本发明涉及一种船舶烟气余热海水淡化装置及其应用方法，属海水淡化处理技术领域。
背景技术：
淡水是海上作业的重要保障资源，不论满足日常生活还是动力机械运行，船舶在海上航行，淡水都必不可少。海水淡化设备一般配备在商船、油轮、散货船等大型远洋船舶上，但通常占地面积大，设备价格昂贵，且需要一定的技术运行管理。但是对于吨位较小的渔船则很少配备海水淡化设备，主要是因为渔船船体太小，没有太多剩余空间，不方便配管连线，缺乏运转技术及经费等。一般渔船上仅设有水箱，通常依据出行人数和出海时间的长短来决定加多少水。由于这种海水淡化供应方式需要长期存水（目前一般渔船的作业周期在2～4周左右），容易滋生细菌，使饮用水品质严重恶化，带来安全隐患。同时，由于渔船储水空间的限制，不仅限制淡水的使用量，而且由于携带淡水占用了船舱空间而使得船舶的载货量大大减少从而影响出海的经济效益。
我国东部沿海地区拥有几十万艘200匹马力左右的机动渔船。一旦船舶出海，对于长时间生活、工作都在船上渡过，远离海岸的渔民来说，这些没有配备海水淡化设备的渔船越来越不能满足他们的需求。淡水是他们必备的资源，一旦选择从岸边携带，不但要占用本来就狭小的船舶空间使得其他的必备资源的携带量减少，还会因为长时间的储存带来的水质变化从而影响船舶上动力机械的运行和船员的健康。现在社会的不断发展，人民生活水平的不断提高，以前恶劣的出海环境急需改善，人们对高品质生活的追求，对渔船出海工作的健康程度与舒适程度的追求也越来越高。这就要求船舶结构的设计改进、新技术的采用、科学的方法等许多新的措施应用到船舶上来。其中船舶淡水的供应应该是其重中之重。基于人们对新的出海环境、生活品质、船舶用水安全以及船舶经济性的考虑，应用基础的海水淡化技术，研发一套适用于渔船的海水淡化装置，使得新鲜淡水供应问题在渔船出海作业过程中得到改善，显得极为必要。
大型船舶上配备的大型海水淡化设备显然不能适用于排水量较小的小型渔船上来。对于小型渔船来说，要配备海水淡化装置必须要与渔船的船体结构，空间布置和其海上工作条件相匹配。体积小、重量轻、结构紧凑、运行稳定应该是渔船上的海水淡化装置必须满足的特点，在不增加船舶负载，动力机械能耗的情况下，随时产生足够的新鲜淡水，使渔船可以携带更多的燃油、作业设备、生活用品等，延长出海时间，海上作业的舒适度，增加出海收入。作为船舶上一个重要的辅助设备，船舶海水淡化设备的节能性和经济性对船舶的整体性能有着重要影响。在海水淡化系统中，采用各种余热作为海水淡化系统的热源对于海水淡化的成本控制有着重要作用，同时利用了这些余热还可以提高能源的利用效率。在渔船上采用高效的海水淡化技术，并且利用余热资源，就能达到节能高效的目的。
目前，船舶余热的利用主要集中在余热锅炉、余热发电、海水淡化以及制冷等方面，而对于渔船烟气余热应用于海水淡化方面的研究很少。近几年来，研究开发海水淡化设备受到广泛重视，有众多单位参与开发船舶、海岸的海水淡化装置，着重在产水效率、节约能耗、新材料、新能源、自动控制技术、易于建造和维修等方面做研究。对于小吨位的渔船来说，受限于船体空间，体积小、重量轻、高品质产水是其海水淡化设备的必备特点。因此，为了充分利用能源，节约能耗，同时也为了解决小型渔船的淡水需求，开发一种适用于渔船的结构简单、易于操作的高效海水淡化设备尤为必要。
技术实现要素：
本发明主要解决的技术问题：针对装置复杂，运行不稳定可靠性，难以广泛应用的问题，本发明提供了一种船舶烟气余热海水淡化装置及其应用方法。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案：
一种船舶烟气余热海水淡化装置，包括海水贮存箱（1），所述的贮存箱（1）正下方为冷却部分（2），冷却部分（2）设有倒漏斗形装置（3），冷却部分（2）下方为蒸发部分（5），蒸发部分（5）内部设有烟气管道（4），海水贮存箱（1）右侧接海水管道（6），冷却部分（2）右侧接蒸汽管道（7）和淡水管道（8），蒸发部分（5）右侧接污水管道（13），蒸汽管道（7）和淡水管道（8）并入同一管道，并且和污水管道一起通入二级冷却装置（10），在二级冷却装置（10）的右侧分别设有冷却淡水出口（9）和冷却污水出口（11），二级冷却装置下方设有海水入口（12）。
一种船舶烟气余热海水淡化装置的应用方法是：海水由海水入口（12）进入二级冷却装置，再由海水管道（6）进入海水贮存箱（1），海水经海水贮存箱（1）下方的管道流进蒸发部分（5），蒸发部分（5）内部的烟气管道（4）通入船舶烟气，通过船舶烟气的余热加热蒸发部分（5）内部的海水形成水蒸汽，水蒸汽通过通过倒漏斗形装置（3）进入冷却部分（2），蒸汽与海水贮存箱（1）下表面相接触，经过冷却形成淡水，一部分未被冷却的水蒸汽经蒸汽管道（7）进入二级冷却装置（10），冷却形成的淡水经淡水管道（8）进入二级冷却装置（10），在蒸发部分（5），蒸发后留下的污水通过管道（13）进入二级冷却装置（10），二级冷却装置（10）通过海水管道（12）泵入海水，将污水和淡水进行冷却然后排放，从而将海水制成淡水。
所述的冷却部分（2）和蒸发部分（5）之间用一种倒漏斗形装置（3）分隔开，便于水蒸汽进入冷却部分，所述的倒漏斗装置（3）内壁倾角为45~60°。
所述的冷却部分包含两次冷却，一是通过海水贮存箱下表面冷却水蒸汽，二是通过二级冷却装置冷却淡水水蒸汽混合物和污水。
本发明的有益效果是：
（1）本发明采用船舶的烟气余热进行海水淡化，在蒸发部分内部设置弯管，增大接触面积，烟气从弯管中通过，与海水接触并进行换热，使用弯管可以使烟气与海水进行热交换的时间变长，并且增大烟气与海水的热交换面积，能够充分地利用烟气的余热来蒸发海水。
（2）本发明在冷却部分和蒸发部分之间设置了一个倒漏斗形装置，海水经贮存箱下方的管道从倒漏斗形装置中间的蒸汽孔排放，进入蒸发部分，蒸发成水蒸汽后经蒸汽孔进入冷却部分，在冷却部分与贮存箱下表面相接触从而被冷却形成淡水，海水贮存箱内部的海水经热交换后被预热，到蒸发装置时能有效提高蒸发效率。
（3）本发明在装置外还设置了一个二级冷却装置，在冷却部分，一部分水蒸汽可能没有被冷却，所以在冷却部分设置了蒸汽管道，将没有被冷却的水蒸汽导入二级蒸发装置，冷却部分形成的淡水也导入二级蒸发装置，蒸发部分形成的污水同样导入二级冷却装置，在二级冷却装置中冷却后再排放，设置二级冷却装置有效的提高了冷却的效率，也大大提高了海水淡化的效率。
附图说明
图1为本发明船舶烟气余热海水淡化装置的构造示意图。
其中，1、海水贮存箱；2、冷却部分；3、倒漏斗形装置；4、烟气管道；5、蒸发部分；6、海水管道；7、蒸汽管道；8、淡水管道；9、冷却淡水出口；10、二级冷却装置；11、冷却污水出口；12、海水入口；13、污水管道。
具体实施方式
一种船舶烟气余热海水淡化装置，包括海水贮存箱1，所述的贮存箱1正下方为冷却部分（2），冷却部分（2）设有倒漏斗形装置（3），冷却部分（2）下方为蒸发部分（5），蒸发部分（5）内部设有烟气管道（4），海水贮存箱（1）右侧接海水管道（6），冷却部分（2）右侧接蒸汽管道（7）和淡水管道（8），蒸发部分（5）右侧接污水管道（13），蒸汽管道（7）和淡水管道（8）并入同一管道，并且和污水管道一起通入二级冷却装置（10），在二级冷却装置（10）的右侧分别设有冷却淡水出口（9）和冷却污水出口（11），二级冷却装置下方设有海水入口（12）。一种船舶烟气余热海水淡化装置的应用方法是：海水由海水入口（12）进入二级冷却装置，再由海水管道（6）进入海水贮存箱（1），海水经海水贮存箱（1）下方的管道流进蒸发部分（5），蒸发部分（5）内部的烟气管道（4）通入船舶烟气，通过船舶烟气的余热加热蒸发部分（5）内部的海水形成水蒸汽，水蒸汽通过通过倒漏斗形装置（3）进入冷却部分（2），蒸汽与海水贮存箱（1）下表面相接触，经过冷却形成淡水，一部分未被冷却的水蒸汽经蒸汽管道（7）进入二级冷却装置（10），冷却形成的淡水经淡水管道（8）进入二级冷却装置（10），在蒸发部分（5），蒸发后留下的污水通过管道（13）进入二级冷却装置（10），二级冷却装置（10）通过海水管道（12）泵入海水，将污水和淡水进行冷却然后排放，从而将海水制成淡水。所述的冷却部分（2）和蒸发部分（5）之间用一种倒漏斗形装置（3）分隔开，便于水蒸汽进入冷却部分，所述的倒漏斗装置（3）内壁倾角为45~60°。所述的冷却部分包含两次冷却，一是通过海水贮存箱下表面冷却水蒸汽，二是通过二级冷却装置冷却淡水水蒸汽混合物和污水。