[发明专利]动力与水联合供应装置

说明书

技术领域

本发明涉及能源动力供应系统，尤其涉及能够实现动力与水联合供应的装置。

背景技术

岛屿、海上平台、舰船等由于受自然区位等条件限制，导致了无法实现能源动力及饮用水自给。通过船舶运输能源和淡水进行补给，具有运输高成本、补给不稳定等问题。海水淡化技术的发展与工业应用，已有半个世纪的历史，在此期间形成了以多级闪蒸、反渗透和多效蒸发为主要代表的工业技术。专家普遍认为，今后三、四十年在工业应用上，仍将是以这三项技术为主。

国外大部分海水淡化厂都是和发电厂建在一起的，这是当前大型海水淡化工程的主要建设模式。水电联产主要是指海水淡化水和电力联产联供。由于海水淡化成本在很大程度上取决于消耗电力和蒸汽的成本，水电联产可以利用电厂的蒸汽和电力为海水淡化装置提供动力，从而实现能源高效利用和降低海水淡化成本。然而水电联产是非常复杂的系统工程，就主要工艺过程来说，包括海水预处理、淡化(脱盐)、淡化水后处理等，存在着能量的优化利用与回收、设备防垢和防腐、以及浓盐水的正确排放等一系列问题需要解决。

发明内容

本发明的目的在于提供动力与水联合供应装置，以克服现有技术中能源动力与淡水供应系统存在的上述问题。

本发明解决其技术问题的所采用的技术方案之一是：

动力与水联合供应装置，包括氨供给装置、燃烧室、动力件和水收集装置，该氨供给装置能连接燃烧室以将氨供给燃烧室，该燃烧室还接收空气供给，该燃烧室连接动力件以通过燃烧室燃烧产生的排气推动动力件活动，该燃烧室具有排气通路，该水收集装置设在排气通路上并收集排气中的水。

我国是目前世界上氨产量和用量最多的国家，占世界总产量的1/3左右，因而我国有优异的条件逐步实现从现有的化石能源转向可再生的氨能源。

动力与水联合供应装置是以氨为燃料，该装置可以在输出动力的同时供应水。由于燃烧室内不存在碳基燃料燃烧，氨燃烧后成为N₂和H₂O，因此本系统无二氧化碳排放。控制氨在燃烧室中完全燃烧，水收集装置中即可得到纯净水。排气通路中氨燃烧生成的水以水蒸气的形式存在，水蒸气经由自然降温冷凝在排气通路中，再经由水收集装置集中收集。

一实施例之中：该水收集装置包含有冷凝机构。冷凝机构可加速水蒸气的冷凝速率，提高液态纯净水的产生效率。

一实施例之中：该氨供给装置供给的氨为液态氨，该液态氨经过该冷凝机构而从液态氨变化为气态氨，而将排气通路中的水蒸气冷凝为液态水。由于液氨的气化潜热较高(在-33.41℃和101.325kPa下，气化潜热达1371.18kJ/kg)，可使水蒸气温度显著降低，甚至降低至冰点以下，联产纯度较高的冰。

一实施例之中：该氨供给装置供给的氨为液态氨，该液态氨经过该冷凝机构而从液态氨变化为气态氨，而将排气通路中的水蒸气冷凝为固态水。

液氨的气化潜热较高，在-33.41℃和101.325kPa下，气化潜热达1371.18kJ/kg，因此本发明将氨作为燃料，液氨气化产生的气化潜热(或冷量)可以在本发明技术方案中被有效地回收或利用。

一实施例之中：该动力与水联合供应装置还包括冷量收集装置,该氨供给装置供给的氨为液态氨，该冷量收集装置连接在氨供给装置和燃烧室之间以同时气化液氨为氨气及利用液氨的气化潜热收集冷量以向外供冷。向外供冷是指向动力与水联合供应装置系统之外供冷。该冷量收集装置包含有空调设备、冷藏设备或冷冻设备中的至少一种。该动力与水联合供应装置还可以包括制冷设备，该冷量收集装置和制冷设备通过热交换器连接，该冷量收集装置通过热交换器冷却该制冷设备。该实施例是对液氨气化产生的气化潜热(或冷量)进一步利用的技术方案。

一实施例之中：该动力与水联合供应装置还包括氮气收集装置，该氮气收集装置连接排气通路以收集氮气。由于氨在空气中燃烧反应的产物为水和氮气，水收集装置设在排气通路上收集排气中的水，该燃烧反应生成的氮气与空气中氮气一并被氮气收集装置收集为高纯氮。该装置与传统的通过分离空气获得高纯氨的装置相比结构简单，并能显著降低能源消耗。

一实施例之中：该动力与水联合供应装置还包括发电机，该动力件连接发电机以驱动该发电机输出电能。进一步地实现电能和纯净水的联合生产。

一实施例之中：该动力与水联合供应装置，还包括氨裂解装置，该氨供给装置连接氨裂解装置以为氨裂解装置提供氨，该氨裂解装置分解氨并生成有氢气，该氨裂解装置连接燃烧室以为燃烧室提供包含有氢气的燃料。