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专利号: 202010470047X
申请人: 山东建筑大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-01
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种利用船舶余热的冷热耦合塔式海水淡化系统,它包括溴化锂吸收制冷系统和塔式低温多效蒸发系统,其特征在于:所述溴化锂吸收制冷系统包含蒸汽发生器(1)、吸收器(2)和膨胀阀(8),柴油机排气管道连接蒸汽发生器(1)内部的烟气加热器(1a)的烟气进口,蒸汽发生器(1)底部的液体出口通过管道连接吸收器(2)壳程的液体进口,吸收器(2)壳程的液体出口通过液体输送泵(2a)连接蒸汽发生器(1)顶部的液体进口,冷却海水管道连接吸收器(2)的管程进口,吸收器(2)的管程出口连接冷却海水排放管道;

所述塔式低温多效蒸发系统包含上部塔式12效蒸发装置(3)、下部塔式6效蒸发装置(4)、换热器(5)、真空泵(6)和海水输送泵(9),上部塔式12效蒸发装置(3)包含上部第一效板式蒸发器(3a)、上部第二效板式蒸发器(3b)、上部第三效至第十一效板式蒸发器和上部末效板式蒸发器(3c),下部塔式6效蒸发装置(4)包含下部第一效板式蒸发器(4a)、下部第二效板式蒸发器(4b)、下部第三效至第五效板式蒸发器和下部末效板式蒸发器(4c);

所述蒸汽发生器(1)顶部的蒸汽出口连接上部第一效板式蒸发器(3a)左上部的蒸汽进口,上部第一效板式蒸发器(3a)左上部的蒸汽冷凝水出口通过蒸汽冷凝水管连接调节阀(7),调节阀(7)通过膨胀阀(8)连接吸收器(2)底部的冷凝水进口;所述海水输送泵(9)连接换热器(5)的管程进口,换热器(5)的管程出口连接上部第一效板式蒸发器(3a)左上部的海水进口,上部第一效板式蒸发器(3a)右上部的二次蒸汽出口连接上部第二效板式蒸发器(3b)右上部的蒸汽进口,上部第二效板式蒸发器(3b)右上部的蒸汽冷凝水出口通过蒸汽冷凝水管(a6)连接换热器(5)壳程的进口,换热器(5)顶部的壳程连接真空泵(6),换热器(5)的壳程出口连接蒸馏水管系;上部第一效板式蒸发器(3a)右下部的海水出口连接上部第二效板式蒸发器(3b)右上部的海水进口;

所述柴油机缸套冷却水管连接下部第一效板式蒸发器(4a)左上部的热水进口,下部第一效板式蒸发器(4a)左上部的缸套冷却水出口连接缸套冷却水进水管道,下部第一效板式蒸发器(4a)右上部的二次蒸汽出口连接下部第二效板式蒸发器(4b)右上部的蒸汽进口,下部第一效板式蒸发器(4a)右下部的海水排出口连接下部第二效板式蒸发器(4b)右上部的海水进口,下部末效板式蒸发器(4c)底部的海水排出口连接船舶空调制冷系统(10);

所述上部末效板式蒸发器(3c)左上部的二次蒸汽出口通过二次蒸汽管道(a8)连接换热器(5)壳程,下部末效板式蒸发器(4c)左上部的二次蒸汽出口通过二次蒸汽管道(a8)连接吸收器(2)顶部的蒸汽进口;所述上部末效板式蒸发器(3c)左下部的海水排出口通过海水管道(a7)连接下部第一效板式蒸发器(4a)左上部的海水进口。

2.根据权利要求1所述的一种利用船舶余热的冷热耦合塔式海水淡化系统,其特征在于:所述上部塔式12效蒸发装置(3)和下部塔式6效蒸发装置(4)中的各效板式蒸发器均包含板式换热器(a1)、丝网除沫器(a2)和竖向隔板(a3),各效板式蒸发器被竖向隔板(a3)分隔为下部相通的左右两个腔体,板式换热器(a1)上的二次蒸汽沿着二次蒸汽排出流向(a4)流到丝网除沫器(a2)的下部,板式换热器(a1)上的浓缩海水沿着浓缩海水排出流向(a5)流至板式蒸发器腔体的下部;对于相邻两效的板式蒸发器,前一效板式蒸发器的二次蒸汽出口连接后一效板式蒸发器中板式换热器(a1)的蒸汽进口,前一效板式蒸发器的海水出口连接后一效板式蒸发器中板式换热器(a1)的海水进口,板式蒸发器中板式换热器(a1)的蒸汽冷凝水出口通过蒸汽冷凝水管(a6)连接换热器(5)壳程的进口。

3.根据权利要求1或2所述的一种利用船舶余热的冷热耦合塔式海水淡化系统的应用方法,其特征在于,采用下列步骤:

a、300~400℃的柴油机排气由柴油机排气管道送入蒸汽发生器(1)内部的加热器(1a),对溴化锂稀溶液加热,溴化锂稀溶液受热蒸发,生成60~70℃的饱和蒸汽作为上部塔式12效蒸发装置(3)的热源,饱和蒸汽在上部第一效板式蒸发器(3a)中冷凝放热后的冷凝水经调节阀(7)后,在膨胀阀(8)中减压降温为7℃的冷凝水进入吸收器(2),蒸汽发生器(1)底部流出的55%~65%的溴化锂浓溶液进入吸收器(2);除上部第一效板式蒸发器(3a)和上部末效板式蒸发器(3c)外,其他各效板式蒸发器的二次蒸汽冷凝水都进入换热器(5)的壳程被冷却,上部末效板式蒸发器(3c)中的二次蒸汽在换热器(5)的壳程中被冷凝,换热器(5)壳程中的冷凝水为盐度小于5ppm的蒸馏水用作船舶的淡水水源;

b、80~90℃的柴油机缸套冷水作为下部塔式6效蒸发装置(4)的热源,在下部第一效板式蒸发器(4a)内产生的二次蒸汽作为下部第二效板式蒸发器(4b)的热源,除下部末效板式蒸发器(4c)外,其他各效板式蒸发器的二次蒸汽冷凝水都进入换热器(5)的壳程,在换热器(5)的壳程中冷凝水为盐度小于5ppm的蒸馏水用作船舶的淡水水源;

c、对于上部塔式12效蒸发装置(3)和下部塔式6效蒸发装置(4),用于淡化的海水在换热器(5)中温度由20~25℃升高至40℃,预热后的海水从进入上部第一效板式蒸发器(3a)开始,逐级进行加热、蒸发和浓缩,到第18级的下部末效板式蒸发器(4c),浓缩为7℃、7~8%的浓盐水用于船舶空调制冷系统(10)制冷;

d、下部末效板式蒸发器(4c)中的二次蒸汽经二次蒸汽管道(a8)进入吸收器(2)的内部冷凝后,被55%~65%的溴化锂浓溶液吸收,稀释后的溴化锂稀溶液通过液体输送泵(2a)送至蒸汽发生器(1)中被循环使用,20-25℃的冷却海水通过冷却海水管道进入吸收器(2)的管程,吸收吸收器(2)壳程释放热量后通过冷却海水排放管道外排。

4.根据权利要求3所述的一种利用船舶余热的冷热耦合塔式海水淡化系统的应用方法,其特征在于:海水在蒸发器换热板(a1)内受热、蒸发、浓缩,浓缩后的海水通过浓缩海水沿着浓缩海水排出流向(a5)流至板式蒸发器腔体的下部,含有部分海水液滴的二次蒸汽的汽水混合物沿着二次蒸汽排出流向(a4)流到丝网除沫器(a2)的下部,在丝网除沫器(a2)的作用下,汽水混合物中的海水回流到板式蒸发器腔体的下部,二次蒸汽进入到下级板式蒸发器的蒸发器换热板(a1)中作为热源并冷凝,上级的板式蒸发器中浓缩后的海水进入下级板式蒸发器的蒸发器换热板(a1)中进行重复受热、蒸发、浓缩过程。