[發明專利]結合冷凍法的冷熱水電四聯產系統

有效

• 申請號: 201310059932.9
• 申請日: 2013-02-26
• 公開（公告）號: CN103114912A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 陳志強;何宏舟;蔡佳瑩;張亮
• 申請（專利權）人: 集美大學
• 主分類號: F02C6/18
• 分類號: F02C6/18;F01K23/10;F01K11/02;F01D15/08;F25B1/00;C02F1/22;C02F103/08
• 代理公司: 廈門市新華專利商標代理有限公司 35203
• 代理人: 朱凌

技術領域

本發明屬于海水淡化技術和分布式能源技術范圍，特別是涉及一種結合冷凍法的冷熱水電四聯產系統。

背景技術

能源的合理利用及提高其利用效率不僅關系到資源節約和經濟發展，而且影響到生態環境和人類前途，因此世界各國均把建立可靠、安全、穩定、高效的能源供應保障體系作為國民經濟可持續發展的戰略。分布式能源系統立足于現有的能源-資源配置條件和成熟的技術組合，追求資源利用效率的最大化、最優化、以減少中間環節損耗，降低對環境的污染和破壞。分布式能源系統的主要形式是冷熱電聯產系統(CCHP),由于對輸入燃料的能量進行了梯級利用，冷熱電聯產系統具有很強的節能優勢；使用燃料量的減少以及采用低排放的技術，使系統的污染物排放大為降低，從而減輕了對環境的壓力，同時產生多種能量輸出，可以有效應對用戶的特殊需求。

另一方面，海水淡化是解決淡水資源短缺問題的有效的戰略途徑，它是世界范圍內涉及人類生存和社會發展的長遠而重大的問題。目前海水淡化方法主要是蒸餾法、膜法、冷凍法等。利用冷凍法進行海水淡化即海冰淡化，與其他海水淡化方法相比，具有能耗低、成本低、對設備的腐蝕和結垢輕等優點而具有廣闊的發展前景。其中丁烷冷凍法最為方便可靠，在目前的大、中型海水淡化工廠中應用較普遍。但丁烷冷凍法中采用低壓丁烷蒸汽經電動壓縮機加壓后再融化冰晶的工藝過程，不僅造成所得淡水因含有少量丁烷而受到污染，而且丁烷蒸汽所具有的熱量和冰晶儲存的大量冷量直接相互抵消，兩者都沒有得到最合理的利用，由此造成很大的能量浪費。

若考慮將丁烷冷凍法和冷熱電聯產系統之間進行相耦合，由冷凍法中冰晶儲存的大量冷量替代冷熱電聯產系統中溴化鋰制冷機所提供的制冷量，則利用單項能耗就能同時實現完成制冷和制取淡水的雙重功能。另外冷熱電聯產系統的蒸汽可以考慮作為丁烷冷凍法的驅動力能源，而丁烷冷凍法的高壓丁烷蒸汽可以考慮對冷熱電聯產系統釋放出熱量。若上述舉措得以實施將有利于使新耦合系統的資源利用效率比冷熱電聯產系統得到進一步優化，同時得到新的產品-淡水，新系統將更為經濟節能。因此研究丁烷冷凍法和冷熱電聯產系統的耦合問題，實現冷熱水電四聯產的分布式能源系統，具有非常廣闊的應用前景。

發明內容

本發明的目的在于提供一種將丁烷冷凍法和冷熱電聯產系統相耦合、同時獲取冷量和淡水、能量利用效率高的結合冷凍法的冷熱水電四聯產系統。

本發明的目的是通過下述的技術方案加以實現的：

本發明是一種結合冷凍法的冷熱水電四聯產系統，它包括燃氣輪機發電機組、熱電聯產系統、海水制冰系統、制冷制水聯產系統組成；燃氣輪機發電機組的排氣出口通過管道與熱電聯產系統的余熱鍋爐的煙氣進口連接；熱電聯產系統的小背壓機與海水制冰系統的壓縮機同軸連接，熱電聯產系統的加熱器入口通過管道與海水制冰系統的壓縮機出口連接；海水制冰系統的洗滌室與制冷制水聯產系統的融化室連通，海水制冰系統洗滌室的噴嘴進口與制冷制水聯產系統循環泵出口的支路管道連接。

所述的熱電聯產系統包括余熱鍋爐、背壓汽輪機發電機組、小背壓機、熱負載、凝結水泵、加熱器；所述的余熱鍋爐的蒸汽出口通過管道分別與背壓汽輪機發電機組的蒸汽進口和小背壓機的蒸汽進口連接；所述的背壓汽輪發電機組的排汽出口和小背壓機的排汽出口通過管道匯合在一起連接熱負載的進口，對熱負載直接供熱，熱負載出口通過管道依次連接凝結水泵和加熱器，該管道曲折或盤旋穿過加熱器后連接余熱鍋爐。

所述的海水制冰系統包括預冷器、蒸發室、壓縮機、節流閥、洗滌室、調節閥；所述的預冷器的入口連通海水進料管道，其出口通過管道連接蒸發室，來自洗滌室的排污水管道曲折或盤旋地穿過預冷器后排向環境；所述的蒸發室的工質為正丁烷，操作壓力為0.9個標準大氣壓，蒸發室的工質出口通過管道與壓縮機的入口連接，蒸發室的冰水混合物出口通過管道與洗滌室連通；所述的壓縮機與熱電聯產系統的小背壓機同軸連接，壓縮機的出口通過管道與熱電聯產系統的加熱器的入口連接，加熱器的出口通過管道與蒸發室連通，在該管道上設置節流閥。所述的洗滌室內腔的上方安裝有洗滌水噴嘴，噴嘴的進口與制冷制水聯產系統循環泵出口的支路管道連接，在該支路管道上設有調節閥。