[发明专利]太阳能湿氦气透平循环电水盐三联产零排放系统及方法

权利要求书

1.一种太阳能湿氦气透平循环电水盐三联产零排放系统，包括太阳能湿氦气透平循环子系统和结晶产水子系统,其特征在于：

其中太阳能湿氦气透平循环子系统包括热熔融盐罐(1)、冷熔融盐罐(2)、太阳能集热器(3)、氦气加热器(4)、饱和器(5)、氦压气机(8)、发电机(15)、氦气轮机(16)；

上述太阳能湿氦气透平循环子系统的冷熔融盐罐(2)出口与太阳能集热器(3)进口相连，太阳能集热器(3)出口与热熔融盐罐(1)进口相连，热熔融盐罐(1)出口与氦气加热器(4)热侧进口相连，氦气加热器(4)热侧出口与冷熔融盐罐(2)进口相连；氦气加热器(4)冷侧进口与饱和器(5)顶部湿氦气出口相连，氦气加热器(4)冷侧出口与氦气轮机(16)进口相连，氦气轮机带动发电机(15)运转，饱和器(5)底部湿氦气进口与氦压气机(8)出口相连，氦压气机(8)进口与溶液预热器(14)顶部氦气出口相连，溶液预热器(14)底部氦气进口与氦气轮机(16)氦气出口相连，溶液预热器(14)底部产水出口与外界相连;

其中结晶产水子系统包括上述饱和器(5)，还包括节流阀Ⅰ(6)、溶液冷却器(7)、溶液加热器(9)、压缩机(10)、搅拌机(11)、离心机(12)、节流阀Ⅱ(13)、溶液预热器(14)、溶液泵(17)；

上述结晶产水子系统的节流阀Ⅰ(6)进口与饱和器(5)底部溶液出口相连，节流阀Ⅰ(6)出口与溶液冷却器(7)热侧进口相连，溶液冷却器(7)热侧出口与搅拌机(11)进口相连，搅拌机(11)溶液出口与溶液泵(17)进口相连，搅拌机(11)晶浆出口与离心机(12)晶浆入口相连，离心机(12)晶体出口与外界相连，离心机(12)母液出口与溶液泵(17)进口相连；溶液冷却器(7)冷侧出口与压缩机(10)进口相连，压缩机(10)出口与溶液加热器(9)热侧进口相连，溶液加热器(9)热侧出口与节流阀Ⅱ(13)进口相连，节流阀Ⅱ(13)出口与溶液冷却器(7)冷侧入口相连；溶液预热器(14)底部溶液出口与溶液泵(17)进口相连，溶液泵(17)出口与溶液加热器(9)冷侧进口相连，溶液加热器(9)冷侧出口与饱和器(5)顶部溶液进口相连。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能湿氦气透平循环电水盐三联产零排放系统的工作方法，其特征在于包括以下工作过程：

在太阳能湿氦气透平循环子系统中，冷熔融盐罐(2)中的冷熔融盐在太阳能集热器(3)中吸收太阳能后，进入热熔融盐罐(1)中储存热量，热熔融盐罐(1)中的热熔融盐至氦气加热器(4)热侧放热，冷却后的熔融盐重新回到冷熔融盐罐(2)中完成熔融盐热循环；在溶液预热器(14)中冷凝放热后的湿氦气，由氦压气机(8)加压后从饱和器(5)底部通入塔中，与从饱和器(5)顶部进入的溶液总流发生传热传质过程，升温后的湿氦气继续进入氦气加热器(4)冷侧与热侧的熔融盐进行换热，最终进入氦气轮机(16)膨胀做功，带动发电机(15)工作;

在结晶产水子系统中，溶液总流经溶液泵(17)升压后进入溶液加热器(9)，在其中吸收低沸点工质放热后，从饱和器(5)顶部进入，与从饱和器(5)底部进入的湿氦气发生传热传质过程，然后经节流阀Ⅰ(6)降压后流至溶液冷却器(7)热侧，向热泵子循环中的低沸点工质放热而变成过饱和溶液，接着进入搅拌机(11)中形成晶浆，晶浆继续进入离心机(12)中分离，从而得到晶体；离心机(12)和搅拌机(11)出口的溶液，在与经溶液预热器(14)预热后的溶液汇合后，作为溶液总流进入溶液泵(17)升压，然后流入溶液加热器(9)冷侧；热泵循环中的低沸点工质在溶液冷却器(7)中吸收其热侧能量后变成低温低压蒸汽，用压缩机(10)将其压缩至高温高压状态，然后通入溶液加热器(9)热侧，向溶液总流放热并冷凝为液态，再经过节流阀Ⅱ(13)降压后再次进入溶液冷却器(7)中，完成热泵子循环；来自氦气轮机(16)出口的湿氦气从溶液预热器(14)底部进入，与从其顶部进入的溶液发生逆流换热过程，湿氦气携带的水蒸汽凝结后蓄积在溶液预热器(14)底部，用管道将其引至外界，从而得到产水。