專(zhuān)利名稱(chēng)：一種風(fēng)電海水淡化系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種海水淡化系統(tǒng)，尤其涉及一種以風(fēng)力發(fā)電為動(dòng)力源的海水淡化系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在此處鍵入技術(shù)領(lǐng)域描述段落。傳統(tǒng)的海水淡化技術(shù)的種類(lèi)主要有蒸餾法和反滲 透法。蒸餾海水淡化技術(shù)需要在海水淡化前對(duì)海水加熱，這需要消耗大量的熱蒸汽，通 常是與火電廠相結(jié)合，從火電廠汽輪機(jī)低壓缸抽取蒸汽，加熱海水。這樣做的缺點(diǎn)是，大大 降低了火電廠的發(fā)電效率，發(fā)同樣多的電就需要燃燒更多的化石燃料、排放更多的溫室氣 體及硫化物氮化物等污染氣體，嚴(yán)重污染了大氣。反滲透海水淡化技術(shù)是用一張只透過(guò)水而不能透過(guò)鹽的半透膜將淡水和鹽水隔 開(kāi)，在鹽水一側(cè)加一個(gè)大于滲透壓的壓力，鹽水中的水就會(huì)透過(guò)半透膜到淡水處，實(shí)現(xiàn)海水 淡化。反滲透海水淡化系統(tǒng)是用電能驅(qū)動(dòng)離心泵，在鹽水一側(cè)加一個(gè)大于滲透壓的壓力，使 鹽水中的水透過(guò)半透膜到淡水處。這樣做的缺點(diǎn)是消耗了大量的電能，增加了海水淡化的 成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種風(fēng)電海水淡化系統(tǒng)，將風(fēng)力發(fā)電與蒸餾法海水淡化系統(tǒng)相結(jié) 合，利用風(fēng)能進(jìn)行海水淡化，不需要燃燒化石燃料，不產(chǎn)生溫室氣體及硫化物氮化物等污染 氣體，同時(shí)利用了空氣壓縮及膨脹過(guò)程中產(chǎn)生的熱量和冷量對(duì)海水進(jìn)行預(yù)熱和對(duì)水蒸汽進(jìn) 行冷凝，提高了能源利用率、降低了海水淡化成本，保證淡水輸出穩(wěn)定。本發(fā)明為解決其技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是
一種風(fēng)電海水淡化系統(tǒng)，包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，第一電加熱器，電動(dòng)機(jī)，空氣壓縮機(jī)，熱 交換室，儲(chǔ)氣室，熱交換器，蒸餾設(shè)備，透平，發(fā)電機(jī)，第二電加熱器，其特征在于
風(fēng)力發(fā)電機(jī)組包括至少一個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組同第一電加熱器及電動(dòng)機(jī) 相連；
第一電加熱器用以加熱進(jìn)入熱交換器中的經(jīng)過(guò)預(yù)熱的海水；
電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)空氣壓縮機(jī)，將空氣壓縮到4MPa至lOMPa，形成高溫高壓的壓縮空氣，高溫 高壓的壓縮空氣進(jìn)入熱交換室的熱側(cè)，用以對(duì)熱交換室的冷側(cè)的海水進(jìn)行預(yù)熱，高溫高壓 的壓縮空氣轉(zhuǎn)變?yōu)榈蜏馗邏旱膲嚎s空氣進(jìn)入儲(chǔ)氣室，從熱交換室中流出的經(jīng)過(guò)預(yù)熱的海水 進(jìn)入熱交換器；
儲(chǔ)氣室中的低溫高壓的壓縮空氣通過(guò)熱交換室，經(jīng)預(yù)熱后驅(qū)動(dòng)透平，通過(guò)透平做功后， 低溫高壓的壓縮空氣轉(zhuǎn)變?yōu)榈蜏爻嚎諝猓?br> 透平帶動(dòng)發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)同第二電加熱器，第二電加熱器用以輔助第一電加熱器對(duì)進(jìn) 入熱交換器中的經(jīng)過(guò)預(yù)熱的海水進(jìn)行加熱；從熱交換器流出的高熱海水進(jìn)入蒸餾設(shè)備，從透平排出的低溫常壓空氣也被導(dǎo)入到蒸 餾設(shè)備，所述高熱海水在蒸餾設(shè)備中被蒸餾，其中的大部分水分被蒸發(fā)成水蒸氣，經(jīng)過(guò)所述 常壓低溫空氣的冷卻，最終冷凝為淡水，剩余的濃鹽水部分則被分離出去。優(yōu)先的，第一電加熱器通過(guò)管路同熱交換器的熱側(cè)相連，并形成密封的第一循環(huán) 回路，所述第一循環(huán)回路中灌注飽和的換熱介質(zhì)，所述換熱介質(zhì)可根據(jù)傳遞熱流量的大小， 在第一循環(huán)回路內(nèi)實(shí)現(xiàn)熱力動(dòng)態(tài)平衡。優(yōu)先的，第二電加熱器通過(guò)管路同熱交換器的熱側(cè)相連，并形成密封的第二循環(huán) 回路，所述第二循環(huán)回路中灌注飽和的換熱介質(zhì)，所述換熱介質(zhì)可根據(jù)傳遞熱流量的大小， 在第二循環(huán)回路內(nèi)實(shí)現(xiàn)熱力動(dòng)態(tài)平衡。優(yōu)先的，在第一或第二循環(huán)回路中還設(shè)置有動(dòng)力泵，以保證循環(huán)持續(xù)進(jìn)行。優(yōu)先的，所述換熱介質(zhì)為R22、R134a、R410A或R32中的任意一種。優(yōu)先的，蒸餾設(shè)備還連接有其它熱源，以保證當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的供電能力不足時(shí)， 整個(gè)海水淡化系統(tǒng)還能正常運(yùn)行。優(yōu)先的，所述的其它熱源為熱電廠的廢熱、通過(guò)太陽(yáng)能設(shè)備收集的熱量、或者除此 之外的其它一切可能的熱量來(lái)源方式。由以上技術(shù)方案可知，本發(fā)明的海水淡化系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)是
1、利用風(fēng)能進(jìn)行海水淡化，不需要燃燒化石燃料，不產(chǎn)生溫室氣體及硫化物、氮化物等 污染氣體，清潔無(wú)污染。2、綜合利用了空氣壓縮及膨脹過(guò)程中產(chǎn)生的熱量和冷量，使用熱量對(duì)海水進(jìn)行預(yù) 熱，使用冷量對(duì)水蒸氣進(jìn)行冷凝，提高了能源利用率、降低了海水淡化成本，同時(shí)也保證了 淡水輸出穩(wěn)定。


圖1為本發(fā)明“實(shí)施例一”的海水淡化系統(tǒng)示意圖<圖2為本發(fā)明“實(shí)施例二”的海水淡化系統(tǒng)示意圖<圖3為本發(fā)明“實(shí)施例三”的海水淡化系統(tǒng)示意圖,
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下參照附圖并舉實(shí)施例，對(duì) 本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例一
圖1為本發(fā)明“實(shí)施例一”的海水淡化系統(tǒng)示意圖。海水淡化系統(tǒng)包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 1，第一電加熱器2，電動(dòng)機(jī)3，空氣壓縮機(jī)4，熱交換室5，儲(chǔ)氣室6，熱交換器7，蒸餾設(shè)備8， 透平11，發(fā)電機(jī)12，第二電加熱器14，其特征在于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組1包括至少一個(gè)風(fēng)力發(fā)電 機(jī)，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組1同第一電加熱器2及電動(dòng)機(jī)3相連；第一電加熱器2用以加熱進(jìn)入 熱交換器7中的經(jīng)過(guò)預(yù)熱的海水；電動(dòng)機(jī)3帶動(dòng)空氣壓縮機(jī)4，將空氣壓縮到4MPa至lOMPa， 形成高溫高壓的壓縮空氣，高溫高壓的壓縮空氣進(jìn)入熱交換室5的熱側(cè)，用以對(duì)熱交換室5 的冷側(cè)的海水進(jìn)行預(yù)熱，高溫高壓的壓縮空氣轉(zhuǎn)變?yōu)榈蜏馗邏旱膲嚎s空氣進(jìn)入儲(chǔ)氣室6，從 熱交換室5中流出的經(jīng)過(guò)預(yù)熱的海水進(jìn)入熱交換器7 ；儲(chǔ)氣室6中的低溫高壓的壓縮空氣通過(guò)熱交換室5，經(jīng)預(yù)熱后驅(qū)動(dòng)透平11，通過(guò)透平11做功后，低溫高壓的壓縮空氣轉(zhuǎn)變?yōu)榈?溫常壓空氣；透平11帶動(dòng)發(fā)電機(jī)12，發(fā)電機(jī)12同第二電加熱器14，第二電加熱器14用以 輔助第一電加熱器2對(duì)進(jìn)入熱交換器7中的經(jīng)過(guò)預(yù)熱的海水進(jìn)行加熱；從熱交換器7流出 的高熱海水進(jìn)入蒸餾設(shè)備8，從透平11排出的低溫常壓空氣也被導(dǎo)入到蒸餾設(shè)備8，所述高 熱海水在蒸餾設(shè)備8中被蒸餾，其中的大部分水分被蒸發(fā)成水蒸氣，經(jīng)過(guò)所述常壓低溫空 氣的冷卻，最終冷凝為淡水，剩余的濃鹽水部分則被分離出去。實(shí)施例二
圖2為本發(fā)明“實(shí)施例二”的海水淡化系統(tǒng)示意圖。本實(shí)施例同實(shí)施例一的區(qū)別在于 第一電加熱器2、第二電加熱器14分別通過(guò)管路同熱交換器7的熱側(cè)相連，并各自形成密封 的循環(huán)回路，所述循環(huán)回路中灌注飽和的換熱介質(zhì)，所述換熱介質(zhì)可根據(jù)傳遞熱流量的大 小，在循環(huán)回路內(nèi)實(shí)現(xiàn)熱力動(dòng)態(tài)平衡。此外，在循環(huán)回路中還設(shè)置有動(dòng)力泵15，以保證循環(huán) 持續(xù)進(jìn)行。實(shí)施例三
圖3為本發(fā)明“實(shí)施例三”的海水淡化系統(tǒng)示意圖。本實(shí)施例同實(shí)施例一的區(qū)別在于 蒸餾設(shè)備8還連接有其它熱源，以保證當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組1的供電能力不足時(shí)，整個(gè)海水淡化 系統(tǒng)還能正常運(yùn)行。所述的其它熱源可以是熱電廠的廢熱，也可以是通過(guò)太陽(yáng)能設(shè)備收集 的熱量，或者除此之外的其它一切可能的熱量來(lái)源方式。
權(quán)利要求
1.一種風(fēng)電海水淡化系統(tǒng)，包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)組(1)，第一電加熱器(2)，電動(dòng)機(jī)(3)， 空氣壓縮機(jī)(4)，熱交換室(5)，儲(chǔ)氣室(6)，熱交換器(7)，蒸餾設(shè)備(8)，透平(11)，發(fā)電機(jī) (12)，第二電加熱器(14)，其特征在于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組(1)包括至少一個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組(1)同第一電加熱器 (2)及電動(dòng)機(jī)(3)相連;第一電加熱器(2)用以加熱進(jìn)入熱交換器(7)中的經(jīng)過(guò)預(yù)熱的海水； 電動(dòng)機(jī)(3)帶動(dòng)空氣壓縮機(jī)(4)，將空氣壓縮到至lOMPa，形成高溫高壓的壓縮空 氣，高溫高壓的壓縮空氣進(jìn)入熱交換室(5)的熱側(cè)，用以對(duì)熱交換室(5)的冷側(cè)的海水進(jìn)行 預(yù)熱，高溫高壓的壓縮空氣轉(zhuǎn)變?yōu)榈蜏馗邏旱膲嚎s空氣進(jìn)入儲(chǔ)氣室(6)，從熱交換室(5)中 流出的經(jīng)過(guò)預(yù)熱的海水進(jìn)入熱交換器(7)；儲(chǔ)氣室(6)中的低溫高壓的壓縮空氣通過(guò)熱交換室(5)，經(jīng)預(yù)熱后驅(qū)動(dòng)透平(11)，通過(guò) 透平(11)做功后，低溫高壓的壓縮空氣轉(zhuǎn)變?yōu)榈蜏爻嚎諝?；透?11)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)(12)，發(fā)電機(jī)(12)同第二電加熱器(14)連接，第二電加熱器(14) 用以輔助第一電加熱器(2)對(duì)進(jìn)入熱交換器(7)中的經(jīng)過(guò)預(yù)熱的海水進(jìn)行加熱；從熱交換器(7)流出的高熱海水進(jìn)入蒸餾設(shè)備(8)，從透平(11)排出的低溫常壓空氣 也被導(dǎo)入到蒸餾設(shè)備(8)，所述高熱海水在蒸餾設(shè)備(8)中被蒸餾，其中的大部分水分被蒸 發(fā)成水蒸氣，經(jīng)過(guò)所述常壓低溫空氣的冷卻，最終冷凝為淡水，剩余的濃鹽水部分則被分離 出去。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)電海水淡化系統(tǒng)，其特征在于，第一電加熱器(2)通過(guò)管路 同熱交換器(7)的熱側(cè)相連，并形成密封的第一循環(huán)回路，所述第一循環(huán)回路中灌注飽和的 換熱介質(zhì)，所述換熱介質(zhì)可根據(jù)傳遞熱流量的大小，在第一循環(huán)回路內(nèi)實(shí)現(xiàn)熱力動(dòng)態(tài)平衡。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的風(fēng)電海水淡化系統(tǒng)，其特征在于，第二電加熱器(14)通過(guò)管 路同熱交換器(7)的熱側(cè)相連，并形成密封的第二循環(huán)回路，所述第二循環(huán)回路中灌注飽和 的換熱介質(zhì)，所述換熱介質(zhì)可根據(jù)傳遞熱流量的大小，在第二循環(huán)回路內(nèi)實(shí)現(xiàn)熱力動(dòng)態(tài)平
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的風(fēng)電海水淡化系統(tǒng)，其特征在于，在所述的第一和/或第二循 環(huán)回路中還設(shè)置有動(dòng)力泵，以保證循環(huán)持續(xù)進(jìn)行。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4任一項(xiàng)所述的風(fēng)電海水淡化系統(tǒng)，其特征在于，所述換熱介質(zhì)為 R22、Ri;34a、R410A 或 R32 中的任意一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求2至5任一項(xiàng)所述的風(fēng)電海水淡化系統(tǒng)，其特征在于，蒸餾設(shè)備(8)還 連接有其它熱源，以保證當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的供電能力不足時(shí)，整個(gè)海水淡化系統(tǒng)還能正常 運(yùn)行。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的風(fēng)電海水淡化系統(tǒng)，其特征在于，所述的其它熱源為熱電廠 的廢熱、通過(guò)太陽(yáng)能設(shè)備收集的熱量、或者除此之外的其它一切可能的熱量來(lái)源方式。
全文摘要
一種風(fēng)電海水淡化系統(tǒng)，包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，第一電加熱器，電動(dòng)機(jī)，空氣壓縮機(jī)，熱交換室，儲(chǔ)氣室，熱交換器，蒸餾設(shè)備，透平，發(fā)電機(jī)，第二電加熱器；風(fēng)力發(fā)電機(jī)組同第一電加熱器及電動(dòng)機(jī)相連；第一電加熱器加熱進(jìn)入熱交換器的海水；電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)空氣壓縮機(jī)，形成高溫高壓的壓縮空氣，壓縮空氣對(duì)海水進(jìn)行預(yù)熱，而后進(jìn)入儲(chǔ)氣室，從熱交換室中流出的海水進(jìn)入熱交換器；儲(chǔ)氣室中的壓縮空氣經(jīng)預(yù)熱后驅(qū)動(dòng)透平，轉(zhuǎn)變?yōu)榈蜏乜諝?；透平帶?dòng)發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)同第二電加熱器相連，以輔助第一電加熱器對(duì)海水進(jìn)行加熱；從熱交換器流出的海水進(jìn)入蒸餾設(shè)備，低溫空氣也被導(dǎo)入到蒸餾設(shè)備，海水被蒸餾后，其中大部分水分被蒸發(fā)成水蒸氣，冷凝后成為淡水。
文檔編號(hào)F03D9/00GK102092807SQ201010602718
公開(kāi)日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2010年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月23日
發(fā)明者徐建中, 李雪梅, 楊科 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所