RU2687922C1 - Desalination plant for sea water and power generation - Google Patents

Desalination plant for sea water and power generation Download PDF

Info

Publication number
RU2687922C1
RU2687922C1 RU2018122018A RU2018122018A RU2687922C1 RU 2687922 C1 RU2687922 C1 RU 2687922C1 RU 2018122018 A RU2018122018 A RU 2018122018A RU 2018122018 A RU2018122018 A RU 2018122018A RU 2687922 C1 RU2687922 C1 RU 2687922C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
steam
stage
evaporator
pipeline
sea water
Prior art date
Application number
RU2018122018A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Васильевич Бирюк
Юрий Сергеевич Елисеев
Юрий Георгиевич Кирсанов
Леонид Павлович Шелудько
Александра Борисовна Шиманова
Артем Андреевич Шиманов
Алексей Александрович Горшкалев
Original Assignee
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва"
Акционерное общество "Металлист-Самара"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва", Акционерное общество "Металлист-Самара" filed Critical федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва"
Priority to RU2018122018A priority Critical patent/RU2687922C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2687922C1 publication Critical patent/RU2687922C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D1/00Evaporating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/02Treatment of water, waste water, or sewage by heating
    • C02F1/04Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/58Treatment of water, waste water, or sewage by removing specified dissolved compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F5/00Softening water; Preventing scale; Adding scale preventatives or scale removers to water, e.g. adding sequestering agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F9/00Multistage treatment of water, waste water or sewage
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K17/00Using steam or condensate extracted or exhausted from steam engine plant
    • F01K17/04Using steam or condensate extracted or exhausted from steam engine plant for specific purposes other than heating
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/124Water desalination

Abstract

FIELD: power engineering.SUBSTANCE: invention can be used in heat power engineering and ecology. Desalination plant for sea water and electric power generation comprises gas turbine plant 1 with compressor, combustion chamber, gas turbine and electric generator 2, superheated steam pipe 3, steam turbine 4 with controlled high and low pressure steam collection, electric generator 5, waste heat boiler 6, deaerator 7, condenser of steam turbine 8, sea water pipeline 9, pipeline (system) of recirculation with pump 10, pipeline of make-up chemically cleaned water 15, two-stage steam jet ejector, comprising high-pressure steam jet ejector 16 and low-pressure steam jet-type ejector 17, vapor-air mixture bypass pipelines 20, external heat exchanger 21, heated sea water pipeline 22, two-pass shell-and-tube condensers of secondary vapor 24 of adiabatic multi-stage evaporator, collecting chambers of distillate 25 of adiabatic multi-stage evaporator, pipeline of distillate 27, pipes of throttle-spray device 28 of adiabatic multi-stage evaporator, receivers of brine 29 of adiabatic multi-stage evaporator, chemical water purification 30, pipeline of discharge of brine 31.EFFECT: invention allows increasing thermal efficiency of the plant and providing economical desalination of sea water and generation of electric energy for power supply of the plant and external consumers.1 cl, 1 dwg

Description

Установка для опреснения морской воды и выработки электроэнергии относится к теплоэнергетике и экологии, а точнее к направлению опреснения морской воды и выработки электроэнергии.Installation for the desalination of sea water and power generation relates to heat and power engineering and the environment, and more specifically to the direction of the desalination of sea water and power generation.

Наибольшее распространение в мире получили установки опреснения морской воды в многоступенчатых испарителях со сжатием внешнего греющего пара в пароструйных эжекторах (MED - TVC).Desalination plants of seawater in multistage evaporators with compression of external heating steam in steam ejectors (MED - TVC) are most widely used in the world.

Известна опреснительная установка с термоумягчителем, служащая для получения пресной воды путем обессоливания морской воды (Патент РФ №2554720, МПК B63J 1/00, C02F 1/04, C02F 5/00, B01D 1/00, опубл. 27.06.2015). Она содержит адиабатный многоступенчатый опреснитель (испаритель) морской воды, содержащий несколько корпусов ступеней вакуумного испарения морской воды нагретой паром от внешнего источника, в верхней зоне каждой ступени установлен двухходовой (по охлаждающей воде) кожухотрубный конденсатор вторичного пара, ступени имеют разделительную перегородку, в средней части каждой ступени установлены сепараторы вторичного пара жалюзийного типа и полости для сбора дистиллята не сконденсировавшейся паровой смеси. Нижние зоны соседних ступеней испарения последовательно связаны перепускными трубами, в ступенях, последующих за первой ступенью, размещены дроссельные распылители нагретой жидкости. Дистиллят отводится к потребителям по общему трубопроводу дистиллята из сборников дистиллята. В установке также применены трубопровод удаления рассола - не сконденсировавшейся морской воды с высоким солесодержанием, пароструйные эжекторы первой и второй ступеней; конденсаторы пара, вышедшего из пароструйных эжекторов. Сопло эжектора первой ступени подключено к трубопроводу подвода рабочего пара (греющего пара) подаваемого из внешнего источника при давлении 1,3 МПа, а сопло эжектора второй ступени подключено к трубопроводу греющего пара с давлением 1,25 МПа, подаваемого в первую ступень многоступенчатого испарителя. Эта установка также содержит термоумягчитель.A desalination plant with a heat softener is used, which serves to obtain fresh water by desalting sea water (Patent RF №2554720, IPC B63J 1/00, C02F 1/04, C02F 5/00, B01D 1/00, publ. 06/27/2015). It contains an adiabatic multistage desalination plant (evaporator) of seawater containing several cases of steps of vacuum evaporation of seawater heated by steam from an external source, a two-way (through cooling water) shell-and-tube condenser of secondary steam is installed in the upper zone of each step, in the middle part Separate separators of a louvre-type secondary steam and a cavity for collecting the distillate of an uncondensed steam mixture are installed at each stage. The lower zones of the neighboring evaporation stages are successively connected by by-pass pipes; in the steps that follow the first stage, throttle atomizers of the heated liquid are placed. The distillate is diverted to consumers through a common distillate pipeline from distillate collections. The installation also used a brine removal pipeline - non-condensed sea water with high salinity, steam ejectors of the first and second stages; steam condensers discharged from steam ejectors. The ejector nozzle of the first stage is connected to the pipeline supplying the working steam (heating steam) supplied from an external source at a pressure of 1.3 MPa, and the nozzle of the second stage ejector is connected to the heating steam pipeline with a pressure of 1.25 MPa, fed to the first stage of a multi-stage evaporator. This installation also contains a heat softener.

Недостатками этой опреснительной установки принятой в качестве прототипа предполагаемого изобретения, является ее невысокая тепловая экономичность и неспособность наряду с опреснением морской воды производить выработку электроэнергии. Целью изобретения является устранение отмеченных недостатков и создание установки обеспечивающей экономичное совместное производство обессоленной воды и выработку электроэнергии.The disadvantages of this desalination plant adopted as the prototype of the proposed invention is its low thermal efficiency and inability, along with the desalination of sea water to produce electricity. The aim of the invention is to eliminate the noted disadvantages and the creation of the installation provides an economical joint production of desalted water and power generation.

Техническим результатом является обеспечение экономичного опреснения морской воды и выработке электроэнергии для энергоснабжения этой установки и внешних потребителей.The technical result is to provide economical desalination of sea water and the generation of electricity for the power supply of this installation and external consumers.

Технический результат достигается за счет того, что в предлагаемой установке для опреснения морской воды и выработки электроэнергии, содержащей адиабатный многоступенчатый испаритель, двухступенчатый пароструйный эжектор, внешний теплообменник, при этом многоступенчатый испаритель состоит из ряда последовательно включенных испарительных ступеней (камер) с нагревательными элементами (конденсаторами), паропровод греющего пара соединен с первой ступенью испарителя, а корпус последней ступени многоступенчатого испарителя связан с камерой смешения первой ступени испарителя, причем в верхней зоне каждой из ступеней установлены двухходовые кожухотрубные конденсаторы вторичного пара, в их средней зоне размещены жалюзийные сепараторы вторичного пара, разделяющие корпуса ступеней на верхнюю конденсационную и нижнюю испарительную зоны с расположенными между ними полостями сбора (сборными камерами) дистиллята, в нижней зоне каждой ступени размещен приемник рассола с подключенными к нему перепускными трубами дроссельно-распылительного устройства, сборная камера дистиллята последней ступени испарителя соединена с трубопроводом дистиллята, а приемник рассола этой ступени соединен с трубопроводом сброса рассола, камеры смешения всех предыдущих ступеней многоступенчатого испарителя соединены между собой трубопроводами перепуска паровоздушной смеси из первой ступени испарения к последней, нижние зоны камер испарения соседних ступеней испарителя сообщены перепускными трубами - из приемников рассола данной ступени испарения к дроссельно-распылительным устройствам последующей ступени испарения, полость конденсатора вторичного пара последней ступени испарения связана с камерой смешения пароструйного эжектора, выходная часть эжектора связана с внешним теплообменником, сопловая часть пароструйного эжектора подключена к внешнему трубопроводу, причем в ней дополнительно применены: газотурбинная установка с компрессором, газовой турбиной и электрогенератором, паровой котел-утилизатор высокого давления, паровая турбина с регулируемыми отборами пара высокого и низкого давления и конденсатором, снабженным системой рециркуляции подогреваемой морской воды с насосом, при этом трубопровод морской воды соединен через конденсатор и трубопровод подогретой морской воды с входом кожухотрубного конденсатора вторичного пара последней ступени адиабатного многоступенчатого испарителя, ротор газовой турбины соединен с электрогенератором, а ротор паровой турбины соединен с электрогенератором, пароперегреватель соединен паропроводом перегретого пара с входом паровой турбины, регулируемый отбор высокого давления которой связан с соплом парового эжектора второй ступени, а регулируемый отбор низкого давления паровой турбины связан паропроводом с соплом эжектора первой ступени, камера смешения которого соединена паровоздушным трубопроводом с корпусом первой ступени многоступенчатого испарителя, сборная камера дистиллята последней ступени соединена через химводоочистку с трубопроводом подпиточной химочищенной воды.The technical result is achieved due to the fact that in the proposed installation for the desalination of sea water and power generation, containing an adiabatic multi-stage evaporator, a two-stage steam-jet ejector, an external heat exchanger, the multi-stage evaporator consists of a series of successively connected evaporation stages (chambers) with heating elements (condensers) ), the steam heating steam line is connected to the first stage of the evaporator, and the case of the last stage of the multi-stage evaporator is connected to The first mixing stage of the evaporator, in which two-way shell-and-tube secondary steam condensers are installed in the upper zone of each of the stages, louvered secondary steam separators are placed in their middle zone, dividing the step bodies into the upper condensation and lower evaporation zones with collecting cavities between them (collecting chambers) distillate, in the lower zone of each stage is placed a brine receiver with attached to it bypass pipes of choke-spray device, a collection chamber dis The last stage of the evaporator is connected to the distillate pipeline, and the receiver of this stage brine is connected to the brine discharge pipeline, the mixing chambers of all previous stages of the multi-stage evaporator are interconnected by vapor-air transfer bypasses from the first evaporation stage to the last evaporator chambers of the evaporation chambers of the next evaporator stages are connected by bypass pipes - from the receivers of the brine of this evaporation stage to the choke-spray devices of the subsequent evaporation stage, the floor The side of the secondary vapor condenser of the last evaporation stage is connected to the mixing chamber of a steam ejector, the output part of the ejector is connected to an external heat exchanger, the nozzle part of a steam ejector is connected to an external pipeline, and it additionally uses: a gas turbine with a compressor, a gas turbine and an electric generator, a steam boiler high-pressure heat recovery unit, steam turbine with adjustable high and low pressure steam extraction and a condenser equipped with a recirculation system under heated seawater with a pump, while the seawater pipeline is connected through a condenser and a pipeline of heated seawater to the inlet of a shell-and-tube condenser of secondary steam of the last stage of an adiabatic multistage evaporator, the rotor of the gas turbine is connected to an electric generator, and the rotor of a steam turbine is connected to an electric generator, the steam superheater is connected to a steam pipeline steam with a steam turbine inlet, an adjustable high pressure extraction of which is connected to a second stage steam ejector nozzle, and adjusted is the selection of a steam turbine low-pressure steam pipe connected to the ejector nozzle of the first stage, the mixing chamber which is connected to the steam-air duct with the housing of the first stage of the multistage evaporator, a distillate collection chamber of the last stage is connected via a conduit demineralizer with demineralized makeup water.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где приведена тепловая схема установки опреснения морской воды и выработки электроэнергии.The invention is illustrated in the drawing, which shows the thermal scheme of the installation of the desalination of sea water and power generation.

Установка содержит: 1 - газотурбинную установку с компрессором, камерой сгорания, газовой турбиной и электрогенератором 2, 3 - паропровод перегретого пара, 4 - паровую турбину с регулируемыми отборами пара высокого и низкого давления, 5 - электрогенератор, 6 - паровой котел-утилизатор с пароперегревателем, испарителем и экономайзером, 7 - деаэратор, 8 - конденсатор паровой турбины, 9 - трубопровод исходной морской воды, 10 - трубопровод рециркуляции с насосом, 11 - экономайзер, 12 - трубопровод питательной воды, 13 - паропровод отборного пара высокого давления, 14 - паропровод отборного пара низкого давления, 15 - трубопровод подпиточной химочищенной воды, 16 - пароструйный эжектор высокого давления, 17 - пароструйный эжектор низкого давления, 18 - паровоздушный трубопровод, 19 - трубопровод связи, 20 - трубопроводы перепуска паровоздушной смеси, 21 - внешний теплообменник, 22 - трубопровод подогретой морской воды, 23 - трубопровод горячей воды, 24 - двухходовые кожухотрубные конденсаторы вторичного пара, 25 - сборные камеры дистиллята, 26 - трубопровод конденсата пара, 27 - трубопровод дистиллята, 28 - трубы дроссельно-распылительного устройства, 29 - приемники рассола, 30 - химводоочистку, 31 - трубопровод сброса рассола.The installation contains: 1 - a gas turbine unit with a compressor, a combustion chamber, a gas turbine and an electric generator 2, 3 - a superheated steam steam pipe, 4 - a steam turbine with adjustable high and low pressure steam extraction, 5 - an electric generator, 6 - a steam heat recovery boiler with a superheater , evaporator and economizer, 7 - deaerator, 8 - steam turbine condenser, 9 - raw seawater pipeline, 10 - recycling pipeline with pump, 11 - economizer, 12 - feedwater pipeline, 13 - high-pressure steam vapor 14, a low-pressure steam extraction steam line, 15 - a feed water supply system, 16 - a high-pressure steam jet ejector, 17 - a low pressure steam jet ejector, 18 - a steam-air pipeline, 19 - a communication pipeline, 20 - vapor-air by-pass pipelines, 21 - external heat exchanger, 22 — heated seawater pipeline, 23 — hot water pipeline, 24 — two-way shell-and-tube secondary steam condensers, 25 — distillate collecting chambers, 26 — steam condensate pipeline, 27 — distillate pipeline, 28 — dropping pipes spray-dispensing device, 29 - brine receivers, 30 - water cleaning, 31 - brine discharge pipeline.

Установка опреснения морской воды и выработки электроэнергии работает следующим образом. Атмосферный воздух, сжатый в компрессоре газотурбинной установки 1, подают в камеру сгорания и сжигают в ней топливо, продукты сгорания расширяют в газовой турбине приводящей электрогенератор 2 и вырабатывающий электроэнергию. Выхлопные газы газовой турбины подают в паровой котел-утилизатор 6 для выработки перегретого пара высокого давления. По паропроводу перегретого пара 3 его подают на вход паровой турбины 4 с регулируемыми отборами пара высокого и низкого давления. Полезную работу паровой турбины 4 используют для выработки электроэнергии в электрогенераторе 5. Пар расширенный в паровой турбине 4 подают в конденсатор 8. Теплоту конденсации пара используют в теплообменной поверхности конденсатора 8 для подогрева морской воды подводимой по трубопроводу исходной морской воды 9 на вход насоса трубопровода рециркуляции 10 системы рециркуляции морской воды в конденсаторе. Система рециркуляции обеспечивает увеличение расхода воды через конденсатор 8 при постоянной величине расхода в трубопроводе исходной морской воды 9. При этом увеличивается величина нагрева воды в конденсаторе 8 за счет повышения расхода в конденсатор пара расширенного в паровой турбине 4. Это вызывает повышение ее мощности и увеличение выработки электроэнергии в электрогенераторе 5. Соответственно, при этом увеличивается паропроизводительность котла-утилизатора 6 и паропроизводительность парового котла-утилизатора 6 с увеличением расхода подводимых в него отработавших газов из газовой турбины газотурбинной установки 1, что связано с повышением выработки электроэнергии в электрогенераторе 2. Конденсат пара из конденсатора 8 по трубопроводу питательной воды 12 с питательным насосом подают через экономайзер 11 в первый вход деаэратора 7. Его второй вход связан по греющему пару с паропроводом отборного пара высокого давления 13. Выход деаэратора 7 связан с испарителем котла-утилизатора 6. Подогретая в конденсаторе 8 вода по трубопроводу подогретой морской воды 22 поступает на вход двухходового кожухотрубного конденсатора вторичного пара последней ступени испарителя где происходит ее подогрев теплотой паровоздушной смеси подводимой из предыдущей ступени по трубопроводу перепуска паровоздушной смеси 20. Поток этой воды проходит последовательно установленные по ее ходу двухходовые кожухотрубные конденсаторы вторичного пара 24 предыдущих ступеней многоступенчатого испарителя. В каждом из них производится подогрев воды теплотой паровоздушной смеси, подводимой по трубопроводам перепуска паровоздушной смеси 20. Морская вода вышедшая из кожухотрубного конденсатора первой ступени испарителя затем подается в теплообменную поверхность внешнего теплообменника 21, где подогревается теплом пара подводимого из выхода пароструйного эжектора 16 высокого давления. Конденсат по трубопроводу конденсата пара 26 подается в трубопровод подпиточной химочищенной воды 15. Вода подогретая во внешнем теплообменнике 21 по трубопроводу горячей воды 23 подается в трубу 28 дроссельно-распылительного устройства первой ступени испарителя. Распыленная горячая вода частично испаряется. Образовавшаяся пароводяная смесь проходит из нижней полости этой ступени испарения через разделительную перегородку в верхнюю полость ступени и частично конденсируется на внешней поверхности кожухотрубного конденсатора 24 первой ступени испарителя. Полученная при этом смесь конденсата и неиспарившейся воды поступает в находящийся в средней части этого корпуса сепаратор вторичного пара жалюзийного типа. В нем дистиллят отделяется от не сконденсировавшейся паровой смеси и поступает в полость 25 сбора дистиллята. Неиспарившаяся вода с высоким содержанием солей поступает в приемник рассола 29 первой ступени испарителя и отводится из испарительной установки по трубопроводу сброса рассола 31. Последующие ступени многоступенчатого испарителя работают аналогично вышеописанному. Из приемника рассола 29 предыдущей ступени рассол по трубам 28 дроссельно-распылительных устройств подается в нижнюю часть камеры последующей ступени, где распыляется. Образовавшийся в каждой ступени дистиллят из полостей 25 сбора дистиллята объединяется и подается в трубопровод дистиллята 27. Из этого трубопровода большая часть полученного дистиллята (опресненной воды) подается к потребителям пресной воды, а меньшая его часть подается через химводоочистку 30 в трубопровод 15 подпиточной химочищенной воды котла-утилизатора 6.Installation of desalination of sea water and power generation works as follows. Atmospheric air compressed in the compressor of a gas turbine unit 1 is fed into the combustion chamber and fuel is burned in it, the combustion products are expanded in a gas turbine which drives the electric generator 2 and generates electricity. The exhaust gases of the gas turbine are fed to a waste heat boiler 6 to generate high-pressure superheated steam. The steam line superheated steam 3 it is fed to the input of the steam turbine 4 with adjustable selections of high and low pressure steam. The useful work of the steam turbine 4 is used to generate electricity in the generator 5. The steam expanded in the steam turbine 4 is fed to the condenser 8. The heat of condensation of steam is used in the heat exchange surface of the condenser 8 to preheat the seawater fed through the original seawater pipeline 9 to the recirculation pipeline pump 10 seawater recirculation systems in a condenser. The recirculation system provides an increase in the flow of water through the condenser 8 at a constant value of the flow in the pipeline of the original seawater 9. This increases the amount of water in the condenser 8 by increasing the consumption of steam expanded in the steam turbine 4 in the condenser. This causes an increase in its power and an increase in output of electricity in the electric generator 5. Accordingly, this increases the steam output of the recovery boiler 6 and the steam output of the steam recovery boiler 6 with an increase in the course of the exhaust gases supplied to it from the gas turbine of a gas turbine unit 1, which is associated with an increase in electricity generation in the electric generator 2. The steam condensate from the condenser 8 is fed via feed pipe 12 to the first inlet of the deaerator 7 via feedwater pipe 12 through the heating steam from the high-pressure steam steam pipe 13. The output of the deaerator 7 is connected to the evaporator of the heat-recovery boiler 6. The water heated in the condenser 8 is fed via a pipeline of heated seawater 22 input of the two-way tube bundle condenser vapor last evaporator stage where it is heated heat steam mixture supplied from the previous stage through conduit 20. Bypass steam mixture flow of water passes sequentially established from its course of two-way casing vapor condensers 24 preceding stages of multistage evaporator. In each of them, water is heated by the heat of the steam-air mixture supplied through the steam-air mixture bypass pipelines 20. Sea water released from the first-stage evaporator shell-and-tube condenser is then fed to the heat exchange surface of the external heat exchanger 21, where it is heated by the steam supplied from the high-pressure steam ejector 16 outlet. Condensate through the steam condensate pipe 26 is fed into the pipeline of make-up chemically treated water 15. Water heated in the external heat exchanger 21 through the hot water pipeline 23 is fed into the pipe 28 of the throttle-spraying device of the first evaporator stage. The sprayed hot water partially evaporates. The resulting steam-water mixture passes from the lower cavity of this evaporation stage through the partition wall into the upper cavity cavity and partially condenses on the outer surface of the shell-and-tube condenser 24 of the first evaporator stage. The resulting mixture of condensate and non-evaporated water enters a louvered-type secondary steam separator located in the middle of this building. In it, the distillate is separated from the uncondensed steam mixture and enters the distillate collection cavity 25. The non-evaporated water with high salt content enters the brine receiver 29 of the first stage of the evaporator and is discharged from the evaporator unit via the brine discharge pipe 31. The subsequent stages of the multistage evaporator work in the same way as described above. From the brine receiver 29 of the previous stage, brine is fed through pipes 28 of choke-spray devices to the lower part of the chamber of the subsequent stage, where it is sprayed. The distillate formed in each stage from the distillate collection cavities 25 is combined and fed into the distillate pipeline 27. From this pipeline, most of the distillate (desalinated water) produced is supplied to fresh water consumers, and a smaller part is fed through chemical water treatment 30 to boiler 15 supplying chemically purified water -utilizer 6.

Предлагаемое изобретение за счет применения парогазового цикла с паровой турбиной позволяет увеличить электрическую мощность комбинированной установки, выработку электроэнергии и получение из морской воды большего количества питательной воды. Применение паровой турбины с регулируемыми отборами в использование теплоты отработавшего пара для подогрева морской воды (теплофикационное противодавление) позволяет значительно повысить тепловую экономичность установки. Применение системы рециркуляции воды в конденсаторе 8 позволяет увеличить расход пара через турбину, паропроизводительность котла-утилизатора, электрическую мощность газотурбинной установки, паровой турбины и выработку электроэнергии. Применение химводоочистки и системы подпитки котла-утилизатора химочищенной подпиточной водой позволяет повысить надежность установки.The present invention through the use of steam-gas cycle with a steam turbine allows you to increase the electric power of the combined plant, generate electricity and get more seawater from sea water. The use of a steam turbine with adjustable selections in the use of the heat of the exhaust steam for heating seawater (heat back pressure) can significantly increase the thermal efficiency of the installation. The use of a water recirculation system in the condenser 8 allows an increase in steam consumption through the turbine, the steam capacity of the heat recovery boiler, the electrical power of the gas turbine plant, the steam turbine and the generation of electricity. The use of chemical water treatment and feed systems of the waste heat boiler with chemical cleaned water helps to increase the reliability of the installation.

Claims (1)

Установка опреснения морской воды и выработки электроэнергии, содержащая адиабатный многоступенчатый испаритель, двухступенчатый пароструйный эжектор, внешний теплообменник, при этом многоступенчатый испаритель состоит из ряда последовательно включенных испарительных ступеней (камер) с нагревательными элементами (конденсаторами), паропровод греющего пара соединен с первой ступенью испарителя, а корпус последней ступени многоступенчатого испарителя связан с камерой смешения первой ступени испарителя, причем в верхней зоне каждой из ступеней установлены двухходовые кожухотрубные конденсаторы вторичного пара, в их средней зоне размещены жалюзийные сепараторы вторичного пара, разделяющие корпуса ступеней на верхнюю конденсационную и нижнюю испарительную зоны с расположенными между ними полостями сбора (сборными камерами) дистиллята, в нижней зоне каждой ступени размещен приемник рассола с подключенными к нему перепускными трубами дроссельно-распылительного устройства, сборная камера дистиллята последней ступени испарителя соединена с трубопроводом дистиллята, а приемник рассола этой ступени соединен с трубопроводом сброса рассола, камеры смешения всех предыдущих ступеней многоступенчатого испарителя соединены между собой трубопроводами перепуска паровоздушной смеси из первой ступени испарения к последней, нижние зоны камер испарения соседних ступеней испарителя сообщены перепускными трубами из приемников рассола данной ступени испарения к дроссельно-распылительным устройствам последующей ступени испарения, полость конденсатора вторичного пара последней ступени испарения связана с камерой смешения пароструйного эжектора, выходная часть эжектора связана с внешним теплообменником, сопловая часть пароструйного эжектора подключена к внешнему трубопроводу, отличающаяся тем, что в ней дополнительно применены газотурбинная установка с компрессором, газовой турбиной и электрогенератором, паровой котел-утилизатор высокого давления, паровая турбина с регулируемыми отборами пара высокого и низкого давления и конденсатором, снабженным системой рециркуляции подогреваемой морской воды с насосом, при этом трубопровод морской воды соединен через конденсатор и трубопровод подогретой морской воды с входом кожухотрубного конденсатора вторичного пара последней ступени адиабатного многоступенчатого испарителя, ротор газовой турбины соединен с электрогенератором, а ротор паровой турбины соединен с электрогенератором, пароперегреватель соединен паропроводом перегретого пара с входом паровой турбины, регулируемый отбор высокого давления которой связан с соплом парового эжектора второй ступени, а регулируемый отбор низкого давления паровой турбины связан паропроводом с соплом эжектора первой ступени, камера смешения которого соединена паровоздушным трубопроводом с корпусом первой ступени многоступенчатого испарителя, сборная камера дистиллята последней ступени соединена через химводоочистку с трубопроводом подпиточной химочищенной воды.A sea water desalination and power generation unit containing an adiabatic multi-stage evaporator, a two-stage steam jet ejector, an external heat exchanger, the multi-stage evaporator consists of a series of series-connected evaporator stages (chambers) with heating elements (condensers), the steam steam line is connected to the first stage of the evaporator, and the case of the last stage of the multistage evaporator is connected with the mixing chamber of the first stage of the evaporator, and in the upper zone of each Two-way shell-and-tube condensers of secondary steam are installed in stages, louver separators of secondary steam are located in their middle zone, dividing the step bodies into the upper condensation and lower evaporation zones with the collecting cavities located between them (collecting chambers) of the distillate, in the lower zone of each stage there is a brine receiver with the bypass pipes of the choke-spraying device connected to it, the collecting chamber of the distillate of the last stage of the evaporator is connected to the distillate pipeline a, and the brine receiver of this stage is connected to the brine discharge pipeline, the mixing chambers of all previous stages of the multistage evaporator are interconnected by vapor-air bypass pipelines from the first evaporation stage to the last, the lower zones of the evaporation chambers of the adjacent evaporator stages are communicated by overflow pipes from the brine receivers of this evaporation stage to the throttle-spraying devices of the subsequent evaporation stage, the cavity of the secondary vapor condenser of the last evaporation stage is connected the mixing chamber of a steam ejector, the output part of the ejector is connected to an external heat exchanger, the nozzle part of the steam ejector is connected to an external pipeline, characterized in that it additionally uses a gas turbine unit with a compressor, a gas turbine and an electric generator, a high-pressure steam boiler, a steam turbine with adjustable high and low pressure steam withdrawals and a condenser equipped with a recirculation system of heated sea water with a pump; water is connected through a condenser and a pipeline of heated sea water to the inlet of a shell and tube secondary steam condenser of the last stage of an adiabatic multistage evaporator, the gas turbine rotor is connected to a generator, and the steam turbine rotor is connected to a generator, the superheater is connected to a steam turbine, and a head turbine steam generator. the pressure of which is connected to the nozzle of the steam ejector of the second stage, and an adjustable selection of the low pressure of the steam turbine A steam pipe with a first stage ejector nozzle, the mixing chamber of which is connected to the first stage of a multi-stage evaporator by a steam-air pipe, the last stage distillate collecting chamber is connected to a purified water supply pipe through a water treatment system.
RU2018122018A 2018-06-14 2018-06-14 Desalination plant for sea water and power generation RU2687922C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018122018A RU2687922C1 (en) 2018-06-14 2018-06-14 Desalination plant for sea water and power generation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018122018A RU2687922C1 (en) 2018-06-14 2018-06-14 Desalination plant for sea water and power generation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2687922C1 true RU2687922C1 (en) 2019-05-16

Family

ID=66579035

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018122018A RU2687922C1 (en) 2018-06-14 2018-06-14 Desalination plant for sea water and power generation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2687922C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112354199A (en) * 2020-10-27 2021-02-12 湖南精诚制药机械有限公司 Single-effect external circulation concentrator based on electric heating
RU2797936C1 (en) * 2022-04-12 2023-06-13 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева" Sea water desalination plant

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4003205A (en) * 1974-08-09 1977-01-18 Hitachi, Ltd. Method and apparatus for operating a steam turbine plant having feed water heaters
SU962102A1 (en) * 1981-03-06 1982-09-30 Войсковая часть 27177 Desalination shipborne unit
EP0195326A1 (en) * 1985-03-08 1986-09-24 Hitachi, Ltd. A protection-driving method of a feedwater heater and the device thereof
SU1712244A1 (en) * 1990-05-30 1992-02-15 Ленинградское объединение "Пролетарский завод" Automatic control device of adiabatic desalinating plant
SU1554289A1 (en) * 1987-11-10 1996-07-27 Л.И. Трофимов Desalting plant
RU2124641C1 (en) * 1997-12-19 1999-01-10 Закрытое акционерное общество "Агентство регионального развития" Steam power plant and its operation process
RU2554720C1 (en) * 2014-02-24 2015-06-27 Федеральное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Морской государственный университет имени адмирала Г.И. Невельского" Desalination plant and its thermosoftener
RU2567615C1 (en) * 2014-08-12 2015-11-10 Юрий Васильевич Дробышевский Method of producing desalinated water and apparatus therefor

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4003205A (en) * 1974-08-09 1977-01-18 Hitachi, Ltd. Method and apparatus for operating a steam turbine plant having feed water heaters
SU962102A1 (en) * 1981-03-06 1982-09-30 Войсковая часть 27177 Desalination shipborne unit
EP0195326A1 (en) * 1985-03-08 1986-09-24 Hitachi, Ltd. A protection-driving method of a feedwater heater and the device thereof
SU1554289A1 (en) * 1987-11-10 1996-07-27 Л.И. Трофимов Desalting plant
SU1712244A1 (en) * 1990-05-30 1992-02-15 Ленинградское объединение "Пролетарский завод" Automatic control device of adiabatic desalinating plant
RU2124641C1 (en) * 1997-12-19 1999-01-10 Закрытое акционерное общество "Агентство регионального развития" Steam power plant and its operation process
RU2554720C1 (en) * 2014-02-24 2015-06-27 Федеральное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Морской государственный университет имени адмирала Г.И. Невельского" Desalination plant and its thermosoftener
RU2567615C1 (en) * 2014-08-12 2015-11-10 Юрий Васильевич Дробышевский Method of producing desalinated water and apparatus therefor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112354199A (en) * 2020-10-27 2021-02-12 湖南精诚制药机械有限公司 Single-effect external circulation concentrator based on electric heating
RU2797936C1 (en) * 2022-04-12 2023-06-13 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева" Sea water desalination plant

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5925223A (en) Process for improving thermal efficiency while producing power and desalinating water
JP4762555B2 (en) Power generation desalination method
US4282070A (en) Energy conversion method with water recovery
US20120067046A1 (en) Power plant with co2 capture and water treatment plant
US20110147195A1 (en) Waste heat driven desalination process
US9790103B2 (en) Hydrogen-powered desalination plant
CN102040258A (en) Coproduction method and equipment for thermal power generation and distillation sea water desalinization
RU2678065C1 (en) Combined installation of marine water decomposition and electricity development
US3953972A (en) Geothermal energy recovery process
RU2687922C1 (en) Desalination plant for sea water and power generation
Ahmadi et al. Modeling and economic analysis of MED-TVC desalination with Allam power plant cycle in Kish Island
CN106698564A (en) Sea water desalinization method by waste heat recovery
RU138474U1 (en) INSTALLATION OF METHANOL REGENERATION WITH THERMAL DISPOSAL OF COMBUSTIBLE WASTE
RU2602649C2 (en) Steam turbine npp
CN102267733A (en) Industrial waste heat low-temperature multi-effect seawater desalting system
RU2687914C1 (en) Complex plant for seawater desalination and power generation
RU189357U1 (en) Installation of seawater desalination and electrical power generation
RU2797936C1 (en) Sea water desalination plant
RU2752123C1 (en) Thermal power station
RU55932U1 (en) EVAPORATORY INSTALLATION OF A STEAM-GAS UNIT FOR DISPOSAL TYPE
CN206502631U (en) A kind of flash method sea water desalinating unit
RU2337742C1 (en) Multi-stage evaporation device
CN214840954U (en) System for recovering waste heat in seawater desalination process and using waste heat for heat source of boiler air heater
RU33425U1 (en) Recycling-type vapor-gas unit
RU2749800C1 (en) Thermal power station

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200615