[发明专利]一种光核互补多源配汽的海水淡化系统及运行方法

说明书

本发明公开了一种光核互补多源配汽的海水淡化系统及运行方法，该系统包括核电机组、太阳能集热和海水淡化三个部分，通过不同供汽方案有机耦合，实现太阳能与核电抽汽协同互补多源高效配汽，使系统在不同条件下均能保证足够制水能力。光照或储热充足时利用太阳能加热核电机组给水，减少抽汽以提高机组发电，降温后的导热油加热海水淡化蒸汽；光照与储热较小时导热油只用于加热蒸汽驱动海水淡化。若光照与储热不可利用，核电机组高负荷运行时采用第七级抽汽作为海水淡化汽源，低负荷时采用第五级抽汽引射第七级抽汽混合后作为海水淡化汽源。本发明将不同品位能量合理利用，在光照及负荷变化时，通过不同运行模式灵活切换，保证海水淡化的稳定运行。

技术领域

本发明涉及多能互补技术领域，特别涉及一种光核互补多源配汽的海水淡化系统及运行方法，具体涉及利用槽式太阳能集热和核能发电协同互补驱动海水淡化的水电联产能源系统。

背景技术

我国淡水资源居世界第四位，但人均淡水保有量不足世界平均水平的三分之一，被联合国列为缺水国家。随着人口增长与全球变暖的加剧，淡水资源匮乏的问题日渐显著，尤其是在沿海地区和干旱的内流区。地球上有96.5％的水分布于海洋，而陆地上可供开采利用的淡水量仅占地球总水量的1％。海水淡化技术的发展能可持续地获取淡水资源，有利于满足人类生产生活的淡水需求。目前，海水淡化已成为沿海地区获取淡水的重要途径。

海水淡化技术是以含盐海洋水或湖泊水为原料，通过一定工艺流程除去其中的盐分从而获得淡水的过程，主要包括多效蒸馏法、多级闪蒸法、反渗透法等。其中，多效蒸馏法是把一定数量的蒸发器连接在一起，在蒸汽进入到第一个蒸发器后，海水蒸发，蒸汽进入下个蒸发器，温度持续下降，最后被冷凝，从第一个蒸发器到最后一个蒸发器，含盐水逐级被转化为淡水。其优点是淡化效率较高且能耗低、操作较为简单、安全系数高，在世界大型海水淡化厂中占极高比例。

随着火电机组的相继退出，新能源发电在我国能量供应体系中的作用日益提升。当前，我国沿海地区有二十余座核电站投入运行，利用核能做蒸发动力，核燃料具有价格相对稳定、环境影响小的优点，开发潜力很大，预计在2035年核电发电量占比将增至10％。若将核动力发电和海水淡化工程配套，可在提供电力的同时提供淡化海水所需的热能，从而为沿海地区生产大量淡化海水。由于部分蒸汽去驱动海水淡化装置，导致做功能力下降。如果能将太阳能有机结合到核能发电与海水淡化中，能在保证海水淡化稳定运行的前提下有效地减少抽汽量，并根据天气与季节用水量的变化对发电进行调节，获得更大的经济效益。

发明内容

本发明针对水电联产系统供汽优化问题，提出了一种光核互补多源配汽的海水淡化系统及运行方法。该系统包括核电机组、太阳能集热和海水淡化三个部分，通过不同供汽方案的合理耦合，实现全工况多源高效稳定供汽，使系统在各负荷条件下均能保证足够的制水能力。光照或储热充足时采用槽式太阳能集热器的导热油加热核电机组的给水，减少汽轮机抽汽以提高机组发电能力，降温后加热蒸汽作为海水淡化的汽源；光照与储热不足但可利用时导热油只用于加热蒸汽驱动海水淡化。若光照与储热不可利用，核电机组高负荷运行时采用第七级抽汽作为海水淡化汽源，低负荷运行时采用第五级抽汽引射第七级抽汽经混合配汽与喷水减温后作为海水淡化汽源。通过集成不同供汽方案，使不同品位的能量合理利用，在不同天气条件及核电机组不同运行工况下对海水淡化装置稳定高效供汽的同时能增加机组发电量，总体经济性显著提高。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：