CN211619985U - 一种基于喷射-压缩热泵技术的船舶海水淡化系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于喷射‑压缩热泵技术的船舶海水淡化系统，包括喷射‑压缩热泵系统和海水淡化系统；所述喷射‑压缩热泵系统包括压缩机、高温蒸发器、膨胀阀、两相喷射器和蒸发式冷凝器；所述海水淡化系统包括高温蒸发器、蒸发式冷凝器、淡水泵、蒸汽喷射器、低温蒸发器和喷射泵。本实用新型利用喷射‑压缩热泵技术所产生的高温作为海水淡化系统的热源，且不受船舶运转工况的影响；本实用新型在真空沸腾式海水淡化方法的基础上增加了两个蒸汽喷射器和两个低温蒸发器，使得高温蒸发器中所产生蒸汽得到了充分利用，能够进一步提高产水量；本实用新型利用喷射‑压缩热泵技术回收低温冷却水的热量进行海水淡化，可为低温冷却水提供辅助冷却。
Description
技术领域
本实用新型属于海水淡化技术领域，特别涉及一种基于喷射-压缩热泵技术的船舶海水淡化系统。
背景技术
目前，船舶海水淡化装置绝大多数采用真空沸腾式海水淡化装置，其利用船舶主机缸套水的热量驱动。但是该装置的单位热量产水量不高，且受到船舶主机运行时间所限，在船舶抛锚或靠港时无法使用。
发明内容
为解决现有技术存在的上述问题，本实用新型要设计一种既能提高单位热量产水量，又不受主机运行时间所限的基于喷射-压缩热泵技术的船舶海水淡化系统。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：一种基于喷射-压缩热泵技术的船舶海水淡化系统，包括喷射-压缩热泵系统和海水淡化系统；
所述喷射-压缩热泵系统包括压缩机、高温蒸发器、膨胀阀、两相喷射器和蒸发式冷凝器；
所述压缩机通过制冷剂管路分别与高温蒸发器a的入口和蒸发式冷凝器a的出口连接；
所述高温蒸发器a的出口通过制冷剂管路与高温蒸发器b的入口连接；
所述高温蒸发器b的出口通过制冷剂管路分别与膨胀阀的入口和两相喷射器的入口连接；
所述膨胀阀的出口通过制冷剂管路与蒸发式冷凝器b连接；
所述两相喷射器的出口通过制冷剂管路分别与蒸发式冷凝器a的入口连接；所述两相喷射器的另一个入口通过制冷剂管路分别与蒸发式冷凝器b的出口连接；
所述海水淡化系统包括高温蒸发器、蒸发式冷凝器、淡水泵、蒸汽喷射器、低温蒸发器和喷射泵；
所述高温蒸发器a的另一个入口和出口分别通过海水管路与主海水系统和喷射泵连接，高温蒸发器a的第三个出口通过蒸汽管路与蒸汽喷射器a连接；
所述高温蒸发器b的另一个入口和出口分别通过海水管路与主海水系统和喷射泵连接，高温蒸发器b的第三个出口通过蒸汽管路与蒸汽喷射器b连接；
所述蒸发式冷凝器b的另一个入口通过蒸汽管路与蒸汽喷射器b的出口连接，另一个出口通过淡水管路与淡水泵连接；
所述蒸发式冷凝器a的另一个入口通过蒸汽管路与蒸汽喷射器a的出口连接，另一个出口通过淡水管路与淡水泵连接；
所述淡水泵通过淡水管路与淡水柜连接；
所述蒸汽喷射器b的出口通过蒸汽管路与蒸发式冷凝器b连接、另一个入口通过蒸汽管路与低温蒸发器b连接；
所述蒸汽喷射器a的出口通过蒸汽管路与蒸发式冷凝器a连接、另一个入口通过蒸汽管路与低温蒸发器a连接；
所述低温蒸发器b的入口通过海水管路与主海水系统连接、出口与喷射泵连接；
所述低温蒸发器b的另一个出口通过冷却水管路与低温蒸发器a连接、另一个入口与冷却水进口连接；
所述低温蒸发器a的入口通过海水管路与主海水系统连接、出口与喷射泵连接；
所述低温蒸发器a的另一个出口与冷却水出口连接；
所述喷射泵的另一个入口通过海水管路与主海水系统连接、出口连接到舷外。
进一步地，所述高温蒸发器a的蒸发温度范围为60～70℃，高温蒸发器b的蒸发温度范围为40～50℃；低温蒸发器a的蒸发温度范围为15～20℃，低温蒸发器b的蒸发温度范围为20～25℃。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
1、本实用新型利用喷射-压缩热泵技术所产生的高温作为海水淡化系统的热源，且不受船舶运转工况的影响，抛锚、靠港和机动航行期间均可使用；
2、本实用新型在真空沸腾式海水淡化方法的基础上增加了两个蒸汽喷射器和两个低温蒸发器，使得高温蒸发器中所产生蒸汽得到了充分利用，能够进一步提高产水量；
3、本实用新型利用喷射-压缩热泵技术回收低温冷却水的热量进行海水淡化，可为低温冷却水提供辅助冷却。
附图说明
图1为本实用新型的系统组成示意图。
图中：1、压缩机，2、高温蒸发器a，3、高温蒸发器b，4、膨胀阀，5、两相喷射器，6、蒸发式冷凝器b，7、蒸发式冷凝器a，8、淡水泵，9、蒸汽喷射器b，10、蒸汽喷射器a，11、低温蒸发器b，12、低温蒸发器a，13、喷射泵。
具体实施方式
下面通过附图和实施例对本实用新型作进一步详细阐述。如图1所示，一种基于喷射-压缩热泵技术的船舶海水淡化系统，包括喷射-压缩热泵系统和海水淡化系统；
所述喷射-压缩热泵系统包括压缩机1、高温蒸发器、膨胀阀4、两相喷射器5和蒸发式冷凝器；
所述压缩机1通过制冷剂管路分别与高温蒸发器a2的入口和蒸发式冷凝器a7的出口连接；
所述高温蒸发器a2的出口通过制冷剂管路与高温蒸发器b3的入口连接；
所述高温蒸发器b3的出口通过制冷剂管路分别与膨胀阀4的入口和两相喷射器5的入口连接；
所述膨胀阀4的出口通过制冷剂管路与蒸发式冷凝器b6连接；
所述两相喷射器5的出口通过制冷剂管路分别与蒸发式冷凝器a7的入口连接；所述两相喷射器5的另一个入口通过制冷剂管路分别与蒸发式冷凝器b6的出口连接；
所述海水淡化系统包括高温蒸发器、蒸发式冷凝器、淡水泵8、蒸汽喷射器、低温蒸发器和喷射泵13；
所述高温蒸发器a2的另一个入口和出口分别通过海水管路与主海水系统和喷射泵13连接，高温蒸发器a2的第三个出口通过蒸汽管路与蒸汽喷射器a10连接；
所述高温蒸发器b3的另一个入口和出口分别通过海水管路与主海水系统和喷射泵13连接，高温蒸发器b3的第三个出口通过蒸汽管路与蒸汽喷射器b9连接；
所述蒸发式冷凝器b6的另一个入口通过蒸汽管路与蒸汽喷射器b9的出口连接，另一个出口通过淡水管路与淡水泵8连接；
所述蒸发式冷凝器a7的另一个入口通过蒸汽管路与蒸汽喷射器a10的出口连接，另一个出口通过淡水管路与淡水泵8连接；
所述淡水泵8通过淡水管路与淡水柜连接；
所述蒸汽喷射器b9的出口通过蒸汽管路与蒸发式冷凝器b6连接、另一个入口通过蒸汽管路与低温蒸发器b11连接；
所述蒸汽喷射器a10的出口通过蒸汽管路与蒸发式冷凝器a7连接、另一个入口通过蒸汽管路与低温蒸发器a12连接；
所述低温蒸发器b11的入口通过海水管路与主海水系统连接、出口与喷射泵13连接；
所述低温蒸发器b11的另一个出口通过冷却水管路与低温蒸发器a12连接、另一个入口与冷却水进口连接；
所述低温蒸发器a12的入口通过海水管路与主海水系统连接、出口与喷射泵13连接；
所述低温蒸发器a12的另一个出口与冷却水出口连接；
所述喷射泵13的另一个入口通过海水管路与主海水系统连接、出口连接到舷外。
进一步地，所述高温蒸发器a2的蒸发温度范围为60～70℃，高温蒸发器b3的蒸发温度范围为40～50℃；低温蒸发器a12的蒸发温度范围为15～20℃，低温蒸发器b11的蒸发温度范围为20～25℃。
本实用新型的工作过程如下：
本实用新型工作时，在喷射-压缩热泵系统中，压缩机1将制冷剂进行压缩，产生高温高压的制冷剂气体依次进入到高温蒸发器a2、高温蒸发器b3中进行冷凝放热，作为热源为两个高温蒸发器进行加热。冷凝放热后的低温高压的制冷剂液体一路流至膨胀阀4中进行节流，节流后的低温低压制冷剂液体在蒸发式冷凝器b6中蒸发吸热，吸热后的高温低压的制冷剂气体在两相喷射器5中被引射；另一路流至两相喷射器5中作为工作流体。工作流体与引射流体混合后的两相制冷剂进入到蒸发式冷凝器a7中进行蒸发吸热变为高温低压的制冷剂气体，再至压缩机1中进行压缩，完成循环。
在海水淡化系统中，来自主海水系统的海水分别进入到高温蒸发器a2、高温蒸发器b3中，在真空状态下与制冷剂进行换热后蒸发产生蒸汽，分别进入到蒸汽喷射器a10、蒸汽喷射器b9中作为工作流体，驱动两个蒸汽喷射器产生真空，并分别对低温蒸发器a12、低温蒸发器b11中的蒸汽进行引射；来自主海水系统的海水分别进入到低温蒸发器a12、低温蒸发器b13中，在真空环境下以较低的温度蒸发产生蒸汽，并分别被蒸汽喷射器a10、蒸汽喷射器b9引射。海水蒸发吸收热量使两个低温蒸发器内的温度范围为10～20℃。蒸汽喷射器a10、蒸汽喷射器b9喷出的蒸汽分别进入到蒸发式冷凝器a7、蒸发式冷凝器b6中与制冷剂进行换热冷凝，产生的淡水经淡水泵8进入到淡水柜中。
来自主海水系统中的海水驱动喷射泵13后排出舷外，使喷射泵13产生真空。喷射泵13抽取高温蒸发器a2、高温蒸发器b3与低温蒸发器a12、低温蒸发器b11中的剩余高盐量海水，及蒸发式冷凝器a7、蒸发式冷凝器b6中的空气以维持整个系统的真空度。
来自冷却水系统的冷却水依次流过低温蒸发器b11、低温蒸发器a12的与海水换热。降温后的低温冷却水至各个用冷却水设备中对设备进行冷却降温。
虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但本领域内的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，可以对本实用新型中的实施方式做出多种变更和修改，而不背离本实用新型的原理和实质。
Claims (2)
1.一种基于喷射-压缩热泵技术的船舶海水淡化系统，其特征在于：包括喷射-压缩热泵系统和海水淡化系统；
所述喷射-压缩热泵系统包括压缩机(1)、高温蒸发器、膨胀阀(4)、两相喷射器(5)和蒸发式冷凝器；
所述压缩机(1)通过制冷剂管路分别与高温蒸发器a(2)的入口和蒸发式冷凝器a(7)的出口连接；
所述高温蒸发器a(2)的出口通过制冷剂管路与高温蒸发器b(3)的入口连接；
所述高温蒸发器b(3)的出口通过制冷剂管路分别与膨胀阀(4)的入口和两相喷射器(5)的入口连接；
所述膨胀阀(4)的出口通过制冷剂管路与蒸发式冷凝器b(6)连接；
所述两相喷射器(5)的出口通过制冷剂管路分别与蒸发式冷凝器a(7)的入口连接；所述两相喷射器(5)的另一个入口通过制冷剂管路分别与蒸发式冷凝器b(6)的出口连接；
所述海水淡化系统包括高温蒸发器、蒸发式冷凝器、淡水泵(8)、蒸汽喷射器、低温蒸发器和喷射泵(13)；
所述高温蒸发器a(2)的另一个入口和出口分别通过海水管路与主海水系统和喷射泵(13)连接，高温蒸发器a(2)的第三个出口通过蒸汽管路与蒸汽喷射器a(10)连接；
所述高温蒸发器b(3)的另一个入口和出口分别通过海水管路与主海水系统和喷射泵(13)连接，高温蒸发器b(3)的第三个出口通过蒸汽管路与蒸汽喷射器b(9)连接；
所述蒸发式冷凝器b(6)的另一个入口通过蒸汽管路与蒸汽喷射器b(9)的出口连接，另一个出口通过淡水管路与淡水泵(8)连接；
所述蒸发式冷凝器a(7)的另一个入口通过蒸汽管路与蒸汽喷射器a(10)的出口连接，另一个出口通过淡水管路与淡水泵(8)连接；
所述淡水泵(8)通过淡水管路与淡水柜连接；
所述蒸汽喷射器b(9)的出口通过蒸汽管路与蒸发式冷凝器b(6)连接、另一个入口通过蒸汽管路与低温蒸发器b(11)连接；
所述蒸汽喷射器a(10)的出口通过蒸汽管路与蒸发式冷凝器a(7)连接、另一个入口通过蒸汽管路与低温蒸发器a(12)连接；
所述低温蒸发器b(11)的入口通过海水管路与主海水系统连接、出口与喷射泵(13)连接；
所述低温蒸发器b(11)的另一个出口通过冷却水管路与低温蒸发器a(12)连接、另一个入口与冷却水进口连接；
所述低温蒸发器a(12)的入口通过海水管路与主海水系统连接、出口与喷射泵(13)连接；
所述低温蒸发器a(12)的另一个出口与冷却水出口连接；
所述喷射泵(13)的另一个入口通过海水管路与主海水系统连接、出口连接到舷外。
2.根据权利要求1所述的一种基于喷射-压缩热泵技术的船舶海水淡化系统，其特征在于：所述高温蒸发器a(2)的蒸发温度范围为60～70℃，高温蒸发器b(3)的蒸发温度范围为40～50℃；低温蒸发器a(12)的蒸发温度范围为15～20℃，低温蒸发器b(11)的蒸发温度范围为20～25℃。
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| CN111115733B (zh) * | 2020-01-17 | 2024-03-29 | 大连海事大学 | 一种基于喷射-压缩热泵技术的船舶海水淡化系统 |
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