本發(fā)明屬于核能蒸汽應用，具體涉及一種核能蒸汽多功能應用系統(tǒng)。
背景技術：
1、海水淡化是指脫除海水中的大部分鹽分,使處理后的水符合用水標準的水處理技術的總稱。海水淡化技術的種類很多,但適于產業(yè)化的主要有反滲透法和蒸餾法，蒸餾法主要有多級閃蒸、低溫多效和壓汽蒸餾技術。現(xiàn)有技術中，核電蒸汽最主要的應用場景是核能蒸汽推動汽輪機發(fā)電，近年也發(fā)展出利用核能蒸汽實現(xiàn)居民供熱、工業(yè)供熱的場景。目前，核能蒸汽的進一步應用拓展較為局限，利用核電站的蒸汽作為海水淡化的能源來源，該手段可以充分利用核電站的基礎設施，降低海水淡化廠的建設和運營成本，但現(xiàn)有技術中缺乏相關核電站蒸汽應用系統(tǒng)。
技術實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明提出了一種核能蒸汽多功能應用系統(tǒng)，用于解決現(xiàn)有技術中缺少核能蒸汽應用于海水淡化和制冷等多場景的系統(tǒng)的問題。
2、本發(fā)明的技術方案如下：
3、本發(fā)明提供了一種核能蒸汽多功能應用系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括氨水吸收式制冷裝置、海水凍結蓄冷淡化模塊、二次凍結蓄冷淡化模塊、換熱器a、四通切換閥b、四通切換閥a、換熱器b和空調換熱模塊，氨水吸收式制冷裝置采用蒸汽提供熱源，氨水吸收式制冷裝置設有冷卻水通道和制冷通道，制冷通道內溶液被氨水吸收式制冷裝置冷卻；制冷通道的入口連接換熱器a的管側出口，換熱器a的管側入口連接四通切換閥b；制冷通道的出口連接四通切換閥a，四通切換閥a和四通切換閥b的其余三個通道分別連接海水凍結蓄冷淡化模塊、二次凍結蓄冷淡化模塊和換熱器b；換熱器a和換熱器b的殼側連接空調換熱模塊。
4、在一些實施例中，氨水吸收式制冷裝置制冷通道內溶液為乙二醇溶液，氨水吸收式制冷裝置將乙二醇溶液溫度降低至0攝氏度以下；氨水吸收式制冷裝置采用蒸汽提供熱源的蒸汽為核能蒸汽或工業(yè)余熱蒸汽。
5、在一些實施例中，海水凍結蓄冷淡化模塊和二次凍結蓄冷淡化模塊包括撬裝模塊箱式海水凍結室和金屬換熱管，撬裝模塊箱式海水凍結室上設有海水入口和海水出口，海水凍結蓄冷淡化模塊的撬裝模塊箱式海水凍結室通過管道將淡化后海水輸送到二次凍結蓄冷淡化模塊的撬裝模塊箱式海水凍結室，二次凍結蓄冷淡化模塊的撬裝模塊箱式海水凍結室的海水出口通過管道將二次凍結后的冰晶晶間鹽水輸送至海水凍結蓄冷淡化模塊的撬裝模塊箱式海水凍結室；海水凍結蓄冷淡化模塊和二次凍結蓄冷淡化模塊的金屬換熱管兩端分別連接四通切換閥a和四通切換閥b，金屬換熱管設置在撬裝模塊箱式海水凍結室內部，金屬換熱管在撬裝模塊箱式海水凍結室內部蛇形設置，蛇形設置增加金屬換熱管的換熱面積。
6、在一些實施例中，撬裝模塊箱式海水凍結室的海水出口為若干外部包裹絕熱材料的多孔非金屬合成管，多孔非金屬合成管設置在金屬換熱管的間隙；在進行凍結時，金屬換熱管外壁逐漸增厚的冰層將外側的濃海水排擠到多孔非金屬合成管內，濃海水從多孔非金屬合成管中排出。
7、在一些實施例中，制冷通道的出口與四通切換閥a的連接管道上設有循環(huán)泵b，四通切換閥b連接換熱器b的管側出口的連接管道上設有循環(huán)泵a。
8、在一些實施例中，空調換熱模塊包括循環(huán)泵c、換熱器c和溴化鋰吸收式制冷裝置，溴化鋰吸收式制冷裝置采用核能蒸汽提供熱源，溴化鋰吸收式制冷裝置設有冷卻水通道和制冷通道，制冷通道內溶液被溴化鋰吸收式制冷裝置冷卻；換熱器c的管側出口連接循環(huán)泵c，循環(huán)泵c分別通過管道連接換熱器a的殼側入口、換熱器b的殼側入口和溴化鋰吸收式制冷裝置的制冷通道的入口，換熱器c的管側入口分別通過管道連接換熱器a的殼側出口、換熱器b的殼側出口和溴化鋰吸收式制冷裝置的制冷通道的出口；換熱器c的殼側連接空調用戶。
9、在一些實施例中，空調換熱模塊為空調用戶，換熱器a和換熱器b對空調用戶的空調用水進行冷卻。
10、在一些實施例中，氨水吸收式制冷裝置的冷卻水通道和熱源通道連接水蒸汽再壓縮蒸餾裝置,水蒸汽再壓縮蒸餾裝置包括換熱器e、換熱器f、海水淡化裝置和除鹽床，溴化鋰吸收式制冷裝置熱源出口通過管道連接換熱器e殼側入口，氨水吸收式制冷裝置冷卻水出口通過管道連接換熱器e管側入口；換熱器e的管側出口通過管道連接換熱器f的管側入口，換熱器f的管側出口通過管道連接海水淡化裝置的入口，海水淡化裝置的出口通過管道連接換熱器f的殼側入口，換熱器f的殼側出口連接除鹽床，除鹽床用于凈化海水淡化裝置產生的冷凝水。
11、在一些實施例中，海水淡化裝置包括循環(huán)泵d、水蒸汽再壓縮蒸餾裝置、氣液分離器、水蒸汽壓縮機組件，水蒸汽再壓縮蒸餾裝置連接氣液分離器，水蒸汽再壓縮蒸餾裝置設有海水入口和水蒸汽入口，海水入口通過管道連接換熱器f的管側出口；氣液分離器通過管道分別連接水蒸汽壓縮機組件和循環(huán)泵，循環(huán)泵d通過管道連接水蒸汽再壓縮蒸餾裝置的海水入口，水蒸汽壓縮機組件通過管道連接水蒸汽再壓縮蒸餾裝置的水蒸汽入口；水蒸汽再壓縮蒸餾裝置連接不凝氣體排放管道，不凝氣體排放管道用于排除海水淡化過程中產生的不凝結氣體。
12、在一些實施例中，水蒸汽壓縮機組件包括水蒸汽壓縮機和蒸汽透平機，水蒸汽壓縮機連接蒸汽透平機，水蒸汽壓縮機通過管道分別連接氣液分離器和水蒸汽再壓縮蒸餾裝置的水蒸汽入口，蒸汽透平機通過核能蒸汽驅動做功。
13、在一些實施例中，水蒸汽壓縮機組件包括電動水蒸汽壓縮機，電動水蒸汽壓縮機通過管道分別連接氣液分離器和水蒸汽再壓縮蒸餾裝置的水蒸汽入口。
14、在一些實施例中，氨水吸收式制冷裝置熱源出口連接換熱器e殼側入口的管道上設有閥門c，不凝氣體排放管道上設有閥門a，海水淡化裝置的出口連接換熱器b的殼側入口的管道上設有閥門b。
15、實施本發(fā)明具有以下有益效果：
16、1、本發(fā)明提出了一種核能蒸汽多功能應用系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用海水凍結蓄冷淡化模塊和二次凍結蓄冷淡化模塊的吸收式制冷技術可以實現(xiàn)冷凍法海水淡化，同時可以起到冰蓄冷的效果，利用四通閥門的切換實現(xiàn)利用蒸汽驅動吸收式制冷裝置產生低溫冷能將海水進行凍結儲冷，并利用冰的冷量實現(xiàn)建筑物的制冷。而換熱器提供的熱量可以實現(xiàn)海水冰的熔融，生產淡化海水。該系統(tǒng)可以通過四通閥的切換可以實現(xiàn)儲冷、提冷、融冰、制冰等多種運行工況，靈活實現(xiàn)蒸汽制冷的冷門應用場景。拓展核能蒸汽除現(xiàn)有供熱場景外的其他用途。
17、2、本發(fā)明提出了一種核能蒸汽多功能應用系統(tǒng)，該系統(tǒng)的海水淡化方案中，海水凍結蓄冷淡化模塊和二次凍結蓄冷淡化模塊利用吸收式熱泵技術實現(xiàn)由熱制冷實現(xiàn)海水相變，析出的濃鹽水排出裝置實現(xiàn)海水脫鹽，融化后的海冰的鹽度得到大大降低，為了進一步降低淡化水的鹽濃度，通過二次凍結的方式進一步降低淡化水的鹽度，由此實現(xiàn)冷凍法海水淡化+冰蓄冷+空調制冷的多重利用場景，由此實現(xiàn)利用核能的熱+電+汽+冷+水的綜合利用場景。既可以豐富用能場景，又可以降低建筑物的綜合能耗，實現(xiàn)大型建筑物的低碳供能，減少碳排放強度。
1.一種核能蒸汽多功能應用系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括氨水吸收式制冷裝置(2)、海水凍結蓄冷淡化模塊(3)、二次凍結蓄冷淡化模塊(4)、換熱器a(10)、四通切換閥b(6)、四通切換閥a(5)、換熱器b(11)和空調換熱模塊，所述氨水吸收式制冷裝置(2)采用蒸汽提供熱源，所述氨水吸收式制冷裝置(2)設有冷卻水通道和制冷通道，所述制冷通道內溶液被所述氨水吸收式制冷裝置(2)冷卻；所述制冷通道的入口連接所述換熱器a(10)的管側出口，所述換熱器a(10)的管側入口連接所述四通切換閥b(6)；所述制冷通道的出口連接所述四通切換閥a(5)，所述四通切換閥a(5)和四通切換閥b(6)的其余三個通道分別連接所述海水凍結蓄冷淡化模塊(3)、二次凍結蓄冷淡化模塊(4)和換熱器b(11)的管側；所述換熱器a(10)和換熱器b(11)的殼側連接所述空調換熱模塊。
2.根據權利要求1所述的一種核能蒸汽多功能應用系統(tǒng)，其特征在于，所述氨水吸收式制冷裝置(2)制冷通道內溶液為乙二醇溶液，所述氨水吸收式制冷裝置(2)將乙二醇溶液溫度降低至0攝氏度以下；所述氨水吸收式制冷裝置(2)采用蒸汽提供熱源的蒸汽為核能蒸汽或工業(yè)余熱蒸汽。
3.根據權利要求2所述的一種核能蒸汽多功能應用系統(tǒng)，其特征在于，所述海水凍結蓄冷淡化模塊(3)和二次凍結蓄冷淡化模塊(4)包括撬裝模塊箱式海水凍結室和金屬換熱管，所述撬裝模塊箱式海水凍結室上設有海水入口和海水出口，所述海水凍結蓄冷淡化模塊(3)的撬裝模塊箱式海水凍結室通過管道將淡化后海水輸送到所述二次凍結蓄冷淡化模塊(4)的撬裝模塊箱式海水凍結室，所述二次凍結蓄冷淡化模塊(4)的撬裝模塊箱式海水凍結室的海水出口通過管道將二次凍結后的濃海水輸送至所述海水凍結蓄冷淡化模塊(3)的撬裝模塊箱式海水凍結室；所述海水凍結蓄冷淡化模塊(3)和二次凍結蓄冷淡化模塊(4)的金屬換熱管兩端分別連接四通切換閥a(5)和四通切換閥b(6)，所述金屬換熱管設置在所述撬裝模塊箱式海水凍結室內部，所述金屬換熱管在所述撬裝模塊箱式海水凍結室內部蛇形設置，蛇形設置增加所述金屬換熱管的換熱面積。
4.根據權利要求3所述的一種核能蒸汽多功能應用系統(tǒng)，其特征在于，所述撬裝模塊箱式海水凍結室的海水出口為若干外部包裹絕熱材料的多孔非金屬合成管，所述多孔非金屬合成管設置在金屬換熱管的間隙；在進行凍結時，所述金屬換熱管外壁逐漸增厚的冰層將外側的濃海水排擠到多孔非金屬合成管內，所述濃海水從所述多孔非金屬合成管中排出。
5.根據權利要求4所述的一種核能蒸汽多功能應用系統(tǒng)，其特征在于，所述制冷通道的出口與所述四通切換閥a(5)的連接管道上設有循環(huán)泵b(8)，所述四通切換閥b(6)連接換熱器b(11)的管側出口的連接管道上設有循環(huán)泵a(7)。
6.根據權利要求5所述的一種核能蒸汽多功能應用系統(tǒng)，其特征在于，所述空調換熱模塊包括循環(huán)泵c(9)、換熱器c(12)和溴化鋰吸收式制冷裝置(1)，所述溴化鋰吸收式制冷裝置(1)采用核能蒸汽提供熱源，所述溴化鋰吸收式制冷裝置(1)設有冷卻水通道和制冷通道，所述制冷通道內溶液被所述溴化鋰吸收式制冷裝置(1)冷卻；所述換熱器c(12)的管側出口連接循環(huán)泵c(9)，所述循環(huán)泵c(9)分別通過管道連接所述換熱器a(10)的殼側入口、換熱器b(11)的殼側入口和溴化鋰吸收式制冷裝置(1)的制冷通道的入口，所述換熱器c(12)的管側入口分別通過管道連接換熱器a(10)的殼側出口、換熱器b(11)的殼側出口和溴化鋰吸收式制冷裝置(1)的制冷通道的出口；所述換熱器c(12)的殼側連接空調用戶。
7.根據權利要求5所述的一種核能蒸汽多功能應用系統(tǒng)，其特征在于，所述空調換熱模塊為空調用戶，所述換熱器a(10)和換熱器b(11)對空調用戶的空調用水進行冷卻。
8.根據權利要求7所述的一種核能蒸汽多功能應用系統(tǒng)，其特征在于，所述氨水吸收式制冷裝置(2)的冷卻水通道和熱源通道連接水蒸汽再壓縮蒸餾裝置(19),所述水蒸汽再壓縮蒸餾裝置(19)包括換熱器e(15)、換熱器f(23)、海水淡化裝置和除鹽床(24)，所述溴化鋰吸收式制冷裝置(1)熱源出口通過管道連接所述換熱器e(15)殼側入口，所述氨水吸收式制冷裝置(2)冷卻水出口通過管道連接所述換熱器e(15)管側入口；所述換熱器e(15)的管側出口通過管道連接所述換熱器f(23)的管側入口，所述換熱器f(23)的管側出口通過管道連接所述海水淡化裝置的入口，所述海水淡化裝置的出口通過管道連接所述換熱器f(23)的殼側入口，所述換熱器f(23)的殼側出口連接除鹽床(24)，所述除鹽床(24)用于凈化所述海水淡化裝置產生的冷凝水。
9.根據權利要求8所述的一種核能蒸汽多功能應用系統(tǒng)，其特征在于，所述海水淡化裝置包括循環(huán)泵d(13)、水蒸汽再壓縮蒸餾裝置(19)、氣液分離器(20)、水蒸汽壓縮機組件，所述水蒸汽再壓縮蒸餾裝置(19)連接所述氣液分離器(20)，所述水蒸汽再壓縮蒸餾裝置(19)設有海水入口和水蒸汽入口，所述海水入口通過管道連接所述換熱器f(23)的管側出口；所述氣液分離器(20)通過管道分別連接水蒸汽壓縮機(17)組件和循環(huán)泵，所述循環(huán)泵d(13)通過管道連接所述水蒸汽再壓縮蒸餾裝置(19)的海水入口，所述水蒸汽壓縮機(17)組件通過管道連接所述水蒸汽再壓縮蒸餾裝置(19)的水蒸汽入口；所述水蒸汽再壓縮蒸餾裝置(19)連接不凝氣體排放管道，所述不凝氣體排放管道用于排除海水淡化過程中產生的不凝結氣體。
10.根據權利要求9所述的一種核能蒸汽多功能應用系統(tǒng)，其特征在于，所述水蒸汽壓縮機組件包括水蒸汽壓縮機(17)和蒸汽透平機(16)，所述水蒸汽壓縮機(17)連接蒸汽透平機(16)，所述水蒸汽壓縮機(17)通過管道分別連接所述氣液分離器(20)和水蒸汽再壓縮蒸餾裝置(19)的水蒸汽入口，所述蒸汽透平機(16)通過核能蒸汽驅動做功。
11.根據權利要求10所述的一種核能蒸汽多功能應用系統(tǒng)，其特征在于，所述水蒸汽壓縮機(17)組件包括電動水蒸汽壓縮機(17)，所述電動水蒸汽壓縮機(17)通過管道分別連接所述氣液分離器(20)和水蒸汽再壓縮蒸餾裝置(19)的水蒸汽入口。
12.根據權利要求11所述的一種核能蒸汽多功能應用系統(tǒng)，其特征在于，所述氨水吸收式制冷裝置(2)熱源出口連接換熱器e(15)殼側入口的管道上設有閥門c(25)，所述不凝氣體排放管道上設有閥門a(18)，所述海水淡化裝置的出口連接換熱器b(11)的殼側入口的管道上設有閥門b(22)。