專利名稱：低溫多效海水淡化成品水中間回熱系統的制作方法
技術領域：
本實用新型系統涉及低溫多效海水淡化裝置物料水供水及成品水疏放系統。
背景技術：
低溫多效海水淡化裝置主要由多個蒸發器效串聯組成，物料水系統向各效分配供 應物料水(海水或鹽水)，經過蒸餾及冷凝成為淡水(成品水)。成品水疏放系統收集各 效蒸發器冷凝淡水，匯集集中后經泵升壓外供至淡化水儲存設備或用戶。低溫多效海水淡 化設備成品水疏放系統目前均為逐級回流至末效，由末效最終集中升壓輸送至儲水設備或 用戶。逐級回流方式為1效凝結水疏放至2效，在2效內壓力降低，飽和凝結水降壓發生閃 蒸，產生少量蒸汽，閃蒸蒸汽參與2效至3效間換熱，蒸凝海水增加產水量。閃蒸后成品水 和2效產生成品水混合進入3效，再次降壓閃蒸，逐效成品水量增加，逐效回流至最終效，成 品水溫度降低至末效溫度，經成品水泵升壓排出低溫多效海水淡化設備。以上系統方式相當于熱水在低溫多效設備各效間的多級閃蒸，實現了熱量的分級 再利用，提高了設備的效率。
實用新型內容本實用新型低溫多效海水淡化成品水中間回熱系統充分認識到低溫多效海水淡 化設備成品水的逐級閃蒸和多級閃蒸海水淡化設備在閃蒸熱量利用上是不同的，多級閃蒸 海水淡化設備鹽水和成品水的逐級閃蒸熱量傳遞給加熱物料水的鹽水，熱量為逐級向上傳 遞。而低溫多效海水淡化裝置成品水逐效閃蒸熱量為向低溫效逐效傳遞，在熱量傳遞做功 上僅是采取分級傳熱提高熱效率，多級閃蒸海水淡化設備為分級閃蒸回熱傳遞，在熱效率 利用方式上是不同的。為此本實用新型系統提出如下成品水中間回熱方案低溫多效海水淡化成品水中間回熱系統，包含有凝汽器和多個串聯的蒸發器效， 由凝汽器出來的物料水經過一級物料水泵升壓后進入蒸發器內，其重點改進在于蒸發器 至少被分為高溫效組和低溫效組，一級物料水泵與高溫效組的供水端相連，高溫效組的排 水端和低溫效組的供水端相連，經一級物料水泵升壓后的物料水升溫后進入蒸發器高溫效 組，作為蒸發器高溫效組的物料水供水，蒸發器高溫效組排放的鹽水升壓降溫后作為低溫 效組物料水供水；中間蒸發器效排放的成品水通過中間成品水換熱加熱器和物料水進行換 熱，換熱后的成品水排放至溫度相應的蒸發器效的成品水側，被加熱的物料水送至該中間 蒸發器效更高的溫度效。本實用新型的有益效果是第一本實用新型低溫多效海水淡化成品水中間回熱系統，成品水換熱后的熱量 進入對應效的更高溫度效，此部分熱量在高溫效做功制水，最終返回本效，增加了高溫效的 產水量。按原有逐效回流系統僅對更低溫效產生逐效的閃蒸，兩者有一定的產水量的差別。第二 本實用新型低溫多效海水淡化成品水中間回熱系統，從抽出成品水換熱的效至換熱后低溫成品水返回的低溫效之間，按原有逐效回流成品水系統，成品水是逐效閃 蒸，至返回效時達到對應效的閃蒸蒸汽量。本實用新型系統從成品水抽出效至返回效之間， 通過增加閃蒸蒸汽量為最終返回效對應的全部蒸汽量，在此兩效之間增加閃蒸蒸汽做功產 水量相差基本為一倍的關系。第三本實用新型低溫多效海水淡化成品水中間回熱系統，對應回熱成品水蒸發 器以上各效物料水溫度提高，在不增加加熱熱量的情況下可以提高設備的產水量。對應成 品水回熱效至冷卻后成品水返回效之間，由于平均各效對應成品水部分的閃蒸蒸汽量增 加，對應此部分蒸汽的產水量增加一倍。由于上述兩項功能作用下，在一定范圍內提高了設 備效率，在設備產水量不變的情況下，可減少加熱蒸汽耗量，提高設備造水比。
圖1為低溫多效海水淡化成品水中間回熱系統一個實例。
具體實施方式
為能使貴審查員清楚本實用新型的組成，以及實施方式，茲配合圖式說明如下本實用新型低溫多效海水淡化成品水中間回熱系統，包含有凝汽器和多個串聯的 蒸發器效，由凝汽器出來的物料水經過一級物料水泵升壓后進入蒸發器內，蒸發器被分為 高溫效組和低溫效組，該系統中設一級中間物料水換熱加熱器，物料水采用二級噴淋，具體 來講該系統中設置一級中間物料水換熱加熱器，該中間物料水換熱加熱器的入水端與一 級物料水泵相連，出水端與高溫效組的供水端相連，該中間物料水換熱加熱器的換熱入口 端與高溫效組的排水端相連，其換熱出口端與低溫效組的供水端相連，經一級物料水泵升 壓后的物料水經中間物料水換熱加熱器換熱后送至蒸發器高溫效組，蒸發器高溫效組排放 的鹽水經過中間物料水換熱加熱器換熱后作為低溫效組的物料水供水。中間蒸發器效排放 的成品水通過中間成品水換熱加熱器和物料水進行換熱，換熱后的成品水排放至溫度相應 的蒸發器效的成品水側，被加熱的物料水送至該中間蒸發器效更高的溫度效。如圖1所示，其為本實用新型低溫多效海水淡化成品水中間回熱系統一個實例， 該低溫多效海水淡化設備采用12效，第1效至第5效為高溫效組，第6效至第9效為中溫 效組，第10效至第12效為低溫效組，設置TVC在第6效，設兩級中間物料水換熱加熱器，物 料水采用三級噴淋。其中一級中間物料水換熱加熱器3的入水端與一級物料水泵2相連， 出水端與二級中間物料水換熱加熱器10的入水端相連，換熱入口端與第7效的鹽水排放端 相連，換熱出口端與低溫效組供水端相連。二級中間物料水換熱加熱器10的出口端與高溫 效組的供水端相連，換熱入口端與第4效的鹽水排放端相連，換熱出口端與中溫效組的供 水端相連，中間成品水換熱加熱器13的換熱入口端與第5效成品水排放端相連，換熱出口 端與第10效成品水排放端相連，該中間成品水換熱加熱器13的入口端與物料水相連，物料 水加熱后進入高溫效組。具體的實現過程為中溫效組內第7效排放的鹽水經三級物料水泵11升壓后進 入一級中間物料水換熱加熱器3，與一級物料水泵2后的物料水進行換熱，換熱后的物料水 進入二級中間物料水換熱加熱器10，降溫后的鹽水進入低溫效組作為低溫效組的物料水供 水。高溫效組內第4效排放的鹽水經二級物料水泵4升壓后進入二級中間物料水換熱加熱
4器10，與一級中間物料水換熱加熱器3后的物料水換熱，物料水二次升溫后進入高溫效組 作為高溫效組的物料水供水，降溫后的鹽水進入中溫效組作為中溫效組的物料水供水。第 12效排放的鹽水經過鹽水排放泵6后進入海水預熱器7與海水進行換熱，然后進入鹽水排 放系統。第12效收集的成品水經過成品水泵8后進入成品水冷卻器9，與新鮮的海水進行 換熱，然后進入成品水儲蓄設備，加熱后的海水進入凝汽器1。該三級物料水供水系統，為防 止末效物料水溫過高，為調濟不同負荷條件下物料水量的平衡，于低溫效組內設置調節供 水裝置5，調節供水裝置5由一級物料水泵后引出一路供水至低溫效組物料供水管道靠近 第10效位置。本實用新型的重點改進在于蒸發器第5效成品水沒有采用逐效回流至6效，而是 經過中間成品水泵12升壓，經中間成品水換熱加熱器13和一級物料水泵2升壓后的物料 水換熱，換熱后物料水供應至1 5效蒸發器，成品水溫度降低略低于10效成品水，因此排 水至第10效成品水側。由于本低溫多效海水淡化設備系統采用三級物料水噴淋系統，鹽水濃縮倍率較 高，成品水相對鹽水比例也高，一級物料水利用鹽水回熱熱量不十分充分。本系統共12效， 前6效為再循環效，前五效成品水量約為總成品水量的60%，此效溫度也相對較高，采用成 品水回熱系統回熱量較大。由系統圖可以看到，5效成品水如采用逐效回流，5效至10效之間各效平均通過閃 蒸蒸汽量為5效成品水在10效閃蒸蒸汽量的50%。現系統將5效回熱熱量輸送至5效以 前各效，其總熱量相當于5效成品水在10效閃蒸蒸汽量的總熱量，此部分熱量從5效向下 傳遞時，蒸汽量為5效成品水在10效閃蒸蒸汽總量，為原逐效回流成品水系統方式的2倍。 也就是5效成品水至10效之間，采用成品水回熱系統后增加成品水產量為原逐效回流方式 的2倍。上述熱量在原有逐效回流系統方式時是不進入前五效的，采用成品水回熱系統后 此部分回熱量進入1 5效，平均進入各效，產水量約等于回熱量對應蒸汽量的3倍。經對系統的計算，上述系統采用成品水中間回熱系統后熱效率提高約6%，增加輔 助設備費用在3 4年間可以回收。上述系統僅為一個實例，對于不同的低溫多效海水淡化裝置均可根據系統實際考 慮采用成品水中間回熱系統方式，將有不同的效率提高。本系統方式相應設備需要增加成品水中間升壓泵、成品水和物料水的中間換熱 器，設備運行中需增加少量電力消耗。
權利要求低溫多效海水淡化成品水中間回熱系統，包含有凝汽器和多個串聯的蒸發器效，由凝汽器出來的物料水經過一級物料水泵升壓后進入蒸發器內，其特征在于蒸發器至少被分為高溫效組和低溫效組，一級物料水泵與高溫效組的供水端相連，高溫效組的排水端和低溫效組的供水端相連，經一級物料水泵升壓后的物料水升溫后進入蒸發器高溫效組，作為蒸發器高溫效組的物料水供水，蒸發器高溫效組排放的鹽水升壓降溫后作為低溫效組物料水供水；中間蒸發器效排放的成品水通過中間成品水換熱加熱器和物料水進行換熱，換熱后的成品水排放至溫度相應的蒸發器效的成品水側，被加熱的物料水送至該中間蒸發器效更高的溫度效。
2.如權利要求1所述的低溫多效海水淡化成品水中間回熱系統，其特征在于該系統 中設置一級中間物料水換熱加熱器，該中間物料水換熱加熱器的入水端與一級物料水泵相 連，出水端與高溫效組的供水端相連，該中間物料水換熱加熱器的換熱入口端與高溫效組 的排水端相連，其換熱出口端與低溫效組的供水端相連，經一級物料水泵升壓后的物料水 經中間物料水換熱加熱器換熱后送至蒸發器高溫效組，蒸發器高溫效組排放的鹽水經過中 間物料水換熱加熱器換熱后作為低溫效組的物料水供水。
3.如權利要求1所述的低溫多效海水淡化成品水中間回熱系統，其特征在于蒸發器 還包含有中溫效組，高溫效組的排水端與中溫效組的供水端相連，中溫效組的排水端和低 溫效組的供水端相連，蒸發器高溫效組排放的鹽水降溫升壓后作為蒸發器中溫效組的物料 水，蒸發器中溫效組排放的鹽水降溫升壓后作為蒸發器低溫效組的物料水。
4.如權利要求3所述的低溫多效海水淡化成品水中間回熱系統，其特征在于該系統 中設多級中間物料水換熱加熱器，物料水經多級中間物料水換熱加熱器加熱后進入蒸發 器高溫效組，蒸發器高溫效組的鹽水逐級回流，經中間物料水泵升壓后進入中間物料水換 熱加熱器，加熱上一級物料水，本身降溫作為下一效組的物料水。
5.如權利要求1至4中任一權利要求所述的低溫多效海水淡化成品水中間回熱系統， 其特征在于蒸發器低溫效組設置調節供水裝置，調節供水裝置由一級物料水泵后引出一 路供水至蒸發器低溫效組物料水供水管道防止物料水溫過高以及調濟不同負荷條件下物 料水量的平衡。
6.如權利要求1至4中任一權利要求所述的低溫多效海水淡化成品水中間回熱系統， 其特征在于蒸發器采用12效，第1效至第5效為高溫效組，第6效至第9效為中溫效組， 第10效至第12效為低溫效組，蒸發器第5效成品水經過中間成品水泵升壓，進入中間成品 水換熱加熱器與一級物料水泵升壓后的物料水換熱，換熱后物料水供應至高溫效組，成品 水經過換熱后，溫度降低接近第10效成品水，因此換熱后的成品水排水至10效成品水側。
7.如權利要求5所述的低溫多效海水淡化成品水中間回熱系統，其特征在于蒸發器 采用12效，第1效至第5效為高溫效組，第6效至第9效為中溫效組，第10效至第12效為 低溫效組，蒸發器第5效成品水經過中間成品水泵升壓，進入中間成品水換熱加熱器與一 級物料水泵升壓后的物料水換熱，換熱后物料水供應至高溫效組，成品水經過換熱后，溫度 降低接近第10效成品水，因此換熱后的成品水排水至10效成品水側。
專利摘要本實用新型低溫多效海水淡化成品水中間回熱系統，包含有凝汽器和多個串聯的蒸發器效，由凝汽器出來的物料水經過一級物料水泵升壓后進入蒸發器內，其中蒸發器至少被分為高溫效組和低溫效組，物料水經升溫后進入蒸發器高溫效組，作為蒸發器高溫效組的物料水供水，蒸發器高溫效組排放的鹽水降溫升壓后作為低溫效組物料水供水；中間效排放的成品水和物料水換熱，換熱后成品水排放至對應溫度效的蒸發器成品水側，被加熱物料水送至對應換熱成品水更高溫度效，采用此系統能夠增加高溫效的產水量，在一定范圍內提高設備效率，在設備產水量不變的情況下，可減少加熱蒸汽耗量，提高設備造水比。
文檔編號C02F1/04GK201762129SQ20102021427
公開日2011年3月16日 申請日期2010年5月26日 優先權日2010年5月26日
發明者任曉東, 劉利, 危元華, 彭紅文, 李丁, 王德義 申請人:中國電力工程顧問集團華北電力設計院工程有限公司