专利名称：太阳能发电与海水淡化相结合的电水联产方法
技术领域：
本发明涉及一种太阳能发电与海水淡化相结合的电水联产方法，属于太阳能利用技术领域。
背景技术：
现有技术中的太阳能发电主要采用以下两种形式I、槽式线聚焦太阳能发电系统该系统目前的主要障碍是集热工质温度不高，动力子系统的热效率偏低；聚光集热子系统载热介质入口温度高，聚光集热子系统的集热效 率较低。当系统集热温度高于400°C后，太阳能集热器的真空度难以保证、寿命迅速降低，并且集热效率也急剧下降。例如，当太阳直射辐射强度为800W/m2，温度为500°C时的集热效率为0. 5，而温度为250°C时集热效率为0. 7，5000C比250°C的集热效率约降低28. 6%;在载热介质进入吸热器温度为100°C时集热效率为57%，而入口温度为250°C时集热效率为52%，入口温度为100°C比250°C时的集热效率提高了 9.6%。2、塔式太阳能发电系统也称为集中式太阳能发电系统，与槽式线聚焦太阳能发电系统相比，塔式太阳能发电系统的集热温度高，易生产高参数蒸汽，因此热动装置的效率相应提高。目前，塔式太阳能发电系统的主要障碍是，当定日镜场的聚光集热功率增大时，即单塔太阳能发电系统大型化后，定日镜场的集热效率随之降低，例如，当定日镜场的聚光功率为50MW时，其年均场效率为0. 6，当聚光功率为500MW时，场效率为0. 4，且随着聚光功率的增加，场效率减小的趋势加快，因此，增大塔式太阳能发电系统容量的难度较大。目前所采用的海水淡化技术情况为尽管海水淡化的方法很多，目前主要以从海水中分离水的方法为主，真正实用的只有多级闪蒸(MSF)、低温多效蒸馏(LT-MED)、热压缩(TVC)和反渗透(RO)等几种方法。就全球各主要方法产水量相对密度来说，1998年IDA(国际脱盐协会)公布的统计结果=MSF为44. I %、RO为39. 5%、MED为4. 05%、其它方法为12. 35%，其中MSF方法主要应用于能源资源丰富的中东地区。随着成功解决蒸发传热面上的结垢腐蚀问题，LT-MED获得长足发展，其中知名度较高的企业有以色列的IDE公司、法国的SIDEM公司和我国秦皇岛新源水工业有限公司。近年来西班牙、印度等国安装了多套万吨级低温多效蒸馏海水淡化系统。低温多效蒸馏淡化设备的热源温度一般低于70°C，末效蒸发温度为40°C，各效间的温差为2 3°C。单纯的低温多效蒸懼淡化装置一般为6 12效,造水比为4. 5 9. 6。虽然低温多效蒸馏法海水淡化技术已得到广泛应用，但将低温多效蒸馏淡化与太阳能发电相结合以实现电水联产的技术尚未见报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种太阳能发电与海水淡化相结合的电水联产方法。本发明将低温多效蒸馏海水淡化技术与太阳能发电技术相结合，高效地利用了太阳辐射所产生的热能，提闻了集热效率，实现了电水联广，能为不同用户提供闻品质的淡水。
本发明的技术方案一种太阳能发电与海水淡化相结合的电水联产方法太阳能集热系统将太阳辐射能量转换为载热介质热能，载热介质在高压蒸汽发生器和低压蒸汽发生器中分别将能量传递给高压蒸汽和低压蒸汽；高压蒸汽的部分能量经蒸汽发电系统转化为电能；低压蒸汽在蒸汽引射器中膨胀增速，引射出低温多效蒸馏淡化设备中的部分蒸汽，然后共同进入低温多效蒸馏淡化设备的第一效，作为驱动热源生产出淡水；载热介质经蒸汽发生器换热后，由载热介质泵升压进入太阳能集热系统吸收太阳辐射能量。前述方法中，从蒸汽发电系统出来的蒸汽进入凝汽器冷凝，凝结水经给水泵增压后进入高压蒸汽发生器。前述方法中，低温多效蒸馏淡化设备第一效产生的部分淡水经淡水泵增压后进入低压蒸汽发生器。前述方法中，所述的太阳能集热系统为槽式太阳能集热系统或塔式太阳能集热系统。
前述方法中，所述的载热介质为导热油或熔融盐。前述方法中，高压蒸汽的压力为60bar 120bar，温度为320°C 400°C ;从蒸汽发电系统出来的蒸汽压力降为0. 08bar 0. 12bar ;进入低温多效蒸懼淡化设备第一效的蒸汽温度为70°C 80°C。前述方法中，蒸汽凝结水经给水泵增压后压力为50bar lOObar。前述方法中，从低温多效蒸馏淡化设备第一效进入低压蒸汽发生器的淡水温度为65°C 75°C。当前述太阳能集热系统采用槽式太阳能集热系统时，吸收太阳辐射能量后的载热介质温度为380°C 450°C，经过高压蒸汽发生器后载热介质温度降为280°C 330°C，经过低压蒸汽发生器后载热介质温度降为100°C 160°C。当前述太阳能集热系统采用塔式太阳能集热系统时，吸收太阳辐射能量后的载热介质温度为460°C 580°C，经过高压蒸汽发生器后载热介质温度降为250°C 350°C，经过低压蒸汽发生器后载热介质温度降为170°C 280°C。与现有技术相比，本发明综合运用太阳能发电技术与低温多效蒸馏海水淡化技术，进一步利用太阳能发电之后剩余的热能进行海水淡化，高效利用了太阳能集热系统提供的热能，利用率提高5% _10%，使得返回集热系统的载热介质温度降低100-180°C，将太阳能集热系统的集热效率提高了 5%-8%。同时，本发明也实现了电水联产，能为不同用户提供闻品质的淡水，具有较闻的技术效益和经济价值。另外，在本发明技术方案中，通过调整载热介质在高压蒸汽发生器和低压蒸汽发生器中的热能分配，可对电、水的产出比例进行优化，实现相对成本的最低化，从而实现更高的技术效益和经济价值。
图I是本发明电水联产方法一种实施方式的系统示意图。图中的标号为1_太阳能集热系统，2-蒸汽发电系统，3-高压蒸汽发生器，4-给水泵，5-凝汽器，6-蒸汽引射器，7-低压蒸汽发生器，8-低温多效蒸馏淡化设备，9-载热介质泵，10-淡水泵。
具体实施例方式本发明的实施例I :槽式太阳能发电与低温多效蒸馏海水淡化相结合的电水联产方法由槽式太阳能集热器和蓄热器(用于暂时贮存槽式太阳能集热器所聚集的多余热能)组成的槽式太阳能集热系统I将太阳辐射能量转换为载热介质(导热油)热能，吸收太阳辐射能量后的导热油温度为400°C，导热油在高压蒸汽发生器3和低压蒸汽发生器7中分别将能量传递给高压蒸汽和低压蒸汽，经过高压蒸汽发生器3后导热油温度降为300°C，经过低压蒸汽发生器7后导热油温度降为120°C ;压力120bar、温度400°C的高压蒸汽的部分能量经过蒸汽透平和发电机组成的蒸汽发电系统2转化为电能；从蒸汽发电系统2出来的蒸汽压力降为0. 12bar，进入凝汽器5冷凝，凝结水经给水泵4增压至压力为IOObar后进入高压蒸汽发生器3 ;低压蒸汽在蒸汽引射器6中膨胀增速，引射出低温多效蒸馏淡化设备8中的部分蒸汽，然后共同(温度为80°C)进入低温多效蒸馏淡化设备8的第一效，作为驱动热源生产出淡水；第一效产生的部分淡水(温度75V )经淡水泵10增压后进入低压蒸汽发生器7 ;载热介质(导热油)经蒸汽发生器换热后，由载热介质泵9升压进入槽式太阳能集热系统I吸收太阳辐射能量。 本发明的实施例2 :塔式太阳能发电与低温多效蒸馏海水淡化相结合的电水联产方法由塔式太阳能集热器和蓄热器(用于暂时贮存塔式太阳能集热器所聚集的多余热能)组成的塔式太阳能集热系统I将太阳辐射能量转换为载热介质(熔融盐)热能，吸收太阳辐射能量后的熔融盐温度为550°C，熔融盐在高压蒸汽发生器3和低压蒸汽发生器7中分别将能量传递给高压蒸汽和低压蒸汽，经过高压蒸汽发生器3后熔融盐温度降为330°C，经过低压蒸汽发生器7后熔融盐温度降为250°C ;压力90bar、温度360°C的高压蒸汽的部分能量经过蒸汽透平和发电机组成的蒸汽发电系统2转化为电能；从蒸汽发电系统2出来的蒸汽压力降为0. lObar，进入凝汽器5冷凝，凝结水经给水泵4增压至压力为SObar后进入高压蒸汽发生器3 ;低压蒸汽在蒸汽引射器6中膨胀增速，引射出低温多效蒸馏淡化设备8中的部分蒸汽，然后共同(温度为75°C )进入低温多效蒸馏淡化设备8的第一效，作为驱动热源生产出淡水；第一效产生的部分淡水(温度70°C )经淡水泵10增压后进入低压蒸汽发生器7 ;载热介质(熔融盐)经蒸汽发生器换热后，由载热介质泵9升压进入塔式太阳能集热系统I吸收太阳辐射能量。实施例3 :太阳能发电与海水淡化相结合的电水联产方法太阳能集热系统I将太阳辐射能量转换为载热介质(导热油或熔融盐)热能，吸收太阳辐射能量后的载热介质温度为450°C，载热介质在高压蒸汽发生器3和低压蒸汽发生器7中分别将能量传递给高压蒸汽和低压蒸汽，经过高压蒸汽发生器3后载热介质温度降为330°C，经过低压蒸汽发生器7后载热介质温度降为160°C ;压力60bar、温度为320°C的高压蒸汽的部分能量经过蒸汽发电系统2转化为电能；从蒸汽发电系统2出来的蒸汽压力降为0. OSbar，进入凝汽器5冷凝，凝结水经给水泵4增压至压力为50bar后进入高压蒸汽发生器3 ;低压蒸汽在蒸汽引射器6中膨胀增速，引射出低温多效蒸馏淡化设备8中的部分蒸汽，然后共同(温度为70°C )进入低温多效蒸馏淡化设备8的第一效，作为驱动热源生产出淡水；载热介质(导热油或熔融盐)经蒸汽发生器换热后，由载热介质泵9升压进入太阳能集热系统I吸收太阳辐射能量。
权利要求
1.一种太阳能发电与海水淡化相结合的电水联产方法，其特征在于太阳能集热系统(1)将太阳辐射能量转换为载热介质热能，载热介质在高压蒸汽发生器(3)和低压蒸汽发生器(7)中分别将能量传递给高压蒸汽和低压蒸汽；高压蒸汽的部分能量经蒸汽发电系统(2)转化为电能；低压蒸汽在蒸汽引射器(6)中膨胀增速，引射出低温多效蒸馏淡化设备(8)中的部分蒸汽，然后共同进入低温多效蒸馏淡化设备(8)的第一效，作为驱动热源生产出淡水；载热介质经蒸汽发生器换热后，由载热介质泵(9)升压进入太阳能集热系统(I)吸收太阳辐射能量。
2.根据权利要求I所述太阳能发电与海水淡化相结合的电水联产方法，其特征在于从蒸汽发电系统(2)出来的蒸汽进入凝汽器(5)冷凝，凝结水经给水泵(4)增压后进入高压蒸汽发生器(3)。
3.根据权利要求I所述太阳能发电与海水淡化相结合的电水联产方法，其特征在于低温多效蒸馏淡化设备(8)第一效产生的部分淡水经淡水泵(10)增压后进入低压蒸汽发生器(7)。
4.根据权利要求1、2或3所述太阳能发电与海水淡化相结合的电水联产方法，其特征在于所述的太阳能集热系统(I)为槽式太阳能集热系统或塔式太阳能集热系统。
5.根据权利要求1、2或3所述太阳能发电与海水淡化相结合的电水联产方法，其特征在于所述的载热介质为导热油或熔融盐。
6.根据权利要求1、2或3所述太阳能发电与海水淡化相结合的电水联产方法，其特征在于高压蒸汽的压力为60bar 120bar，温度为320°C 400°C ;从蒸汽发电系统(2)出来的蒸汽压力降为0. 08bar 0. 12bar ;进入低温多效蒸懼淡化设备(8)第一效的蒸汽温度为70°C 80°C。
7.根据权利要求2所述太阳能发电与海水淡化相结合的电水联产方法，其特征在于蒸汽凝结水经给水泵(4)增压后压力为50bar IOObar。
8.根据权利要求3所述太阳能发电与海水淡化相结合的电水联产方法，其特征在于从低温多效蒸馏淡化设备(8)第一效进入低压蒸汽发生器(7)的淡水温度为65°C 75°C。
全文摘要
本发明公开了太阳能发电与海水淡化相结合的电水联产方法太阳能集热系统将太阳辐射能量转换为载热介质热能，载热介质在蒸汽发生器中分别将能量传递给高压蒸汽和低压蒸汽；高压蒸汽的部分能量经蒸汽发电系统转化为电能；低压蒸汽引射出低温多效蒸馏淡化设备中的部分蒸汽，然后共同进入低温多效蒸馏淡化设备，作为驱动热源生产出淡水；载热介质经蒸汽发生器换热后，由载热介质泵升压进入太阳能集热系统吸收太阳辐射能量。本发明进一步利用太阳能发电之后剩余的热能进行海水淡化，高效利用了太阳辐射热能，降低了返回集热系统的载热介质温度，提高了集热效率。同时，本发明实现了电水联产，具有较高的技术效益和经济价值。
文档编号F03G6/06GK102966496SQ20111025754
公开日2013年3月13日 申请日期2011年9月2日 优先权日2011年9月2日
发明者沈兴财 申请人:沈兴财