CN215804738U - 一种蒸汽热量梯级利用的海水淡化和输送系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种蒸汽热量梯级利用的海水淡化和输送系统，本实用新型将汽轮机组的三段抽汽送入蒸汽冷却器中，加热多效蒸馏海水淡化装置淡化的产品水，得到高温产品水并供出，实现对外水、热同送。一方面，避免了过热度较高的抽汽直接进入给水加热器换热造成不可逆损失增加。另一方面，实现了电厂对外水、热同送，丰富了电厂外供产品多样性。与水、热分送系统相比，简化了系统管道布置，降低管道建设和维护成本。

Description

一种蒸汽热量梯级利用的海水淡化和输送系统

技术领域

本实用新型属于集中供热和海水利用技术领域，具体涉及一种蒸汽热量梯级利用的海水淡化和输送系统。

背景技术

集中供热是在工业生产区域及城市居民聚集的区域内建设集中热源，向该地区及周围的企业和居民提供生产和生活用热的一种能源地域生产的组织方式。由于集中供热能够节约燃料、易大型化、机械化、还能够集中解决排烟污染、灰渣燃料堆放等问题，具有明显的经济、环境和社会效益，目前已成为现代化城镇建设的重要基础设施之一。

但目前我国集中供热覆盖率仍处于较低水平，仅在北方各省的主要城镇建有集中供热系统，南方城镇和我国广大的农村地区则基本没有集中供暖设施，仅能依靠天然气炉、空调、电炉和蜂窝煤等独立供热方式取暖。而芬兰和丹麦等发达国家的城市集中供热覆盖率达90％，其全国平均水平也在60％以上。未来房地产业的发展，城市化率的提高，区域小锅炉的拆除和旧城区的管网建设改造等均为集中供热市场创造了巨大而持续的需求，我国集中供热行业有非常广阔的发展前景。

另一方面，随着的风、光等清洁能源发电的快速发展，火电机组正在逐渐由电力系统中电量供应的主体地位向保供托底地位转型。为提升电厂盈利能力及生存竞争能力，火电机组需要从单一的电能供应向电、热、汽、冷、水等综合能源供应基地转型，丰富外供产品多样性。对于滨海电厂，将海水淡化与发电热力循环相结合，利用电厂乏汽提供海水淡化所需蒸汽，可大大降低海水淡化成本，提升电厂盈利。对于有多种外供产品的电厂，如何将各产品生产工艺流程与燃煤机组热力循环进行合理耦合，降低系统总能耗，是实现电厂节能减排、增加收益的有效方式。

燃煤发电机组三段抽汽一般为再热后第一级抽汽，蒸汽过热度较高，若直接进入对应给水加热器加热给水，则由于两者换热温差较大，导致不可逆损失增加。本实用新型提出一种蒸汽热量梯级利用的海水淡化和输送系统及方法，采用燃煤发电机组三段抽汽加热海水淡化产品水，基于高温产品水实现对外水、热同送。一方面，避免了过热度较高的抽汽直接进入给水加热器换热造成不可逆损失增加。另一方面，实现了电厂对外水、热同送，丰富了电厂外供产品多样性。与水、热分送系统相比，简化了系统管道布置，降低管道建设和维护成本。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种蒸汽热量梯级利用的海水淡化和输送系统，本实用新型既避免了过热度较高的抽汽直接进入给水加热器换热造成不可逆损失增加，又实现了电厂对外水、热同送，丰富了电厂外供产品多样性，并且简化了系统管道布置，降低管道建设和维护成本。

为了达到上述目的，本实用新型包括锅炉，锅炉的蒸汽出口通过管路连接高压缸，高压缸的排汽出口通过管路连接锅炉，锅炉的二次加热蒸汽出口通过管路连接中压缸，中压缸蒸汽出口通过管路连接低压缸，低压缸连接发电机；

低压缸的排汽出口通过管路连接凝汽器和多效蒸馏海水淡化装置，凝汽器采用海水冷却，凝汽器的凝结水出口连接凝结水泵，凝结水泵连接低压加热器组，低压加热器组连接除氧器，除氧器连接给水泵，给水泵连接高压加热器组，高压加热器组连接锅炉；

凝汽器的海水出口通过管路连接多效蒸馏海水淡化装置，多效蒸馏海水淡化装置用于将海水分离生成浓盐水和产品水，多效蒸馏海水淡化装置的产品水出口通过管路连接蒸汽冷却器和输送管道；

中压缸的第一级抽汽出口通过管路连接蒸汽冷却器和高压加热器组，中压缸的四段抽汽出口通过管路连接除氧器，蒸汽冷却器的蒸汽出口通过管路连接高压加热器组，蒸汽冷却器的高温产品水出口通过输送管道连接用户侧。

低压缸与多效蒸馏海水淡化装置的连接管路上设置有第一阀门；

凝汽器的海水出口与多效蒸馏海水淡化装置的连接管路上设置有第二阀门。

中压缸的第一级抽汽与蒸汽冷却器的连接管路上设置有第三阀门；

中压缸的第一级抽汽与高压加热器组的连接管路上设置有第四阀门；

蒸汽冷却器的蒸汽出口与高压加热器组的连接管路上设置有第五阀门。

多效蒸馏海水淡化装置的产品水出口与蒸汽冷却器的连接管路上设置有第六阀门；

多效蒸馏海水淡化装置的产品水出口与输送管道的连接管路上设置有第七阀门。

用户侧包括换热装置，换热装置连接输送管道，换热装置用于将输送管道送来的高温产品水与城市热网回水进行换热，将热量传递给热网水，成为常温产品水，之后供给水厂或其他淡水用户；

输送管道与换热装置的连接管路上设置有第八阀门；

输送管道与水厂的连接管路上设置有第九阀门。

低压加热器组包括第一低压加热器、第二低压加热器、第三低压加热器和第四低压加热器；

第一低压加热器上游连接凝结水泵的凝结水出口，第一低压加热器下游依次连接第二低压加热器、第三低压加热器和第四低压加热器，低压缸的第一级抽汽、第二级抽汽、第三级抽汽作为热源分别连接第三低压加热器、第二低压加热器和第一低压加热器。中压缸的第三级抽汽作为热源连接第四低压加热器。

高压加热器组包括第一高压加热器、第二高压加热器和第三高压加热器；

第一高压加热器上游连接给水泵，第一高压加热器下游依次连接第二高压加热器和第三高压加热器，第三高压加热器连接锅炉，中压缸的第一级抽汽作为热源连接第一高压加热器，高压缸的第一级抽汽、第二级抽汽作为热源分别连接第三高压加热器、第二高压加热器。

输送管道外设置有保温层。

与现有技术相比，本实用新型将汽轮机组的三段抽汽送入蒸汽冷却器中，加热多效蒸馏海水淡化装置淡化的产品水，得到高温产品水并对外供出，实现对外水、热同送。一方面，避免了过热度较高的抽汽直接进入给水加热器换热造成不可逆损失增加。另一方面，实现了电厂对外水、热同送，丰富了电厂外供产品多样性。与水、热分送系统相比，简化了系统管道布置，降低管道建设和维护成本。

附图说明

图1为本实用新型的系统图；

其中，1、锅炉，2、高压缸，3、中压缸，4、低压缸，5、第一发电机，6、凝汽器，7、凝结水泵，8、第一低压加热器，9、第二低压加热器，10、第三低压加热器，11、第四低压加热器，12、除氧器，13、给水泵，14、第一高压加热器，15、第二高压加热器，16、第三高压加热器，17、多效蒸馏海水淡化装置，18、蒸汽冷却器，19、输送管道，20、换热装置，21、第一阀门，22、第二阀门，23、第三阀门，24、第四阀门，25、第五阀门，26、第六阀门，27、第七阀门，28、第八阀门，29、第九阀门。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

参见图1，本实用新型包括锅炉1，锅炉1的蒸汽出口通过管路连接高压缸2，高压缸2的排汽出口通过管路连接锅炉1，锅炉1的二次加热蒸汽出口通过管路连接中压缸3，中压缸3蒸汽出口通过管路连接低压缸4，低压缸4连接发电机5；

低压缸4的排汽出口通过管路连接凝汽器6和多效蒸馏海水淡化装置17，凝汽器6采用海水冷却，凝汽器6的凝结水出口连接低压加热器组，凝汽器6与低压加热器组的连接管路上设置有凝结水泵7，低压加热器组连接除氧器12，除氧器12连接高压加热器组，高压加热器组连接锅炉，除氧器12与高压加热器组的连接管路上设置有给水泵13；

凝汽器6的海水出口通过管路连接多效蒸馏海水淡化装置17，多效蒸馏海水淡化装置17用于将海水分离生成浓盐水和产品水，多效蒸馏海水淡化装置17的产品水出口通过管路连接蒸汽冷却器18和输送管道19；

中压缸3的第一级抽汽出口通过管路连接蒸汽冷却器18和高压加热器组，中压缸3的四段抽汽出口通过管路连接除氧器12，蒸汽冷却器18的蒸汽出口通过管路连接高压加热器组，蒸汽冷却器18的高温产品水出口通过输送管道19连接用户侧。

低压缸4与多效蒸馏海水淡化装置17的连接管路上设置有第一阀门21；凝汽器6的海水出口与多效蒸馏海水淡化装置17的连接管路上设置有第二阀门22。中压缸3的第一级抽汽与蒸汽冷却器18的连接管路上设置有第三阀门23；中压缸3的第一级抽汽与高压加热器组的连接管路上设置有第四阀门24；蒸汽冷却器18的蒸汽出口与高压加热器组的连接管路上设置有第五阀门25。多效蒸馏海水淡化装置17的产品水出口与蒸汽冷却器18的连接管路上设置有第六阀门26；多效蒸馏海水淡化装置17的产品水出口与输送管道19的连接管路上设置有第七阀门27。

用户侧包括换热装置20，换热装置20连接输送管道19，换热装置20用于将输送管道19送来的高温产品水与城市热网回水进行换热，将热量传递给热网水，成为常温产品水，换热后的产品水供给水厂或其他淡水用户；输送管道19与换热装置20的连接管路上设置有第八阀门28；输送管道19与水厂的连接管路上设置有第九阀门29。

低压加热器组包括第一低压加热器8、第二低压加热器9、第三低压加热器10和第四低压加热器11；第一低压加热器8上游连接凝结水泵7的凝结水出口，第一低压加热器8下游依次连接第二低压加热器9、第三低压加热器10和第四低压加热器11，低压缸4的第一级抽汽、第二级抽汽、第三级抽汽作为热源分别连接第三低压加热器10、第二低压加热器9和第一低压加热器8。中压缸3的第三级抽汽作为热源连接第四低压加热器11。高压加热器组包括第一高压加热器14、第二高压加热器15和第三高压加热器16；第一高压加热器14上游连接给水泵13，第一高压加热器14下游依次连接第二高压加热器15和第三高压加热器16，第三高压加热器16连接锅炉1，中压缸3的第一级抽汽作为热源连接第一高压加热器14，高压缸2的第一级抽汽、第二级抽汽作为热源分别连接第三高压加热器16、第二高压加热器15。

输送管道19设置保温层以减少高温产品水在输送过程中的热量损失。

本实用新型的工作方法如下：

锅炉1出口新蒸汽进入高压缸2膨胀做功后返回锅炉1进行二次加热，之后依次进入中压缸3、低压缸4膨胀做功，带动第一发电机5发电。低压缸4排汽进入凝汽器6冷凝后，依次经过凝结水泵7、第一低压加热器8，第二低压加热器9，第三低压加热器10，第四低压加热器11，之后经过除氧器12、给水泵13后，进入第一高压加热器14，第二高压加热器15，第三高压加热器16，最后返回锅炉1，完成燃煤发电机组汽水循环。

当启动海水淡化装置时，打开第一阀门21和第二阀门22，凝汽器6冷却水出口中的部分升温海水作为原料海水进入多效蒸馏海水淡化装置17中，低压缸4的部分排汽作为驱动热源进入多效蒸馏海水淡化装置17中，原料海水及排汽在多效蒸馏海水淡化装置17中完成多级蒸馏后，排汽凝结放热返回凝汽器6出口，原料海水被分离生成浓盐水及产品水；

当机组同时对外供热时，打开第三阀门23、第五阀门25、第六阀门26和第八阀门28，关闭第四阀门24、第七阀门27和第九阀门29，中压缸3第一级抽汽进入蒸汽冷却器18中加热产品水，再进入第一高压加热器14中加热给水，蒸汽冷却器18出口的高温产品水进入输送管道19中输送至用户侧；在用户侧，高温产品水在换热装置20中与城市热网回水进行换热，将热量传递给热网水，成为常温产品水，之后供给水厂或其他淡水用户。

当机组不对外供热时，关闭第三阀门23、第五阀门25、第六阀门26和第八阀门28，打开第四阀门24、第七阀门27和第九阀门29，多效蒸馏海水淡化装置17出口的产品水直接送入输送管道19，被输送至用户侧。在用户侧，产品水经第九阀门29输送至水厂或其他淡水用户。

Claims (8)

1.一种蒸汽热量梯级利用的海水淡化和输送系统，其特征在于，包括锅炉(1)，锅炉(1)的蒸汽出口通过管路连接高压缸(2)，高压缸(2)的排汽出口通过管路连接锅炉(1)，锅炉(1)的二次加热蒸汽出口通过管路连接中压缸(3)，中压缸(3)蒸汽出口通过管路连接低压缸(4)，低压缸(4)连接发电机(5)；

低压缸(4)的排汽出口通过管路连接凝汽器(6)和多效蒸馏海水淡化装置(17)，凝汽器(6)采用海水冷却，凝汽器(6)的凝结水出口连接凝结水泵(7)，凝结水泵(7)的出口连接低压加热器组，低压加热器组连接除氧器(12)，除氧器(12)连接给水泵(13)，给水泵(13)连接高压加热器组，高压加热器组连接锅炉；

凝汽器(6)的海水出口通过管路连接多效蒸馏海水淡化装置(17)，多效蒸馏海水淡化装置(17)用于将海水被分离生成浓盐水和产品水，多效蒸馏海水淡化装置(17)的产品水出口通过管路连接蒸汽冷却器(18)和输送管道(19)；

中压缸(3)的第一级抽汽出口通过管路连接蒸汽冷却器(18)和高压加热器组，中压缸(3)的四段抽汽出口通过管路连接除氧器(12)，蒸汽冷却器(18)的蒸汽出口通过管路连接高压加热器组，蒸汽冷却器(18)的高温产品水出口通过输送管道(19)连接用户侧。

2.根据权利要求1所述的一种蒸汽热量梯级利用的海水淡化和输送系统，其特征在于，低压缸(4)与多效蒸馏海水淡化装置(17)的连接管路上设置有第一阀门(21)；

凝汽器(6)的海水出口与多效蒸馏海水淡化装置(17)的连接管路上设置有第二阀门(22)。

3.根据权利要求1所述的一种蒸汽热量梯级利用的海水淡化和输送系统，其特征在于，中压缸(3)的第一级抽汽与蒸汽冷却器(18)的连接管路上设置有第三阀门(23)；

中压缸(3)的第一级抽汽与高压加热器组的连接管路上设置有第四阀门(24)；

蒸汽冷却器(18)的蒸汽出口与高压加热器组的连接管路上设置有第五阀门(25)。

4.根据权利要求1所述的一种蒸汽热量梯级利用的海水淡化和输送系统，其特征在于，多效蒸馏海水淡化装置(17)的产品水出口与蒸汽冷却器(18)的连接管路上设置有第六阀门(26)；

多效蒸馏海水淡化装置(17)的产品水出口与输送管道(19)的连接管路上设置有第七阀门(27)。

5.根据权利要求1所述的一种蒸汽热量梯级利用的海水淡化和输送系统，其特征在于，用户侧包括换热装置(20)，换热装置(20)连接输送管道(19)，换热装置(20)用于将输送管道(19)送来的高温产品水与城市热网回水进行换热，将热量传递给热网水，成为常温产品水，产品水供给水厂或其他淡水用户；

输送管道(19)与换热装置(20)的连接管路上设置有第八阀门(28)；

输送管道(19)与水厂的连接管路上设置有第九阀门(29)。

6.根据权利要求1所述的一种蒸汽热量梯级利用的海水淡化和输送系统，其特征在于，低压加热器组包括第一低压加热器(8)、第二低压加热器(9)、第三低压加热器(10)和第四低压加热器(11)；

第一低压加热器(8)上游连接凝结水泵(7)的凝结水出口，第一低压加热器(8)下游依次连接第二低压加热器(9)、第三低压加热器(10)和第四低压加热器(11)，低压缸(4)的第一级抽汽连接第三低压加热器(10)，第二级抽汽连接第二低压加热器(9)，第三级抽汽连接第一低压加热器(8)，中压缸(3)的第三级抽汽连接第四低压加热器(11)。

7.根据权利要求1所述的一种蒸汽热量梯级利用的海水淡化和输送系统，其特征在于，高压加热器组包括第一高压加热器(14)、第二高压加热器(15)和第三高压加热器(16)；

第一高压加热器(14)上游连接给水泵(13)，第一高压加热器(14)下游依次连接第二高压加热器(15)和第三高压加热器(16)，第三高压加热器(16)连接锅炉(1)，中压缸(3)的第一级抽汽作为热源连接第一高压加热器(14)，高压缸(2)的第一级抽汽、第二级抽汽作为热源分别连接第三高压加热器(16)、第二高压加热器(15)。

8.根据权利要求1所述的一种蒸汽热量梯级利用的海水淡化和输送系统，其特征在于，输送管道(19)外设置有保温层。

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