CN203959869U - 一种海岛水电联产系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种海岛水电联产系统，包括柴油发电机系统、余热回收系统和海水淡化系统，柴油发电机系统包括柴油发电机、冷却水回路、冷却水箱和余热回收换热器，冷却水回路在缸套的出水口分为第一支路和第二支路，第二支路经三通流量调节阀分为第三支路和第四支路，第一支路和第三支路均流经冷却水箱后以及第四支路流经余热回收换热器后由冷却水循环泵注入缸套的入水口，海水淡化系统包括蒸馏器，余热回收系统包括流经蒸馏器的蒸发段和余热回收换热器的热水回路，热水回路上装有热水循环泵。本实用新型根据海岛的能源供应状况，提供一种充分利用柴油发电机缸套冷却水余热，实现海水淡化，在节能减排的同时为海岛提供水电一体化解决方案。
Description
技术领域
本实用新型用于余热海水淡化领域，特别是涉及一种海岛水电联产系统。
背景技术
海岛开发，能源与电力是亟待解决的问题。在远离大陆的海岛，电网无法覆盖。柴油发电机组作为一种小型发电设备，系指以柴油等为燃料，以柴油机为原动机带动发电机发电的动力机械。由于其体积小、灵活、轻便、配套齐全，便于操作和维护，海岛一般通过柴油发电机来供电。海岛中淡水资源一般非常紧缺，光靠雨水收集或运输补给不能有效解决问题。海水淡化作为水资源开源增量的技术，是有效解决水资源紧缺的途径。但是，海水淡水是一种高能耗工艺，即通过能源来换水资源。
柴油发电机工作过程中，燃油的能量转化效率非常低，仅有约40% 转变成内燃机的机械功，其余60%是废热。废热中约30%的废热量被废气带走，约25%的废热量被缸套冷却水带走，其他废热量损失约占5%。为了能够利用废热量带走的能耗，目前，已有一些利用柴油机余热实现海水淡化的方案，如专利号为ZL 201310756310.1的“余热利用海水淡化系统”，专利号为ZL 201320701386.X的“利用船用柴油发动机排气进行海水淡化的装置”等，这些方案提出利用柴油发电机的缸套冷却水余热或烟气余热实现海水淡化。但是，现有技术中，一方面，柴油发电机缸套冷却水余热直接作为海水淡化的驱动热源，这样会造成缸套冷却水回路阻力过大。
另一方面，缸套冷却水回路没有保护措施，若海水淡化系统出现故障，会增加缸套过热的风险，而且在海水淡化系统故障检修时，也无法切换回自身的冷却系统。
此外，柴油发电机余热不能与低温多效蒸馏系统有机结合，很难实现余热的梯级利用，进而影响系统的能量利用效率。
实用新型内容
为解决上述问题，本实用新型提供一种利用柴油发电机缸套冷却水余热作为海水淡化系统的驱动热源，同时避免缸套冷却水回路阻力过大、缸套过热风险，并实现加热海水蒸发及预热海水能量梯级利用的海岛水电联产系统。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种海岛水电联产系统，包括柴油发电机系统、余热回收系统和海水淡化系统，所述柴油发电机系统包括柴油发电机、与所述柴油发电机的缸套连通且装有冷却水循环泵的冷却水回路以及设于所述冷却水回路上的冷却水箱和余热回收换热器，所述冷却水回路在缸套的出水口分为第一支路和第二支路，所述第二支路经三通流量调节阀分为第三支路和第四支路，所述第一支路和第三支路均流经所述冷却水箱后由所述冷却水循环泵注入缸套的入水口，所述第四支路流经所述余热回收换热器后由述冷却水循环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装有截止阀，所述海水淡化系统包括蒸馏器，所述余热回收系统包括流经所述蒸馏器的蒸发段和余热回收换热器的热水回路，所述热水回路上装有热水循环泵。
进一步作为本实用新型技术方案的改进，所述蒸馏器为外接真空泵的低温多效蒸馏器。
进一步作为本实用新型技术方案的改进，所述海水淡化系统还包括与所述低温多效蒸馏器连通的出水管路以及装有海水泵的供水管路，所述供水管路流经所述低温多效蒸馏器的冷凝段后分为排水支路和注入低温多效蒸馏器且装有供水泵的进水支路，所述出水管路包括装有第一屏蔽泵的浓海水管路和装有第二屏蔽泵的淡水管路。
进一步作为本实用新型技术方案的改进，所述热水回路上还设有预热器，所述进水支路流经所述预热器后注入低温多效蒸馏器内。
进一步作为本实用新型技术方案的改进，所述进水支路上分别在预热器的前侧和后侧设有自清洗过滤器和真空脱气塔。
进一步作为本实用新型技术方案的改进，所述淡水管路上还装有淡水箱和淡水泵。
进一步作为本实用新型技术方案的改进，所述供水管路的入口处设有进水格栅。
进一步作为本实用新型技术方案的改进，所述热水回路上还装有膨胀水箱。
本实用新型的有益效果：首先，本实用新型中，冷却水回路在缸套的出水口分为第一支路和第二支路，第一支路作为备用支路，利用柴油发电机自身的冷却系统冷却。第二支路为正常工作的支路，第二支路通过三通流量调节阀控制分配第三支路和第四支路的流量，使一部分通过海水淡化系统冷却，另一部分仍然利用柴油发电机自身的冷却系统冷却。通过上述设计，为缸套冷却水回路提供保护措施，若海水淡化系统出现故障，或者在海水淡化系统故障检修时，可以切换回自身的冷却系统，从而避免缸套过热的风险。
此外，冷却水回路与海水淡化系统间通过柴油发电机余热通过余热回收系统实现，避免缸套冷却水直接进入低温多效蒸馏装置，从而减小阻力，并避免海水淡化系统故障影响柴油发电机正常工作。
再者，通过热水回路来实现缸套冷却水余热的最大化回收。热水回路首先用于蒸馏器内海水的加热蒸发，剩余能量则用于海水在进水支路上的预热，从而实现余热的梯级利用，提高系统的能量利用效率。
本实用新型根据海岛的能源供应状况，提供一种充分利用柴油发电机缸套冷却水余热，实现海水淡化，在节能减排的同时为海岛提供水电一体化解决方案。
附图说明
下面结合附图对本实用新型作进一步说明：
图1是本实用新型实施例结构示意图。
具体实施方式
参照图1，本实用新型提供了一种海岛水电联产系统，包括柴油发电机系统1、余热回收系统2和海水淡化系统3，所述柴油发电机系统1包括柴油发电机11、与所述柴油发电机11的缸套连通且装有冷却水循环泵12的冷却水回路以及设于所述冷却水回路上的冷却水箱13和余热回收换热器14，所述冷却水回路在缸套的出水口分为第一支路15和第二支路16，所述第二支路16经三通流量调节阀17分为第三支路161和第四支路162，所述第一支路15和第三支路161均流经所述冷却水箱13后由所述冷却水循环泵12注入缸套的入水口，所述第四支路162流经所述余热回收换热器14后由所述冷却水循环泵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上均装有截止阀18，所述海水淡化系统3包括低温多效蒸馏器31，所述余热回收系统2包括流经所述低温多效蒸馏器31的蒸发段和余热回收换热器14的热水回路21，所述热水回路21上装有热水循环泵22和膨胀水箱23。
所述海水淡化系统3还包括与所述低温多效蒸馏器31连通的出水管路以及装有海水泵4的供水管路5，所述供水管路5的入口处设有进水格栅50。所述供水管路5流经所述低温多效蒸馏器31的冷凝段后分为排水支路51和注入低温多效蒸馏器31且装有供水泵32的进水支路52，所述出水管路包括装有第一屏蔽泵61的浓海水管路62和装有第二屏蔽泵63、淡水箱64和淡水泵65的淡水管路66。
所述热水回路21上还设有预热器24，所述进水支路52流经所述预热器24后注入低温多效蒸馏器31内。所述进水支路52上分别在预热器24的前侧和后侧设有自清洗过滤器53和真空脱气塔54。
本实用新型的工作原理为：海水经进水格栅50初步过滤，通过海水泵4打入低温多效蒸馏器31的冷凝段，作为冷却水冷却低温多效蒸馏器31中产生的水蒸气，海水自身得到初步预热。之后海水分成两条支路，大部分海水进入排水支路51排出，小部分海水通过供水泵32打入自清洗过滤器53中，海水得到进一步的过滤。随后海水进入预热器24中进一步预热，并在真空脱气塔54中除去大部分不凝气体。之后海水进入低温多效蒸馏器31中，实现多次蒸发，产生的蒸汽冷凝形成淡水并通过第二屏蔽泵63抽出打入淡水箱64中存储，最后可通过淡水泵65供给用户。海水蒸发产生的浓海水通过第一屏蔽泵61抽出。低温多效蒸馏器31的负压条件通过真空泵7实现。
柴油发电机系统1中柴油发电机工作产生电力输出供给用户，为使柴油发电机11正常工作，缸套冷却水从缸套的入水口进入，对柴油发电机11进行冷却，从而避免其过热。缸套冷却水升温后从缸套的出水口排出，分为第一支路15和第二支路16，第一支路15中，缸套冷却水经过截止阀18进入冷却水箱13，另第二支路16中缸套冷却水经截止阀13进入到一个三通流量调节阀17（温控三通流量调节阀）中。进入冷却水箱13的缸套冷却水通过风扇8冷却，随后通过冷却水循环泵12经缸套的入水口打入柴油发电机11中，从而完成缸套冷却水的循环。进入三通流量调节阀17的缸套冷却水通过温度信号分配成为第三支路161和第四支路162，一部分缸套冷却水经截止阀后仍然进入冷却水箱13并通过风扇8冷却，另一部分缸套冷却水经截止阀13进入余热回收换热器14，通过海水淡化系统3冷却。冷却后的缸套冷却水仍然通过冷却水循环泵12经缸套的入水口打入柴油发电机11中，完成缸套冷却水的循环。
海水淡化系统3通过余热回收系统2与柴油发电机系统1相连。余热回收系统中，热源介质经过余热回收换热器14回收柴油发电机11的缸套冷却水余热，随后进入到膨胀水箱23，通过热水循环泵22进入低温多效蒸馏器31，加热海水蒸发，热源介质自身温度降低，随后进入预热器24中，自身剩余能量用于预热海水，随后重新返回余热回收换热器14，完成循环。
当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (8)
1.一种海岛水电联产系统，其特征在于：包括柴油发电机系统、余热回收系统和海水淡化系统，所述柴油发电机系统包括柴油发电机、与所述柴油发电机的缸套连通且装有冷却水循环泵的冷却水回路以及设于所述冷却水回路上的冷却水箱和余热回收换热器，所述冷却水回路在缸套的出水口分为第一支路和第二支路，所述第二支路经三通流量调节阀分为第三支路和第四支路，所述第一支路和第三支路均流经所述冷却水箱后由所述冷却水循环泵注入缸套的入水口，所述第四支路流经所述余热回收换热器后由述冷却水循环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装有截止阀，所述海水淡化系统包括蒸馏器，所述余热回收系统包括流经所述蒸馏器的蒸发段和余热回收换热器的热水回路，所述热水回路上装有热水循环泵。
2.根据权利要求1所述的海岛水电联产系统，其特征在于：所述蒸馏器为外接真空泵的低温多效蒸馏器。
3.根据权利要求2所述的海岛水电联产系统，其特征在于：所述海水淡化系统还包括与所述低温多效蒸馏器连通的出水管路以及装有海水泵的供水管路，所述供水管路流经所述低温多效蒸馏器的冷凝段后分为排水支路和注入低温多效蒸馏器且装有供水泵的进水支路，所述出水管路包括装有第一屏蔽泵的浓海水管路和装有第二屏蔽泵的淡水管路。
4.根据权利要求3所述的海岛水电联产系统，其特征在于：所述热水回路上还设有预热器，所述进水支路流经所述预热器后注入低温多效蒸馏器内。
5.根据权利要求4所述的海岛水电联产系统，其特征在于：所述进水支路上分别在预热器的前侧和后侧设有自清洗过滤器和真空脱气塔。
6.根据权利要求3所述的海岛水电联产系统，其特征在于：所述淡水管路上还装有淡水箱和淡水泵。
7.根据权利要求3所述的海岛水电联产系统，其特征在于：所述供水管路的入口处设有进水格栅。
8.根据权利要求1所述的海岛水电联产系统，其特征在于：所述热水回路上还装有膨胀水箱。
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