口（7-4）；

所述N级低温水换热器（7）中第E-1级低温水换热器（7）的所述外部低温水出口（7-2）与第E级低温水换热器（7）的所述外部低温水进口（7-1）连通，第E级低温水换热器（7）的所述蒸汽进口（7-3）与第E级蒸发器（1）的所述二次蒸汽出口（1-5）连通，第E-1级低温水换热器（7）的所述第五凝结水出口（7-4）与第E-1级加热器（3）的所述待加热水入口（3-1）连通，第N级低温水换热器（7）中的所述第五凝结水出口（7-4）与所述第N-1级加热器（3）的所述待加热水出口（3-2）连通，所述N级低温水换热器（7）中的第1级低温水换热器（7）的所述外部低温水进口（7-1）与所述低温水管路（8）连通，所述N级低温水换热器（7）中第N级低温水换热器（7）的所述外部低温水出口（7-2）将换热后的所述外部低温水排出;

其中，N≥E≥2。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：

N-1级预热器（4），每级预热器（4）包括预加热液入口（4-1）、预加热液出口（4-2）、第三蒸汽入口（4-3）和第四凝结水出口（4-4）；

所述N-1级预热器（4）中第F-2级预热器（4）的所述预加热液出口（4-2）与第F-1级预热器（4）的所述预加热液入口（4-1）连通，第F-1级预热器（4）的所述第三蒸汽入口（4-3）与第F级蒸发器（1）的二次蒸汽出口（1-5）连通，所述第F-2级预热器（4）的所述第四凝结水出口（4-4）与第F-1级加热器（3）的所述待加热水入口（3-1）连通，第N-1级预热器（4）的所述第四凝结水出口（4-4）与所述第N-1级加热器（3）的所述待加热水出口（3-2）连通，所述冷凝器（2）的所述冷却液管路出口（2-2）与第1级预热器（4）的所述预加热液入口（4-1）连通，所述N-1级预热器（4）中第N-1级预热器（4）的所述预加热液出口（4-2）与所述N级蒸发器（1）中第N级蒸发器（1）的所述待浓缩液入口（1-1）连通;

其中，N≥F≥2。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，

所述N-1级预热器（4）中第F-2级预热器（4）的所述预加热液出口（4-2）分别与第F-1级预热器（4）的所述预加热液入口（4-1）和所述N级蒸发器（1）中第F-1级蒸发器（1）的所述待浓缩液入口（1-1）连通，所述N-1级预热器（4）中第N-1级预热器（4）的所述预加热液出口（4-2）与所述N级蒸发器（1）中第N级蒸发器（1）的所述待浓缩液入口（1-1）连通，所述冷凝器（2）的所述冷却液管路出口（2-2）分别与第1级预热器（4）的所述预加热液入口（4-1）和第1级蒸发器（1）的所述待浓缩液入口（1-1）连通。

5.根据权利要求3或4所述的装置，其特征在于，还包括：

冷却液直排管路（6），其与所述冷凝器（2）的所述冷却液管路出口（2-2）连通，所述冷却液直排管路（6）用于调节所述N-1级加热器（3）的热蒸馏水的产量。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：

热交换器，其包括冷介质入口（5-1）、冷介质出口（5-2）、热介质入口（5-3）和热介质出口（5-4）；

所述热介质入口（5-3）与所述N级蒸发器（1）中第1级蒸发器（1）的所述浓缩液出口（1-2）连通，所述冷介质出口（5-2）与所述冷凝器（2）的所述冷却液管路入口（2-1）连通，所述冷介质入口（5-1）用于引入冷却水，所述热介质出口（5-4）用于将浓缩液排出。

7.一种热蒸馏水的制备方法，其特征在于，该热蒸馏水利用权利要求1-6任一项所述的装置蒸馏液体得到的；

所述液体为下述至少一种：海水、河水、湖水、地下水、污水、废水及中水。

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