发明名称 海水淡化与发电共生系统
摘要 本发明系为一海水淡化与发电共生系统,系有效利用海水淡化过程中产生之蒸汽推动涡轮机以带动发电,并以系统之蒸汽作为各加热器之热源,有效节省燃料成本与资源。此系统之产物包含蒸馏水、电能、浓盐水等,皆可做进一步之利用,达到降低海水淡化成本及资源再利用的目的。
申请公布号 TWI232128 申请公布日期 2005.05.11
申请号 TW092132545 申请日期 2003.11.20
申请人 范姜增承 发明人 范姜增承
分类号 B01D3/00;F01K7/00 主分类号 B01D3/00
代理机构 代理人 郭雨岚 台北市大安区仁爱路3段136号15楼;林发立 台北市大安区仁爱路3段136号15楼
主权项 1.一种海水淡化与发电共生系统,包含: 一复数个帮浦,系设置于系统各单元中帮助运输液 体; 一复数个输送管路,系为系统各单元间液体与气体 之通道; 一凝结器,系使用海水作为冷却水,凝结来自低压 汽轮机之蒸汽; 一第一热交换器,系交换海水及来自第二热交换器 之纯水热能; 一同步器,系可接受来自凝结器及第一热交换器之 海水、锅炉水加热器之回归饱和蒸汽、第二热交 换器之高温海水,并同时产生海水蒸汽与纯水; 一第二热交换器,系交换来自同步器之高温纯水及 海水之热能; 一蒸馏塔,系回流纯水以除去同步器产生之海水蒸 汽的残余盐分; 一纯水收集器,系收集系统中所产生之纯水; 一浓盐水收集器,系收集来自同步器之浓盐水; 一蒸汽压缩机,系压缩来自蒸馏塔之蒸汽; 一加热器,系加热来自蒸汽压缩机之蒸汽; 一蒸汽涡轮机,系膨胀来自加热器之蒸汽以带动第 一发电机和蒸汽压缩机; 一第一发电机,系由蒸汽涡轮机带动发电; 一再热炉,系加热来自蒸汽涡轮机之蒸汽; 一锅炉水加热器,系利用来自再热炉之蒸汽加热高 低压锅炉之水及蒸汽; 一高压锅炉,系可贮存锅炉水以提供高压蒸汽,并 可接受来自第三热交换器之水; 一低压锅炉,系可贮存锅炉水以提供低压蒸汽,并 可接受来自第四热交换器之水; 一高压汽轮机,系膨胀来自高压锅炉之高压蒸汽以 带动第二发电机; 一第二发电机,系由高压汽轮机带动发电; 一低压汽轮机,系膨胀来自低压锅炉之低压蒸汽及 在高压汽轮机膨胀后之蒸气; 一第三热交换器,系交换来自加热器之燃烧气体及 来自凝结器之水的热能; 一第四热交换器,系交换来自加热器之燃烧气体及 来自凝结器之水的热能。 2.如申请专利范围第1项所述之海水淡化与发电共 生系统,其中各单元之间系可使用不同材质之输送 管路运送气体和液体。 3.如申请专利范围第1项所述之海水淡化与发电共 生系统,其中前述各单元之间系可进一步装设帮浦 帮助运送液体。 4.如申请专利范围第1项所述之海水淡化与发电共 生系统,其中前述高压汽轮机排出之蒸汽系可导引 至系统外其他部分作为加热来源。 5.如申请专利范围第1项所述之海水淡化与发电共 生系统,其中海水在进入系统之前系可进一步添加 电解杀菌设备及/或过滤设备,以降低杂质对系统 的损害。 6.如申请专利范围第1项所述之海水淡化与发电共 生系统,其中前述之同步器系由复数个热交换器组 成,系可在同一时间内产生凝结及蒸发现象之热交 换。 7.如申请专利范围第1项所述之海水淡化与发电共 生系统,其系设置于邻近海边之地区 8.如申请专利范围第1项所述之海水淡化与发电共 生系统,其中前述之海水系可为海水或流放水。 9.如申请专利范围第1项所述之海水淡化与发电共 生系统,其系可进一步利用输出之残余电力电解水 产生H2与O2。 10.如申请专利范围第1项所述之海水淡化与发电共 生系统,其中海水在系统中系通过第一热交换器、 同步器、第二热交换器成为蒸汽经蒸馏塔成为清 净蒸气,该蒸气再依序经由蒸气压缩机加热器、蒸 气涡轮机、再热炉及锅炉水加热器后回到同步器, 藉由同步器、第二热交换器及第一热交换器的热 量交换过程将蒸气凝结为纯水,贮存于纯水收集器 中。 11.如申请专利范围第1项所述之海水淡化与发电共 生系统,其中高压锅炉之锅炉水系经由锅炉水加热 室加热成为高压蒸气,该高压蒸气带动高压汽轮机 后,一部分高压蒸气可输送至系统外作为热源,另 一部份高压蒸气则经低压汽轮机膨胀后输送至凝 结器凝结为锅炉水。 12.如申请专利范围第11项所述之海水淡化与发电 共生系统,其中前述凝结器凝结之锅炉水系经由第 三加热器加热后回到高压锅炉,循环于高压锅炉、 高压汽轮机、低压汽轮机、凝结器及第三加热器 中 13.如申请专利范围第1项所述之海水淡化与发电共 生系统,其中前述低压锅炉之锅炉水经锅炉水加热 室加热成为低压蒸气,该低压蒸气经低压汽轮机膨 胀后输送至凝结器凝结为锅炉水。 14.如申请专利范围第13项所述之海水淡化与发电 共生系统,其中前述凝结器凝结之锅炉水系经由第 四加热器加热后回到低压锅炉,循环于低压锅炉、 低压汽轮机、凝结器及第四加热器中。 15.如申请专利范围第1项所述之海水淡化与发电共 生系统,其中前述之锅炉水系可部分来自纯水收集 器之纯水。 16.一种海水淡化及发电共生程序,包含: (a)使海水经由多次热交换器获得热量昇温至蒸发 温度,进入同步器; (b)使步骤(a)进入同步器之海水与来自锅炉水加热 室之回归饱和蒸气进行热交换作用,同步产生大量 海水蒸汽、高温纯水及浓盐水; (c)使步骤(b)产生之海水蒸汽进入蒸馏塔,洗去残余 盐分后进入蒸汽压缩机; (d)使步骤(c)之蒸汽在蒸汽压缩机内压缩,并使该蒸 汽在离开蒸汽压缩机后通过加热器加热,进入蒸汽 涡轮机; (e)使步骤(d)之蒸汽在蒸汽涡轮机内膨胀后,推动涡 轮机以带动发电机,产生电能; (f)使步骤(e)之蒸汽于推动涡轮机后进入再热炉受 热,成为高温过热蒸汽; (g)使步骤(f)之高温过热蒸汽进入锅炉水加热室,提 供热能加热高压与低压锅炉中的锅炉水,使高压与 低压锅炉分别产生高压与低压蒸气,前述高温过热 蒸汽离开锅炉水加热室后成为饱和蒸汽; (h)使步骤(g)之饱和蒸气进入同步器释出凝结潜热, 然后经由多次热交换步骤凝结成为常温纯水; (i)使步骤(g)高压锅炉产生之高压蒸汽进入高压汽 轮机,该高压蒸气经膨胀后推动高压汽轮机以带动 发电机; (j)使步骤(g)低压锅炉产生之低压蒸汽进入低压汽 轮机,该低压蒸气经膨胀后进入凝结器凝结成锅炉 水; (k)使步骤(j)锅炉水通过热交换器,回到高压和低压 锅炉中; (l)使步骤(k)回到高压和低压锅炉之锅炉水,经锅炉 水加热室加热成为高压与低压过热蒸气,然后重复 自步骤(i)至(k)之复循环发电程序。 17.如申请专利范围第16项所述之海水淡化及发电 共生程序,其中前述步骤(h)产生之纯水,系可做为 锅炉水之补充来源。 18.如申请专利范围第16项所述之海水淡化及发电 共生程序,其中前述步骤(i)之高压蒸气推动高压汽 轮机后,系可进一步输送回低压汽轮机中。 19.如申请专利范围第16项所述之海水淡化及发电 共生程序,其中前述步骤(i)之高压蒸气推动高压汽 轮机后,系可进一步输送至系统外作为加热来源。 20.如申请专利范围第16项所述之海水淡化及发电 共生程序,其中前述之海水淡化与发电共生程序, 系可进一步增加海水电解杀菌及/或过滤之步骤。 21.一种海水淡化与发电共生系统,包含: 一蒸汽产生单元,系用以交换海水、回归饱和蒸汽 及高温纯水之热能,使海水蒸发成为饱和蒸气,回 归饱和蒸汽凝结为高温纯水,同步产生大量纯水与 海水蒸汽; 一蒸馏单元,系回流系统纯水以除去海水蒸汽的残 余盐分; 一蒸汽涡轮机组,系利用蒸气产生机械能,提供发 电机组之动力来源; 一发电机组,系利用蒸汽涡轮机组及汽轮机组提供 之机械能来产生电能; 一加热单元,系用以加热蒸汽,使蒸汽作为系统之 热源; 一热交换单元,系用于交换高温气体与低温水之热 能; 一锅炉单元,系贮存锅炉水,并产生蒸汽以推动汽 轮机组; 一汽轮机组,系用以膨胀蒸汽并带动发电机组发电 。 22.如申请专利范围第21项所述之海水淡化与发电 共生系统,其中前述海水系经由蒸气产生单元产生 大量海水蒸气后,经由蒸馏单元产生大量已洗去盐 分之蒸气,前述蒸气经加压、加热后进入蒸气涡轮 机组产生机械能带动发电机组发电后,再经由加热 单元加热作为锅炉单元之热源,然后离开加热单元 回到蒸气产生单元凝结为纯水。 23.如申请专利范围第22项所述之海水淡化与发电 共生系统,其中海水及其蒸气系依序经由蒸气产生 单元、蒸馏单元、蒸气涡轮机组及加热单元后,再 回到蒸气产生单元凝结为纯水。 24.如申请专利范围第23项所述之海水淡化与发电 共生系统,其中前述之海水系可先经由热交换单元 后再进入蒸气产生单元。 25.如申请专利范围第21项所述之海水淡化与发电 共生系统,其中前述贮存于锅炉单元之锅炉水系经 由加热单元提供之热能成为蒸气,该蒸气进入汽轮 机组膨胀产生机械能带动发电机组发电后,回到热 交换单元凝结为锅炉水并输送回锅炉中。 26.如申请专利范围第25项所述之海水淡化与发电 共生系统,其中前述锅炉单元中的锅炉水与蒸汽系 循环于热交换单元、锅炉单元与汽轮机组之中。 27.如申请专利范围第21项所述之海水淡化与发电 共生系统,其中海水在进入系统之前系可添加电解 杀菌设备及/或过滤设备,以降低杂质对系统的损 害。 28.如申请专利范围第21项所述之海水淡化与发电 共生系统,其系设置于邻近海边之地区。 29.如申请专利范围第21项所述之海水淡化与发电 共生系统,其中前述之海水系可为海水或流放水。 图式简单说明: 第一图系为本发明之海水淡化与发电共生系统示 意图。 第二图系为本发明实施例之海水精制及蒸发设备 示意图。 第三图系为本发明实施例之发电部分设备示意图 。
地址 台北市松山区八德路2段383号3楼之1