[发明专利]一种船舶余热淡化系统及淡化方法

说明书

本发明公开了一种船舶余热淡化系统及淡化方法，包含热回收蒸汽发生器、蒸汽压缩机、有机工质朗肯(ORC)循环、热水箱、冷水箱、热水热回收换热器和排水热回收换热器；所述热回收蒸汽发生器由密封板分为上下两部分，下部分为烟气热回收腔，烟气入口设有第一阀门，烟气出口设有烟气净化器和排放用第二阀门，冷却介质通入热回收换热管中换热；顶部排汽口一路通过第六阀门与真空泵相连，另一路通过第七阀门与蒸汽压缩机入口连通；所述蒸汽压缩机出口与ORC循环相连，ORC循环分别与热水箱及热水热回收换热器连接。本发明结构设计合理、制造简单、高品质、高效率、连续供应的船用余热蒸汽压缩自循环式海水淡化系统及冷热水制备装置。

技术领域

本发明涉及船舶余热淡化系统及淡化方法，属于海水淡化领域。

背景技术

淡水资源的匮乏已成为目前所面临的主要危机之一，尤其是在远洋船舶用水量消耗巨大和携带不便的诸多问题面前，人们对海水淡化越发地关心。船用淡水因受船舶自身、外界诸多因素的影响，不能携带大量生活淡水，且长期储存的淡水也容易滋生细菌，不利于船员的身体健康，因此开发一种便于海水制淡的装置是十分重要的。现有的海水淡化方法根据原理和方法分类，主要分为蒸馏法、膜法、结晶法，其中蒸馏法和膜法是较为高效和常用的淡化方法，这些方法都伴随一定的电能消耗，而船舶上的发电成本要高于陆地的发电成本，所以急需一种低电能消耗的、低运行成本的淡化装置。

现有的远洋船舶大多数已配备海水淡化装置，以提供船用生活水，但这些装置多存在设备庞大复杂、使用寿命短、维护不便、生产效率低、能耗高、工作环境要求高的缺点，并且这些淡化装置无法直接提供90℃以上的高温热水。

目前船舶主机的热效率只有35％～50％，还有50％以上的热量以余热的形式散失掉，虽然现在已对船舶主机余热回收做了大量的研究和利用(如wartsila余热回收技术)，一定程度上提高了余热利用效率，但仍有大量的热量以烟气和气缸冷却水的形式散失。

为避免上述海水淡化装置的缺点并提高船舶主机的热效率，有必要研发一种能够较好的利用主机余热来制备船用100℃以内的高、低温生活淡水的低电能消耗装置。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种船舶余热淡化系统及淡化方法，结构设计合理、制造简单、高品质、高效率、连续供应的船用余热蒸汽压缩自循环式海水淡化系统及冷热水制备装置。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明的一种船舶余热淡化系统，包含热回收蒸汽发生器、蒸汽压缩机、有机工质朗肯(ORC)循环、热水箱、冷水箱、热水热回收换热器和排水热回收换热器；所述热回收蒸汽发生器由密封板分为上下两部分，下部分为烟气热回收腔，包含热回收换热管、烟气入口、烟气出口，烟气入口设有第一阀门，烟气出口设有烟气净化器和排放用第二阀门，冷却介质通入热回收换热管中换热；上部分为蒸汽发生腔，包含喷淋管以及顶部排汽口和底部排水口；喷淋管通过第三阀门与热回收换热管出口相连；底部排水口一路通过第四阀门和排水泵与排水热回收换热器连通，一路经第五阀门和供水泵与热回收换热管入口连通；顶部排汽口一路通过第六阀门与真空泵相连，另一路通过第七阀门与蒸汽压缩机入口连通；所述蒸汽压缩机出口与ORC循环相连，ORC循环分别通过第八阀门和第九阀门与热水箱及热水热回收换热器连接，热水热回收换热器的出口与冷水箱连通。

作为优选，所述ORC循环包含冷凝器、工质泵、蒸发器和膨胀机，蒸发器的一个出口与膨胀机入口连通，膨胀机出口与冷凝器入口连通，冷凝器出口经工质泵与蒸发器入口连通，膨胀机输出轴与蒸汽压缩机的驱动轴连接，蒸发器入口与蒸汽压缩机出口连接，在蒸发器内换热后，蒸发器另一个出口与热水箱及热水热回收换热器连接。

作为优选，所述冷却介质通过第十阀门、排水热回收换热器与供水泵入口相连；补给水管路经ORC循环的冷凝器、热水热回收换热器和第十二阀门也与供水泵的入口连通。

作为优选，所述所述冷却介质通过第十一阀门与供水泵入口相连。