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1、(10)申请公布号 CN 104074692 A (43)申请公布日 2014.10.01 CN 104074692 A (21)申请号 201310532637.0 (22)申请日 2013.10.31 2013-067980 2013.03.28 JP F03G 6/06(2006.01) C02F 1/04(2006.01) C02F 1/14(2006.01) C02F 103/08(2006.01) (71)申请人 株式会社日立制作所 地址 日本东京都 (72)发明人 三岛信义 坂仓季彦 数藤充 永渕尚之 (74)专利代理机构 北京银龙知识产权代理有限 公司 11243 代理人 金鲜。
2、英 李宏轩 (54) 发明名称 利用太阳能的发电厂和海水淡化厂的统合系 统 (57) 摘要 本发明提供一种利用太阳能的发电厂和海水 淡化厂的统合系统， 能够使发电厂和海水淡化厂 这两者进行有效运行， 此外， 即使蒸汽涡轮机发电 设备侧的负载发生改变也能向海水淡化设备侧供 给所需蒸汽。将利用太阳能产生过热蒸汽的太阳 能集热装置、 以水蒸汽作为热循环介质的凝汽式 蒸汽涡轮机发电设备与多级闪蒸型或多效型海水 淡化设备进行组合， 由太阳能集热装置产生过热 水蒸汽， 将过热水蒸汽供给到蒸汽涡轮机发电设 备进行发电， 同时从蒸汽涡轮机发电设备的蒸汽 涡轮机中间段抽取水蒸汽， 向海水淡化设备供给。 此外， 。
3、例如设置绕过蒸汽涡轮机而将来自太阳能 集热装置的水蒸汽调整压力和温度而供给到海水 淡化设备的系统。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 8 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书8页 附图2页 (10)申请公布号 CN 104074692 A CN 104074692 A 1/1 页 2 1. 一种利用太阳能的发电厂和海水淡化厂的统合系统， 其特征在于， 具有 ： 太阳能集 热装置、 使用所述太阳能集热装置所产生的蒸汽进行发电的蒸汽涡轮机发电设备和利用来 自所述蒸汽涡轮机发电设备的蒸汽能量来进行海。
4、水淡化的海水淡化设备， 所述太阳能集热装置是利用太阳能产生过热水蒸汽的太阳能集热装置， 所述蒸汽涡轮机发电设备是使用水蒸汽作为热循环介质的凝汽式蒸汽涡轮机发电设 备， 所述海水淡化设备是多级闪蒸型或多效型海水淡化设备 ； 具有从所述蒸汽涡轮机发电设备的蒸汽涡轮机中间段抽取水蒸汽， 向海水淡化设备供 给的蒸汽供给系统。 2. 如权利要求 1 所述的利用太阳能的发电厂和海水淡化厂的统合系统， 其特征在于， 具有绕过所述蒸汽涡轮机而从所述太阳能集热装置供给到所述海水淡化设备的系统。 3. 如权利要求 1 所述的利用太阳能的发电厂和海水淡化厂的统合系统， 其特征在于， 所述蒸汽供给系统如下构成 ： 设。
5、置多个从所述蒸汽涡轮机进行抽汽的中间段， 根据所述蒸 汽涡轮机发电设备的负载来改变抽汽的中间段， 向所述海水淡化设备供给水蒸汽。 4. 如权利要求 1 或 2 所述的利用太阳能的发电厂和海水淡化厂的统合系统， 其特征在 于， 具有绕过所述蒸汽涡轮机而将由所述太阳能集热装置产生的过热水蒸汽导入到所述蒸 汽涡轮机发电设备的凝汽器的系统。 5. 如权利要求 1 所述的利用太阳能的发电厂和海水淡化厂的统合系统， 其特征在于， 所述太阳能集热装置构成为， 进行被太阳能加热后的热介质和所述蒸汽涡轮机的热循环介 质的热交换而产生过热水蒸汽。 6. 如权利要求 1 所述的利用太阳能的发电厂和海水淡化厂的统合系。
6、统， 其特征在于， 所述太阳能集热装置将水用作热介质， 并作为与所述蒸汽涡轮机的热循环介质共同的介 质。 7. 如权利要求 4 所述的利用太阳能的发电厂和海水淡化厂的统合系统， 其特征在于， 所述太阳能集热装置构成为， 进行被太阳能加热后的热介质和所述蒸汽涡轮机的热循环介 质的热交换而产生过热水蒸汽。 8. 如权利要求 4 所述的利用太阳能的发电厂和海水淡化厂的统合系统， 其特征在于， 所述太阳能集热装置将水用作热介质， 并作为与所述蒸汽涡轮机的热循环介质相同的介 质。 9. 如权利要求 1 所述的利用太阳能的发电厂和海水淡化厂的统合系统， 其特征在于， 所述蒸汽涡轮机发电设备的凝汽器的冷却水。
7、使用海水， 从向所述凝汽器供给冷却水的系统 上分支而设置向所述海水淡化设备供给造水用海水的系统。 10. 如权利要求 1 所述的利用太阳能的发电厂和海水淡化厂的统合系统， 其特征在于， 分别设置向所述凝汽器供给海水作为所述蒸汽涡轮机发电设备的凝汽器的冷却水的系统 和向所述海水淡化设备供给造水用海水的系统， 使得它们能单独运行。 权 利 要 求 书 CN 104074692 A 2 1/8 页 3 利用太阳能的发电厂和海水淡化厂的统合系统 技术领域 0001 本发明涉及将太阳能发电厂与太阳能海水淡化厂进行组合而成的利用太阳能的 发电厂和海水淡化厂的统合系统。 背景技术 0002 已有提案来使用太。
8、阳能作为蒸汽涡轮发电设备、 海水淡化设备的热源。 而且， 在专 利文献 1 中， 提出了将太阳能发电和太阳能海水淡化进行组合。专利文献 1 中， 由太阳能 集热器加热介质 （例如溴化锂-水溶液） ， 将加热后的介质供给蒸汽涡轮机来发电， 通过位于 海水槽内的真空凝汽器 （热交换器） 将在蒸汽涡轮机中放出能量后的介质冷却， 将冷却后的 介质经过真空泵、 液体化器再度供给太阳能集热器。而且， 专利文献 1 中， 在通过这样的介 质循环进行发电的同时， 还通过真空凝汽器利用与介质进行热交换而将海水槽内的海水加 热， 使其蒸发而淡水化。 0003 现有技术文献 0004 专利文献 0005 专利文献 。
9、1 ： 日本特表 2001-514573 号公报 （图 5、 图 6） 发明内容 0006 发明要解决的问题 0007 专利文献 1 中， 由于进行利用太阳能的蒸汽涡轮机发电和海水淡化双方， 因而将 蒸汽涡轮机的排气蒸汽全部导入到真空凝汽器中。 0008 但是， 海水淡化中被较多地实用化的方式有利用反浸透膜的淡水化和利用蒸发的 淡水化。在后者的利用蒸发的淡水化中， 多级闪蒸型、 多效型得以实用化。对应造水量的大 小， 多级闪蒸型、 多效型二者都需要从小蒸汽流量到大蒸汽流量的规定压力的水蒸汽。因 此， 在多级闪蒸型、 多效型中使用火力发电设备的蒸汽涡轮机排气蒸汽时， 考虑与背压式蒸 汽涡轮机发电。
10、设备进行组合。 0009 因此， 如专利文献 1 所述地将蒸汽涡轮机的排气蒸汽全部导入真空凝汽器而将排 气蒸汽的热用于蒸发的方式， 不能适用于广泛实用化的多级闪蒸型、 多效型。即， 因为多级 闪蒸型、 多效型需要具有一定程度的压力 （例如 0.4MPaG） 的水蒸汽。此外， 专利文献 1 中， 作为驱动蒸汽涡轮机的介质， 使用例如溴化锂 - 水溶液的蒸汽， 需要封闭循环， 基于这样的 观点， 也无法适用于多级闪蒸型、 多效型。 0010 此外， 利用太阳能的蒸汽涡轮机发电设备中， 为了进行稳定的发电， 需要花费很大 精力来考虑与蓄热设备的组合等， 但是由于自然能源的特性， 通常会有难以达到额定。
11、输出 的情形。此外， 因连接的电力系统的关系会发生必须部分负载运转、 发电运转停止的情形。 在使用来自这样的利用太阳能的蒸汽涡轮机设备的蒸汽时， 根据发电设备侧的情况， 会有 不能确保海水淡化设备侧的必要的造水量的可能性， 对于这样的问题， 以往都没有给予考 虑。 说 明 书 CN 104074692 A 3 2/8 页 4 0011 本发明的目的， 在于提供在利用太阳能由蒸汽涡轮机进行发电和海水淡化的利用 太阳能的发电厂和海水淡化厂的统合系统中， 能够使发电厂和海水淡化厂这两者进行有效 运行的利用太阳能的发电厂和海水淡化厂的统合系统。 0012 此外， 本发明的其他目的在于提供即使蒸汽涡轮机。
12、发电设备侧的负载发生改变也 能向海水淡化设备侧供给所需蒸汽的利用太阳能的发电厂和海水淡化厂的统合系统。 0013 解决问题的方法 0014 本发明的利用太阳能的发电厂和海水淡化厂的统合系统的特征在于， 将利用太阳 能产生过热蒸汽的太阳能集热装置、 以水蒸汽作为热循环介质的凝汽式蒸汽涡轮机发电设 备与多级闪蒸型或多效型海水淡化设备进行组合， 由太阳能集热装置产生过热水蒸汽， 将 过热水蒸汽供给到蒸汽涡轮机发电设备， 并且从蒸汽涡轮机发电设备的蒸汽涡轮机中间段 抽取水蒸汽， 向海水淡化设备供给。 0015 此外， 本发明的利用太阳能的发电厂和海水淡化厂的统合系统的特征在于， 进一 步设置绕过 （）。
13、 蒸汽涡轮机而将水蒸汽调整压力和温度从太阳能集热装置供给到 海水淡化设备的系统， 或者， 设置配置多个从蒸汽涡轮机进行抽取水蒸汽的段落， 调整抽取 后的水蒸汽的压力和温度来供给到海水淡化设备的系统。 0016 发明效果 0017 根据本发明， 可以得到能够使发电厂和海水淡化厂这两者进行有效运行的利用太 阳能的发电厂和海水淡化厂的统合系统。 0018 此外， 根据本发明， 即使蒸汽涡轮机发电设备侧的负载发生改变也能向海水淡化 设备侧供给所需蒸汽。 0019 上述以外的问题、 结构和效果， 通过以下实施方式的说明而更明晰。 附图说明 0020 图 1 是表示本发明的利用太阳能的发电厂和海水淡化厂的。
14、统合系统的一个实施 例的图。 0021 图 2 是表示本发明的利用太阳能的发电厂和海水淡化厂的统合系统的另一实施 例的图。 0022 符号说明 0023 1 ： 太阳， 2 ： 太阳光线， 3 ： 槽型镜， 4 ： 热介质循环泵， 5 ： 槽型集热器出口配管， 6 ： 蒸 汽过热器， 7 ： 水蒸发器， 8 ： 蒸汽涡轮机， 9 ： 脱气器， 10 ： 太阳能集热装置供水泵， 11 ： 循环水 泵， 12 ： 循环水泵出口阀， 13 ： 凝汽器入口循环水配管， 14 ： 凝汽器， 15 ： 凝汽器出口循环水配 管， 16 ： 海水淡化装置海水供给分支管， 17 ： 海水淡化装置海水入口阀， 1。
15、8 ： 海水淡化装置海 水入口配管， 19 ： 蒸汽加减阀， 20 ： 蒸汽涡轮机抽汽阀， 21 ： 海水淡化装置蒸汽供给配管， 22 ： 主蒸汽喷射器， 23 ： 放气喷射器， 24 ： 海水入口配管， 26 ： 浓缩海水排出泵， 27 ： 浓缩海水排出 配管， 28 ： 海水排出配管， 29 ： 海水泄水路， 30 ： 造水移送泵， 31 ： 海水取水路， 32 ： 造水储存箱 水位调节阀， 33 ： 造水储存箱， 34 ： 造水移送卡车， 35 ： 造水配管， 36 ： 造水储存箱侧分支阀， 37 ： 凝汽器补给水入口阀， 38 ： 造水储存箱入口配管， 39 ： 凝汽器入口配管， 40。
16、 ： 凝汽器入口 循环水配管， 41 ： 凝汽器出口循环水配管， 42 ： 凝汽器入口阀， 43 ： 凝汽器出口阀， 44 ： 凝汽器 侧蒸汽涡轮机绕路阀， 45 ： 蒸汽过热器出口配管， 46 ： 海水淡化装置侧蒸汽涡轮机绕路管， 说 明 书 CN 104074692 A 4 3/8 页 5 47 ： 蒸汽涡轮机入口配管， 48 ： 凝汽器侧蒸汽涡轮机绕路阀入口配管， 49 ： 海水淡化装置侧 降温器， 51 ： 第 1 凝汽器出口海水配管， 50 ： 凝汽泵， 52 ： 第 2 效用室入口海水阀， 53 ： 第 1 效 用室入口海水阀， 54 ： 海水排出阀， 55 ： 海水喷雾主阀， 5。
17、6 ： 第 1 效用室， 57 ： 第 2 效用室， 58 ： 第 1 凝汽器， 59 ： 第 2 凝汽器， 60 ： 菲涅尔型加热器镜， 61 ： 菲涅尔型加热器集热管， 62 ： 菲涅 尔型蒸发器镜， 63 ： 菲涅尔型蒸发器集热管， 64 ： 菲涅尔型蒸发器汽水分离器， 65 ： 汽水分离 器出口配管， 66 ： 塔型集热塔， 67 ： 菲涅尔型蒸发器循环泵， 68 ： 定日镜 （Heliostat） ， 70 ： 凝 汽器侧降温器， 73 ： 海水淡化装置用降温器， 80 ： 海水淡化装置用海水泵， 81 ： 海水淡化装置 用海水泵出口阀， 82 ： 海水淡化装置用海水泵出口配管， 9。
18、0 ： 发电机， 91 ： 给水控制阀， 92 ： 海 水淡化设备用蒸汽抽汽管， 93 ： 脱气器加热蒸汽抽汽管， 94 ： 浓缩海水室， 95 ： 海水淡化装置 侧蒸汽涡轮机绕路阀， 96 ： 主蒸汽喷射器出口配管， 100 ： 控制装置。 具体实施方式 0024 以下， 使用附图来详细说明实施例。 0025 实施例 1 0026 使用图 1 来说明本发明的实施例 1。本实施例是仅以太阳能即可发电运转和造水 运转的统合了太阳能发电厂和太阳能海水淡化厂的系统 （利用太阳能的发电厂和海水淡化 厂的统合系统） 。 0027 本实施例的利用太阳能的发电厂和海水淡化厂的统合系统主要是将太阳能集热 装置。
19、、 蒸汽涡轮机发电设备和海水淡化设备组合起来。 0028 本实施例的太阳能集热装置构成为利用太阳能生成过热蒸汽， 或作为槽型太阳能 集热装置而构成。本实施例的槽型太阳能集热装置的主要构成具有将来自太阳 1 的太阳光 线 2 进行反射而收集太阳热能且将热能聚集于热介质的槽型镜 3、 槽型集热器出口配管 5、 蒸汽过热器 6、 水蒸发器 7 和热介质循环泵 4。一般地， 热介质使用与涡轮机轴承润滑油同 类的油类。 0029 从热介质循环泵 4 流出的热介质在槽型镜 3 中被太阳能加热， 被加热到高温的热 介质经过槽型集热器出口配管 5 流入到蒸汽过热器 6。高温的热介质在蒸汽过热器 6 中使 从水。
20、蒸发器 7 产出的饱和蒸汽过热， 产生使蒸汽涡轮机发电设备的蒸汽涡轮机 8 转动的主 蒸汽。需说明的是， 太阳能集热装置中产生的蒸汽同时包括海水淡化设备的驱动蒸汽。在 蒸汽过热器 6 中放出能量而成为中温的热介质作为水蒸发器 7 中的加热介质来使用。水蒸 发器 7 中供给来自蒸汽涡轮机发电设备侧的给水。在水蒸发器 7 中放出能量而成为低温的 热介质通过热介质循环泵 4 再度向槽型镜 3 输送。需说明的是， 太阳能集热装置不仅是槽 型太阳能集热装置， 还可以是菲涅尔型或塔型、 塔型与菲涅尔型或槽型进行组合的混合型 的太阳能集热装置。 0030 此外， 太阳能发电装置还可以在白天对来自太阳的热进行。
21、集热， 由该热产生蒸汽 并供给到蒸汽涡轮机来运转发电机发电， 同时将该热的一部分在白天蓄热， 在夜间使蓄热 的太阳能放热， 由该热来产生蒸汽并供给到蒸汽涡轮机来运转发电机发电。通过这样的结 构， 海水淡化设备在夜间也可以得到蒸汽来造水。 0031 本实施例的蒸汽涡轮机发电设备是使用水蒸汽作为热循环介质的凝汽式蒸汽涡 轮机发电设备， 作为主要构成， 具有蒸汽加减阀 19、 蒸汽涡轮机入口配管 47、 蒸汽涡轮机 8 说 明 书 CN 104074692 A 5 4/8 页 6 和蒸汽涡轮机发电机90， 此外， 还具有由凝汽器14、 凝汽泵50、 脱气器9、 太阳能集热装置给 水泵 10、 给水控。
22、制阀 91 等构成的凝汽给水系统。在凝汽器 14 的冷却水使用海水时， 安装 从海岸导入海水的海水取水路 31、 循环水泵 11、 循环水泵出口阀 12、 凝汽器入口循环水配 管13、 凝汽器入口阀42、 凝汽器入口循环水配管40、 凝汽器出口循环水配管41、 凝汽器出口 阀 43、 凝汽器出口循环水配管 15 和海水泄水路 29。此外， 蒸汽涡轮机 8 中， 设置从中间段 抽取蒸汽的抽汽管。本实施例中， 除了脱气器加热蒸汽抽汽管 93 之外， 还设置海水淡化设 备用蒸汽抽汽管 92。 0032 本实施例中， 作为海水淡化设备使用多效型海水淡化装置。本实施例的多效型海 水淡化装置的主要构成具有。
23、第 1 效用室 56、 第 2 效用室 57、 第 1 凝汽器 58、 第 2 凝汽器 59、 浓缩海水室 94、 海水淡化装置蒸汽供给配管 21、 主蒸汽喷射器 22、 主蒸汽喷射器出口配管 96、 放气喷射器 23、 海水淡化装置海水入口配管 18、 第 1 凝汽器出口海水配管 51、 海水入口 配管 24、 海水排出配管 28、 浓缩海水排出配管 27、 造水配管 35 等。此外， 在海水入口配管 24 中设置海水喷雾主阀 55、 第 2 效用室入口海水阀 52、 第 1 效用室入口海水阀 53。此外， 在浓缩海水排出配管 27 中设置浓缩海水排出泵 26， 在造水配管 35 中设置造水。
24、输送泵 30。 此外， 在海水淡化装置海水入口配管 18 中设置海水淡化装置海水入口阀 17， 在海水排出配 管 28 中设置海水排出阀 54。需说明的是， 作为海水淡化设备， 除了多效型海水淡化装置之 外， 还可以使用多级闪蒸型海水淡化装置。对应造水量的大小， 多级闪蒸型、 多效型二者都 需要从小蒸汽流量到大蒸汽流量的规定压力的水蒸汽。 0033 然后， 在说明图 1 的太阳能集热装置、 蒸汽涡轮机发电设备、 海水淡化设备中各流 体的流动的同时， 说明太阳能集热装置、 蒸汽涡轮机发电设备、 海水淡化设备相互的系统协 作结构。 0034 首先， 对太阳能集热装置、 蒸汽涡轮机发电设备、 海水淡。
25、化设备中的输出、 蒸汽量、 造水量的关系进行说明。 0035 本实施例中， 由太阳能集热装置和蒸汽涡轮机发电设备构成的太阳能发电厂使用 输出为中等规模的发电厂。需说明的是， 这里所述的输出为中等规模的太阳能发电厂是指 标称输出为约50MWe级250MWe级的程度。 比该输出略低或比该输出略高的太阳能发电厂 也适用本实施例。另一方面， 太阳能海水淡化厂的造水量， 约为 500t/D （20.8t/h） 9000t/ D （375t/h） 。即， 如果作为输出与主蒸汽流量的比例的蒸汽比率为约 3.5， 则对应于约 50MWe 级250MWe级程度的蒸汽涡轮机的主蒸汽流量则必须为175t/h875t。
26、/h。 另一方面， 如果 增益输出比 （gain output ratio） 例如为 8， 则造水 500t/D（20.8t/h） 9000t/D（375t/ h） 所需的蒸汽流量为 2.6t/h 46.9t/h， 那么从标称输出为 50MWe 级 250MWe 级的蒸汽 涡轮机中间段进行抽汽就变得完全可能。 在需要如此以上的造水量时， 根据需要， 谋求增大 太阳能蒸汽发生装置的容量或使蒸汽涡轮机大型化。 0036 使用太阳 1 的热能在槽型太阳能集热装置中的蒸汽过热器 6 中产生的高温水蒸 汽， 经过蒸汽过热器出口配管45后， 在通常的运转中 （以额定负载运转中） ， 经过蒸汽加减阀 19 。
27、而在蒸汽涡轮机入口配管 47 内流动， 被导入蒸汽涡轮机 8。导入到蒸汽涡轮机 8 的高温 水蒸汽， 使蒸汽涡轮机 8 运转而驱动发电机 90 进行发电。 0037 蒸汽涡轮机 8 的排气蒸汽被送至凝汽器 14， 冷却而成为凝汽。凝汽器 14 的冷却 水使用海水。具体的， 流过海水取水路 31 的海水由循环水泵 11 升压， 经过循环水泵出口阀 说 明 书 CN 104074692 A 6 5/8 页 7 12、 凝汽器入口循环配水管 13、 凝汽器入口阀 42 被送至凝汽器 14， 作为凝汽器的冷却水来 使用。 从凝汽器流出的凝汽器温排水， 经过凝汽器出口循环水配管41， 进一步经过凝汽器出。
28、 口阀 43， 被排出到海水泄水路 29， 最终返回海中。 0038 凝汽器 14 的真空度通过真空泵 （省略图示） 等来确保真空状态。凝汽器 14 中的凝 汽由凝汽泵 50 取出， 送至脱气器 9。 0039 送至脱气器 9 的凝汽， 由脱气器加热蒸汽抽汽管 93 从蒸汽涡轮机 8 抽取的导入到 脱气器 9 的蒸汽进行加热脱气。由脱气器 9 加热脱气后的凝汽， 由太阳能集热装置给水泵 10 升压， 经过给水控制阀 91， 送至槽型太阳能集热装置的水蒸发器 7。 0040 另一方面， 从蒸汽涡轮机 8 的中间段， 选定整合至多效型海水淡化装置所要求的 压力而抽取蒸汽。本实施例中， 多效型海水淡。
29、化装置所要求的压力 （驱动蒸汽压） ， 例如设定 为 0.8MPaG， 在能够抽取符合该蒸汽压的蒸汽的蒸汽涡轮机 8 的中间段设置海水淡化设备 用蒸汽抽汽管 92。 0041 从蒸汽涡轮机抽取的蒸汽， 经过蒸汽涡轮机抽汽阀 20 和海水淡化装置用降温器 73， 流入到海水淡化装置蒸汽供给配管 21 内， 导入到主蒸汽喷射器 22。蒸汽涡轮机抽汽阀 20， 根据需要， 基于蒸汽汽压计 76 的测定值， 被控制装置 100 控制以达到规定的压力， 并被 控制开度以对应多效型海水淡化装置的造水量的大小而达到多效型海水淡化装置所要求 的蒸汽流量。 在海水淡化装置用降温器73中， 根据需要， 基于蒸汽温。
30、度计75的测定值， 调整 海水淡化装置用降温器调整阀 74 的开度， 调整来自从多个泵 50 的下游分支的配管的凝汽 的水量， 来对凝汽进行喷雾， 以达到规定的蒸汽温度 （例如该蒸汽压下的饱和温度 + 数十 的程度） 。需说明的是， 通常的运转中， 也可以使用海水淡化装置用降温器 73 来控制蒸汽温 度。 0042 从海水淡化装置蒸汽供给配管 21 流出的蒸汽， 分别被输送至主蒸汽喷射器 22 和 放气喷射器 23， 高度确保第 2 效用室 57、 第 2 凝汽器 59 的真空度。 0043 此外， 作为凝汽器 14 的冷却水而使用的海水的一部分， 经过从凝汽器入口循环水 配管13分支的海水淡。
31、化装置海水供给分支管16， 再经过海水淡化装置海水入口阀17、 海水 淡化装置入口配管 18， 作为原料海水而被输送至多效型海水淡化装置。 0044 海水淡化装置入口配管 18 的一部分， 位于第 2 凝汽器 59 和第 1 凝汽器 58 内， 流 过海水淡化装置入口配管 18 的海水， 在通过各自位于第 2 凝汽器 59 和第 1 凝汽器 58 内的 配管内时被连续加温， 流入到位于外部的第 1 凝汽器出口海水配管 51 内。加温后的海水， 从第 1 凝汽器出口海水配管 51 分流至海水喷雾主阀 55 侧 （海水入口配管 24） 和海水排出 阀 54 侧 （海水排出配管 28） 。 0045。
32、 流到海水喷雾主阀 55 侧的海水， 经过第 1 效用室入口海水阀 53 在第 1 效用室 56 内被喷雾， 同样， 经过第 2 效用室入口海水阀 52 在第 2 效用室 57 内海水被喷雾。经喷雾的 海水产生与各屋室的饱和蒸汽压力相当的水蒸汽。产生的水蒸汽再度液化， 分离淡水化后 的水分， 在各屋室内汇集而制作淡水。图 1 所示的实施例中， 显示了 2 个效用室的情形， 在 分为 3 个效用室时也同样处理。 0046 在第 2 效用室 57 内汇集的淡水， 在第 1 凝汽器 58 内与第 1 凝汽器 58 内的饱和蒸 汽在第 1 凝汽器 58 内的海水配管 （海水淡化装置海水入口配管 18）。
33、 中被冷却而转化为淡水 的水分合流， 流入作为相邻的屋室的第 2 凝汽器 59。此外， 第 2 凝汽器 59 内的饱和蒸汽， 同 说 明 书 CN 104074692 A 7 6/8 页 8 样在海水淡化装置海水入口配管 18 中被冷却， 转化为淡水， 滞留在第 2 凝汽室 59 内。在第 2 凝汽室滞留的淡水， 由造水输送泵 30 升压， 流入到造水配管 35 中。 0047 流入到造水配管 35 内的一部分淡水经过凝汽器补给水入口阀 37， 流过凝汽器补 给水入口配管 39， 补给到凝汽器 14。由于从蒸汽涡轮机的中间段抽出蒸汽而将水蒸汽供给 到海水淡化设备， 所以向蒸汽涡轮机发电设备的凝。
34、汽给水系统的补给水就是必须的。需说 明的是， 在补给的淡水的水质条件未满足蒸汽涡轮机发电设备所要求的水质条件时， 在凝 汽器补给水入口阀 37 的出口系统中有时会设置纯水供给装置等 （图 1 中未图示） 。 0048 流入造水配管 35 内的剩余的淡水 （除去向凝汽器 14 的补给水之外的剩余的淡水） 流过造水储存箱侧分支阀 36、 造水储存箱入口配管 38、 造水储存水位调节阀 32， 被输送至 造水储存箱 33 来储存。储存的造水由移动卡车 34 来运输。 0049 在图 1 中的第 1 效用室 56 的下部滞留的海水， 移动至相邻的第 2 效用室 57， 最终 滞留在浓缩海水室94。 在。
35、浓缩海水室94中汇集的蒸发了水分而盐分增高的浓缩海水， 使用 浓缩海水排出泵 26 流到浓缩海水排出配管 27 内， 排水到海水泄水路 29， 最终返回海中。 0050 需说明的是， 各屋室的压力都是负压状态， 但按绝对压力基准， 考虑到浓缩海水的 流动方向， 保证各屋室的压力为第 1 效用室 56 第 2 效用室 57 浓缩海水室 94 的关系。 0051 根据包括太阳能集热装置的蒸汽涡轮机发电设备侧的情况， 在以部分负载发电运 转或发电机 90 紧急停止而发电运转停止的情况下， 即使在这种情况下， 有时也希望使海水 淡化设备侧的造水运转照常继续。 0052 在停止发电运转的情况下， 关闭蒸。
36、汽加减阀 19， 使蒸汽涡轮机 8 停止， 打开海水淡 化装置侧涡轮机绕路阀 95， 使利用太阳能而产生的蒸汽流入到海水淡化装置侧蒸汽涡轮机 绕道管 46 内， 导入海水淡化装置蒸汽供给配管 21。绕过蒸汽涡轮机 8 而导入的蒸汽与从 中间段抽出的蒸汽相比为高温高压， 因而要在海水淡化装置侧降温器 49 降温后再导入海 水淡化装置蒸汽供给配管 21。海水淡化装置侧涡轮机绕路阀 95 基于蒸汽压计 76 的测定 值， 被控制装置 100 控制以得到规定的压力， 另外， 被控制开度以对应多效型海水淡化装置 的造水量来达到多效型海水淡化装置所要求的蒸汽流量。在海水淡化装置用降温器 73 中， 根据需。
37、要， 基于蒸汽温度计75的测定值， 调整海水淡化装置用降温器调整阀74的开度来对 凝汽进行喷雾， 以达到规定的蒸汽温度。 0053 在利用太阳能产生的蒸汽不供给到蒸汽涡轮机发电设备的蒸汽涡轮机的情况下、 在太阳能集热装置中产生海水淡化装置所要求的蒸汽以上的蒸汽的情况下、 在主蒸汽压力 异常上升的情况下， 打开凝汽器侧蒸汽涡轮机绕道阀 44， 使太阳能集热装置中产生的蒸汽 的一部分流入到凝汽器侧蒸汽涡轮机绕道阀入口配管 48， 导入到凝汽器 14。在导入到凝汽 器 14 时， 打开凝汽器用降温器调整阀 74， 在凝汽器侧降温器 70 中对凝汽喷雾， 使太阳能集 热装置中产生的蒸汽降温， 从而导入。
38、。导入的蒸汽在凝汽器 14 中转为凝汽。即使在蒸汽涡 轮机发电设备的发电运转停止的情况下， 循环水泵11继续运转， 继续向凝汽器14供给海水 以使蒸汽能够冷却。 此外， 即使在蒸汽涡轮机发电设备的发电运转停止的情况下， 也使凝汽 器 14 以外的凝汽给水系统 （凝汽泵 50、 脱气器 9、 太阳能集热装置给水泵 10、 给水控制阀 91 等） 继续运转， 以便太阳能集热装置中能够继续产生蒸汽。需说明的是， 向脱气器 9 供给的 加热蒸汽， 是由凝汽器侧蒸汽涡轮机绕道阀入口配管 48 的分支来供给的 （省略图示） 。 0054 通过这样， 即使在蒸汽涡轮机发电设备的发电运转停止的情况下， 也能确。
39、保海水 说 明 书 CN 104074692 A 8 7/8 页 9 淡化设备侧所需要的规定压力的蒸汽， 海水淡化设备的造水运转得以继续。 0055 此外， 在缩小蒸汽加减阀 19 的开度， 蒸汽涡轮机发电设备以部分负载进行发电运 转的情况下， 与发电运转停止的状况相同， 打开海水淡化装置侧涡轮机绕道阀 95， 将太阳能 集热装置产生的蒸汽的一部分流入到海水淡化装置侧蒸汽涡轮机绕道管 46 内， 降温后， 导 入到海水淡化装置蒸汽供给配管 21。此时， 也可以关闭蒸汽涡轮机抽汽阀 20， 还可以通过 控制装置 100 来控制蒸汽涡轮机抽汽阀 20 和海水淡化装置侧涡轮机绕道阀 95 的开度， 。
40、基 于蒸汽压力计 76 的测定值来达到规定的压力。除此之外， 与发电运转停止的情形相同地来 进行应对。 例如， 打开凝汽器侧蒸汽涡轮机绕道阀44， 将太阳能集热装置产生的蒸汽的一部 分流入凝汽器侧蒸汽涡轮机绕道阀入口配管 48， 导入到凝汽器 14。此外， 除了打开海水淡 化装置侧涡轮机绕道阀 95， 将太阳能集热装置产生的蒸汽的一部分流入海水淡化装置侧蒸 汽涡轮机绕道管46内， 导入到海水淡化装置蒸汽供给配管21的方法之外， 还可以构成为从 蒸汽涡轮机 8 的多个部位抽取蒸汽， 一般情况时从下游侧的抽汽配管抽汽， 在部分负载时 也可以从上游侧的抽汽配管抽取蒸汽， 将海水淡化设备侧所要求的规定。
41、蒸汽压的蒸汽导入 到海水淡化装置蒸汽供给配管 21。 0056 此外， 在蒸汽涡轮机发电设备正常运转中 （额定负载运转中） 而多效型海水淡化装 置因某些情况而紧急停止时， 关闭蒸汽涡轮机抽汽阀 20， 打开凝汽器侧蒸汽涡轮机绕道阀 44， 将太阳能集热装置产生的过剩蒸汽在凝汽器侧降温器 70 中降温， 在凝汽器 14 中回收。 如此， 即使海水淡化设备侧紧急停止， 也可以继续进行蒸汽涡轮机发电设备的发电运转。 0057 根据本实施例， 通过选择蒸汽涡轮机的抽汽部位， 可以容易地得到海水淡化设备 所必须的规定压力的水蒸汽。 此外， 在蒸汽涡轮机发电设备的正常运行中的状态下， 通过选 定抽汽的部位。
42、， 可以不降低抽取的蒸汽的温度、 压力来供给到海水淡化设备， 可以有效地利 用抽取的蒸汽。 因此， 在不降低蒸汽涡轮机的效率的情况下， 能将海水淡化设备所要求的大 量的蒸汽从蒸汽涡轮机发电设备供给到海水淡化设备， 能够得到能将发电厂和海水淡化厂 二者有效运行的利用太阳能的发电厂和海水淡化厂的统合系统。 0058 此外， 根据本实施例， 即使改变蒸汽涡轮机发电设备侧的负载 （也包括停止发电运 转） ， 由于例如将太阳能集热装置产生的蒸汽绕过蒸汽涡轮机， 调整温度、 压力而供给到海 水淡化设备侧， 也可以对海水淡化设备侧继续供给所需的蒸汽， 不降低海水淡化设备的造 水量而继续运转。 0059 进而。
43、， 本实施例中， 由于设置了将太阳能集热装置产生的蒸汽导入到凝汽器的系 统， 从而可以使太阳能发电厂的发电运转或太阳能海水淡化厂的造水运转安全地单独运 转。因此， 对应于电和水的需求， 可以单独发电运转或单独造水运转， 可以实现运行性优良 的利用太阳能的发电厂和海水淡化厂的统合系统。此外， 即使在太阳能发电厂的发电急停 的情况下， 也可以安全地继续太阳能海水淡化厂的造水运转， 或者相反， 即使太阳能海水淡 化厂紧急停止， 也可以安全地继续太阳能发电厂的发电运转。 0060 进而， 根据本实施例， 由于不燃烧化石燃料而利用太阳能， 产生大量的蒸汽， 使用 该蒸汽来发电且造水， 因此， 没有因化石。
44、燃料的燃烧而产生的二氧化碳， 可以大量制造对环 境友好的廉价的电和水。 0061 实施例 2 0062 使用图2来说明本发明的实施例2。 本实施例同样， 是仅以太阳能即可发电运行和 说 明 书 CN 104074692 A 9 8/8 页 10 造水运行的将太阳能发电厂和太阳能海水淡化厂进行统合的系统 （利用太阳能的发电厂和 海水淡化厂的统合系统） 。 0063 本实施例与图 1 所示的实施例在太阳能集热装置的形式、 向蒸汽涡轮机的凝汽器 的海水冷却水系统和向海水淡化装置的海水供给系统的构成方面不同。 即， 本实施例中， 太 阳能集热装置使用应用菲涅尔镜和定日镜的混合型太阳能集热装置。此外， 。
45、将向蒸汽涡轮 机凝汽器的海水冷却水系统和向海水淡化装置的海水供给系统分离。除此之外， 基本与实 施例 1 相同， 省略对这些的说明。 0064 本实施例的混合型太阳能集热装置中， 作为热介质使用水。由菲涅尔型加热器镜 60 将太阳光线 2 汇集到菲涅尔型加热器集热管 61 上， 由太阳能集热装置给水泵 10 输送的 给水通入菲涅尔型加热器集热管 61 而被加热。被菲涅尔型加热器集热管 61 加热后的水通 入菲涅尔型蒸发器集热管 63， 由菲涅尔型蒸发器镜 62 向菲涅尔型蒸发器集热管 63 汇集太 阳光线 2， 利用由此产生的太阳能来蒸发。在菲涅尔型蒸发器集热管 63 中蒸发的汽水流入 菲涅尔。
46、型蒸发器汽水分离器 64， 分离为饱和蒸汽和饱和排水。饱和排水通过菲涅尔型蒸发 器循环泵 67 输送至菲涅尔型蒸发器集热管 63。 0065 在菲涅尔型蒸发器汽水分离器 64 中分离后的饱和蒸汽， 流入菲涅尔型蒸发器汽 水分离器出口配管 65 内， 流入塔型集热塔 66， 由多个定日镜 68 反射汇集的太阳能进行加 热， 蒸汽温度上升而成为过热蒸汽。过热蒸汽经过蒸汽过热器出口配管 45 作为蒸汽涡轮机 8的驱动蒸汽和海水淡化装置的驱动蒸汽来使用。 与图1所示的实施例相同， 从蒸汽涡轮机 8 的中间段抽取的蒸汽作为多效型海水淡化装置的驱动蒸汽。 0066 本实施例中， 太阳能集热装置的热介质和蒸。
47、汽涡轮机发电设备的热循环介质是水 / 水蒸汽， 使用共同的介质而将热介质循环统合化。即， 形成使用水 / 水蒸汽作为热介质而 生成过热蒸汽的太阳能集热装置和使用水蒸汽作为热循环介质的凝汽式蒸汽涡轮机发电 设备。而且， 将从蒸汽涡轮机的中间段抽取的水蒸汽供给到海水淡化设备。太阳能集热装 置、 蒸汽涡轮机发电设备、 海水淡化设备均使用相同的介质来工作。 0067 此外， 本实施例中， 循环水泵11用来专门向蒸汽涡轮机的凝汽器14输送海水冷却 水。此外， 多效型海水淡化装置所必须的海水， 由专用的海水淡化装置用海水泵 80 来升压， 经过海水淡化装置用海水泵出口阀 81， 流入海水淡化装置用海水泵出。
48、口配管 82 内， 之后， 与实施例1同样， 流过海水淡化装置海水入口阀17， 流入海水淡化装置海水入口配管18内， 供给到多效型海水淡化装置。 通过这样的构成， 不需要使用大型的海水泵， 另外在发电设备 单独运转时， 不需要使海水淡化装置用海水泵 80 工作， 因而可以压低运转成本。 0068 本实施例中也得到了能将发电厂和海水淡化厂二者有效运行的利用太阳能的发 电厂和海水淡化厂的统合系统， 另外， 可以实现与实施例 1 同样的即使改变蒸汽涡轮机发 电设备侧的负载也能提供海水淡化侧所需的蒸汽等效果。 0069 此外， 本发明不限于上述实施例， 还含有各种变形例。例如， 上述实施例是为了容 易地了解本发明而进行的详细说明， 当然不限定为具备所说明的全部构成。 此外， 也可将实 施例的构成的一部分置换到其他实施例的构成， 且可以在某实施例中添加其他实施例的构 成。此外， 各实施例的构成的一部分， 也可以追加、 消除、 置换其他结构。 说 明 书 CN 104074692 A 10 1/2 页 11 图 1 说 明 书 附 图 CN 104074692 A 11 2/2 页 12 图 2 说 明 书 附 图 CN 104074692 A 12 。