CN114804261A - 一种利用制取脱盐水进行蓄能的方法与系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种利用制取脱盐水进行蓄能的方法与系统，利用需要蓄存的热能/电能将需要处理的水制成脱盐水并储存完成蓄能。本发明的方法及系统，具有节能高效、环境友好等特点，与现有的技术材料工艺兼容，具有实用性强、经济性好等特点，便于大规模推广，为工业领域蓄能，电力领域蓄能提供一种切实可行的手段。本发明的方法及系统，其环境影响不仅体现在节能所产生的减碳效益，同时减少目前脱盐水生产的环境影响，如离子交换脱盐工艺中大量使用的酸碱及排放污水对环境的影响。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用制取脱盐水进行蓄能的方法与系统。
背景技术
工业生产和发电往往存在大量的余热，这些余热往往需要蓄能才能有效利用，如余热产生与使用在量上和时间上不匹配，如有的余热不连续产生，不能满足热用户连续供热的要求。或余热产生的时间与供热的时间不同步等。
众所周知，目前的蓄能包括蓄电和蓄热，均存在技术经济上可行性和合理性的问题，很显然，能量储存非常困难，而物质的储存相对容易，能量和物质是可以相互转化的，当然，将能量转化成物质，其物质必须是有用或者是通用的才有意义，尽管目前仍未有一种经济高效的方法将能量转化成像燃料一样的通用物质，但是利用能量制取脱盐水还是易于经济实现的，而脱盐水又往往是大部分的工业和发电企业所必需的有用物质。
发明内容
本发明基于上述分析提出了一种利用脱盐水进行蓄能的方法和系统。
本发明采用的技术方案如下：
一种利用制取脱盐水进行蓄能方法，将需要蓄存的热能通过热法制水方法将需要处理的水制成脱盐水并储存完成蓄能。
进一步地，所述的热法制水方法为单效和多效蒸发冷凝制取水或除湿加湿法制水。
进一步地，需要蓄存的热能来自热电厂。
一种利用制取脱盐水进行蓄能方法，将需要蓄存的电能通过电制取脱盐水方法制取脱盐水并储存完成蓄能，所述的电制取脱盐水方法为：
利用需要储存的电能产生热能，再利用热能通过热法制水方法将需要处理的水制成脱盐水；
或采用电驱动热泵或水蒸汽压缩机制取脱盐水；
或利用电驱动需要处理的水通过反渗透膜制取脱盐水。
进一步地，需要蓄存的电能来自热电厂或电厂。
进一步地，储存制取脱盐水所产生的余热。
进一步地，所述的脱盐水至少部分作为锅炉的补水。
进一步地，所述的需处理的水为废水或污水。
一种高效蓄能系统，所述系统含有制水器，脱盐水箱和热泵，制水器进口通过水管与水源相接，制水器出口通过水管与脱盐水箱相连，所述热泵的蒸发器液体通道进出口通过水管分别与脱盐水箱相连，水管上安装有循环泵，制水器通过热力管道与需要蓄存的热源相连。
进一步地，所述制水器通过热力管道与热电厂的汽轮机的抽汽口相连。
本发明基于已有的高效制水方法，并进一步的优化改进，如提高多效蒸发制水的效率，可以经济高效地实现蓄能和调峰。
本发明采用高效制水过程，是一个能量品质降低，但能量守恒的过程，即将高品位的能源(如蒸汽，电)转化为物质(水)加低品位能源(低温热水)的过程，高品位能源的量和低品位能源的量相当，而能量的贬值以获得脱盐水为补偿，本发明的蓄能即脱盐水的储存和低品位能量的蓄存，而低品位能量的蓄存，其能量贬值和能量损失相对小，而目前蓄能其高品位能量贬值和损失大，也没有物质的补偿，即没有脱盐水的补偿。此外高品位能量，如高压蒸汽，高温热水压力大、温度高，其储存存在经济性，安全性及可靠性问题。
本发明的方法及系统，具有节能高效、环境友好等特点，与现有的技术材料工艺兼容，具有实用性强、经济性好等特点，便于大规模推广，为工业领域蓄能，电力领域蓄能提供一种切实可行的手段。
本发明的方法及系统，其环境影响不仅体现在节能所产生的减碳效益，同时减少目前脱盐水生产的环境影响，如离子交换脱盐工艺中大量使用的酸碱及排放污水对环境的影响。
附图说明
图1为本发明蓄热原理图一
图2为本发明蓄热原理图二
图3为本发明蓄热原理图三
图4为本发明蓄电原理图一
图5为本发明蓄电原理图二
图6为本发明电厂蓄热原理图一
图7为本发明电厂蓄热原理图二
图8为本发明电力调峰原理图
图9为本发明蓄能系统图
图10为本发明电力调峰系统图
具体实施方式
如图1、图2、图3所示系统100、100A和100B，将需要储存的热量，即来自热源101的热量Q1输入到热法制水装置102中，同时将原水PW输入到102中，通过热法制取蒸馏水，获得脱盐水，并输入到储存蒸馏水箱103、103A中储存，所述的热法包括但不限于以下方法，单效和多效蒸发冷凝法制取水，除湿加湿法制水。制取蒸馏水的余热Q2或对外输出，如通过冷却塔散失到大气中(图1)，或将其储存在储存蒸馏水箱103A中(图2)，或将其储存在储热装置104中(图3)。蒸馏水箱103、103A不同在于，103A还需要储存热量，需要保温较好。
图4系统100C与图1不同在于，热源101C中增加了电热装置EH，电热装置EH将电转化为热，热用来制取蒸馏水，图4相当于蓄电。
图5为另一种蓄电的方式，系统200含有电源201，制水装置202，蒸馏水箱203，制水装置202包括电驱动热泵或水蒸汽压缩机，反渗透膜制水装置等。将需要储存的电E输入到制水装置202中，同时将原水PW输入到202中,获得脱盐水DW,脱盐水输入到脱盐水箱203中储存。
采用图1至图5系统制取的脱盐水的一个较为普遍的用途就是作为锅炉的补水，因为锅炉作为通用设备，对于大多数有热力需求的工业或电力企业，是必须的设备。
除了采用原水、自来水等作为水源制造蒸馏水或脱盐水外，也可以使用废水或污水作为水源，既减少了环境污染，又有利于水的循环利用，节约水资源。
图6、图7系统为电厂或热电厂蓄能系统，是系统100、100A,100B在电厂或热电厂上的具体应用。图6、图7采用的系统100的形式，当然也可采用100A、或100B。
图6系统300采用汽轮机301的热量作为热源，汽轮机301为背压形式，蒸汽MS经过301驱动汽轮机发电后排出ES，根据外部热量需求，ES一部分GS对外供热，ES剩余部分TS输入到制水装置102中制水完成蓄能。
图7系统300A采用汽轮机301A的热量作为热源，汽轮机301A为抽凝形式，蒸汽MS经过301驱动汽轮机发电后排出ES，ES进入凝汽器被凝结，汽轮机同时在级间抽出蒸汽CS，根据需求，其中一部分WS对外供热，剩余部分蒸汽TS输入到制水装置102中制水完成蓄能。
图6、图7系统采用的汽轮机为背压式和抽凝式，热电厂的另一种形式，为抽被式也可以利用图6、图7所示原理进行蓄能。
图8系统300B与图7系统300A不同在于其用途不同，图8系统用于电力调峰，电站可以是热电站，也可以是仅仅发电，而不对外供热的电站，如图8所示，级间抽出蒸汽CS，
对热电厂而言，根据需求，一部分WS对外供热或同时加热锅炉給水，对非热电厂而言,一部分WS用于加热锅炉給水，剩余部分蒸汽TS输入到制水装置102中制水完成蓄能。
当保证WS不变时，加大TS,汽轮机抽气CS增加，即可减少发电量SE，还能起到供电调峰的作用。
图9系统1000含有制水器1001，脱盐水箱1002，热泵1003，循环泵1004，水管SG及阀门等(未显示)，制水器1001进口通过水管SG与水源相接，制水器1001出口通过水管SG与脱盐水箱1002相连，热泵蒸发器ED进出口通过循环水管XG分别与脱盐水箱1002相连，水管上安装有循环泵1004。制水器1001通过热力管道RG与热源相连。系统1000利用需要储存的热量制取脱盐水，脱盐水箱1002储存脱盐水和热量，即热的脱盐水，当需要对外输出热量时，脱盐水的热量通过热泵提升获得更高品位的热对外输出热。即热泵的蒸发器ED从1002吸热，热泵的冷凝器CD对外放热。所述热泵可以是吸收热泵，或压缩式热泵等。
图10系统为一种电力调峰系统，系统含有制水器2001，脱盐水箱2002，水泵1003，水泵1003，制水器2001的进水口通过水管与水源相连，制水器2001的出水口通过水管与脱盐水箱2002相连，水管上安装有水泵2003，制水器2001的热源与汽轮机2004抽汽口相连。该系统可以进行供电调峰，供电调峰时，即WS不变，通过增加TS，增加汽轮机抽气CS，导致汽轮机发电SE减少。当然TS的增加量取决于制水器的大小和脱盐水箱的容量。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法把所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种利用制取脱盐水进行蓄能方法，其特征在于，将需要蓄存的热能通过热法制水方法将需要处理的水制成脱盐水并储存完成蓄能。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的热法制水方法为单效和多效蒸发冷凝制取水或除湿加湿法制水。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，需要蓄存的热能来自热电厂。
4.一种利用制取脱盐水进行蓄能方法，其特征在于，将需要蓄存的电能通过电制取脱盐水方法制取脱盐水并储存完成蓄能，所述的电制取脱盐水方法为：
利用需要储存的电能产生热能，再利用热能通过热法制水方法将需要处理的水制成脱盐水；
或采用电驱动热泵或水蒸汽压缩机制取脱盐水；
或利用电驱动需要处理的水通过反渗透膜制取脱盐水。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，需要蓄存的电能来自热电厂或电厂。
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，还包括：储存制取脱盐水所产生的余热。
7.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述的脱盐水至少部分作为锅炉的补水。
8.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述的需处理的水为废水或污水。
9.一种高效蓄能系统，其特征在于，所述系统含有制水器，脱盐水箱和热泵，制水器进口通过水管与水源相接，制水器出口通过水管与脱盐水箱相连，所述热泵的蒸发器液体通道进出口通过水管分别与脱盐水箱相连，水管上安装有循环泵，制水器通过热力管道与需要蓄存的热源相连。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述制水器通过热力管道与热电厂的汽轮机的抽汽口相连。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220729 |
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