[發(fā)明專利]海島發(fā)電與海水淡化一體化系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710069775.8
• 申請(qǐng)日: 2017-02-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106830193A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張鳳鳴;蘇闖建;徐士鳴;陳順權(quán);袁海;沈博雅;馬佳南;熊云
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣州中國(guó)科學(xué)院先進(jìn)技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): C02F1/44
• 分類號(hào): C02F1/44;H02J3/38;C02F103/08
• 代理公司: 廣州華進(jìn)聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司44224
• 代理人: 林青中

1.一種海島發(fā)電與海水淡化一體化系統(tǒng)，其特征在于，包括發(fā)電模塊、海水淡化模塊、余熱回收模塊及電熱轉(zhuǎn)換模塊，所述發(fā)電模塊包括風(fēng)力發(fā)電單元和柴油機(jī)發(fā)電單元，所述海水淡化模塊包括低溫多效蒸餾單元和反滲透單元，所述余熱回收模塊的兩端分別與所述柴油機(jī)發(fā)電單元和所述低溫多效蒸餾單元連接，且用于回收所述柴油機(jī)發(fā)電單元工作時(shí)產(chǎn)生的熱量并將所述熱量傳遞至所述低溫多效蒸餾單元淡化海水，所述電熱轉(zhuǎn)換模塊的一端與所述風(fēng)力發(fā)電單元連接，所述電熱轉(zhuǎn)換模塊的另一端與所述低溫多效蒸餾單元連接且將電能轉(zhuǎn)換成流入所述低溫多效蒸餾單元的熱能，所述風(fēng)力發(fā)電單元或所述柴油機(jī)發(fā)電單元與所述反滲透單元連接且驅(qū)動(dòng)所述反滲透單元淡化海水。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海島發(fā)電與海水淡化一體化系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)電模塊還包括儲(chǔ)能單元，所述儲(chǔ)能單元與所述風(fēng)力發(fā)電單元連接且可儲(chǔ)存所述風(fēng)力發(fā)電單元產(chǎn)生的電能，所述儲(chǔ)能單元還與所述電熱轉(zhuǎn)換模塊和/或所述反滲透單元連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海島發(fā)電與海水淡化一體化系統(tǒng)，其特征在于，所述柴油發(fā)電機(jī)單元通過(guò)冷卻水散熱且包括冷卻水入口和冷卻水出口，所述低溫多效蒸餾單元通過(guò)熱源水供熱蒸餾且包括熱源水入口和熱源水出口，所述余熱回收模塊包括冷卻水換熱器和煙氣換熱單元，所述冷卻水換熱器包括首尾兩端分別與所述冷卻水入口和冷卻水出口連通的第一通道、及首尾兩端分別與所述熱源水入口和所述熱源水出口連通的第二通道，所述冷卻水流經(jīng)所述柴油發(fā)電機(jī)單元至所述第一通道時(shí)升溫，所述熱源水流經(jīng)所述低溫多效蒸餾單元至所述第二通道時(shí)降溫且與所述第一通道內(nèi)升溫的所述冷卻水交換熱量升溫后重新流入所述低溫多效蒸餾單元，同時(shí)所述冷卻水經(jīng)過(guò)所述第二通道后重新降溫流入所述柴油發(fā)電機(jī)單元；所述柴油發(fā)電機(jī)單元還包括排放煙氣的煙氣出口，所述煙氣換熱單元包括一端與所述煙氣出口連通的第三通道、及首尾兩端分別與所述熱源水入口和所述熱源水出口連通的第四通道，流經(jīng)所述低溫多效蒸餾單元降溫后的所述熱源水在所述第四通道內(nèi)與所述第三通道內(nèi)的煙氣進(jìn)行熱量交換升溫后重新流入所述低溫多效蒸餾單元。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的海島發(fā)電與海水淡化一體化系統(tǒng)，其特征在于，所述煙氣換熱單元包括沿所述煙氣的氣路設(shè)置的高溫?zé)煔鈸Q熱器和低溫?zé)煔鈸Q熱器，所述第三通道包括分別設(shè)于所述高溫?zé)煔鈸Q熱器和所述低溫?zé)煔鈸Q熱器內(nèi)的高溫第三通道和低溫第三通道，所述第四通道包括分別設(shè)于所述高溫?zé)煔鈸Q熱器和所述第二煙氣換熱器內(nèi)的高溫第四通道和低溫第四通道。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的海島發(fā)電與海水淡化一體化系統(tǒng)，其特征在于，所述低溫?zé)煔鈸Q熱器為非金屬換熱器。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海島發(fā)電與海水淡化一體化系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于排出濃鹽水的排水裝置，所述低溫多效蒸餾單元包括預(yù)熱組件和蒸餾組件，所述預(yù)熱組件包括原海水入口和預(yù)熱海水出口，所述排水裝置與所述預(yù)熱海水出口連通以排出濃鹽水，且所述蒸餾組件與所述預(yù)熱海水出口連通蒸餾淡化海水。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的海島發(fā)電與海水淡化一體化系統(tǒng)，其特征在于，所述反滲透單元包括反滲透組件及能量回收組件，所述反滲透組件與所述預(yù)熱海水出口連通淡化海水，所述能量回收組件的一端與所述反滲透組件連接回收其排放的高壓濃鹽水的壓力，另一端與所述排水裝置連通以排出降壓后的濃鹽水。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述海島發(fā)電與海水淡化一體化系統(tǒng)，其特征在于，還包括淡水收集處理模塊，所述淡水收集處理模塊包括蒸餾淡水箱、反滲透淡水箱及調(diào)質(zhì)淡水箱，所述蒸餾淡水箱與所述低溫多效蒸餾單元連通收集蒸餾水，所述反滲透淡水箱與所述反滲透單元連通收集反滲透水，所述調(diào)質(zhì)淡水箱與所述反滲透淡水箱及所述蒸餾淡水箱連通混合蒸餾水和反滲透水形成調(diào)質(zhì)水。

9.一種海島發(fā)電與海水淡化一體化方法，其特征在于，包括以下步驟：

當(dāng)風(fēng)力發(fā)電單元產(chǎn)生的發(fā)電負(fù)荷大于普通電力用戶的用電負(fù)荷時(shí)，多余的所述發(fā)電負(fù)荷驅(qū)動(dòng)反滲透單元淡化海水后仍有剩余時(shí)，所述反滲透單元淡化海水的同時(shí)，電熱轉(zhuǎn)換模塊將電能轉(zhuǎn)換成熱能后驅(qū)動(dòng)低溫多效蒸餾單元淡化海水；

當(dāng)風(fēng)力發(fā)電單元產(chǎn)生的發(fā)電負(fù)荷小于等于普通電力用戶的用電負(fù)荷時(shí)，所述風(fēng)力發(fā)電單元和柴油發(fā)電機(jī)單元供電，余熱回收單元回收所述柴油發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的熱量后傳遞至所述低溫多效蒸餾單元淡化海水，且可同時(shí)利用電能驅(qū)動(dòng)所述反滲透單元淡化海水。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的海島發(fā)電與海水淡化一體化方法，其特征在于，還包括以下步驟：

當(dāng)風(fēng)力發(fā)電單元產(chǎn)生的發(fā)電負(fù)荷滿足所述普通電力用戶、所述反滲透單元及所述電熱轉(zhuǎn)換模塊的用電負(fù)荷后仍有剩余，剩余的所述發(fā)電負(fù)荷儲(chǔ)存于儲(chǔ)能裝置；

當(dāng)風(fēng)力發(fā)電單元產(chǎn)生的發(fā)電負(fù)荷小于等于所述普通電力用戶的用電負(fù)荷，所述風(fēng)力發(fā)電單元與所述儲(chǔ)能裝置聯(lián)合供電滿足所述普通電力用戶及所述反滲透單元的用電負(fù)荷，通過(guò)所述反滲透單元淡化海水；

當(dāng)風(fēng)力發(fā)電單元產(chǎn)生的發(fā)電負(fù)荷為零且儲(chǔ)能裝置的儲(chǔ)能負(fù)荷大于普通電力用戶的用電負(fù)荷時(shí)，所述儲(chǔ)能負(fù)荷滿足所述普通電力用戶的用電負(fù)荷的同時(shí)，驅(qū)動(dòng)所述反滲透單元淡化海水或不啟動(dòng)所述反滲透單元。

當(dāng)風(fēng)力發(fā)電單元產(chǎn)生的發(fā)電負(fù)荷為零且儲(chǔ)能裝置的儲(chǔ)能負(fù)荷小于普通電力用戶的用電負(fù)荷時(shí)，所述柴油發(fā)電機(jī)單元供電，所述余熱回收單元回收所述柴油發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的熱量后傳遞至所述低溫多效蒸餾單元淡化海水，且可同時(shí)驅(qū)動(dòng)所述反滲透單元淡化海水。