核能海水淡化
核电站海水淡化与水热同输项目经济性分析
核电站海水淡化与水热同输项目经济性分析发布时间：2021-06-29T11:00:29.250Z 来源：《基层建设》2021年第5期作者：宋晓磊李欣[导读] 摘要：受我国环保政策、能源供给和排放指标限制要求，高能耗产业基地或工业园区亟需清洁供热热源解决方案。
中国核电工程有限公司河北分公司石家庄 050000摘要：受我国环保政策、能源供给和排放指标限制要求，高能耗产业基地或工业园区亟需清洁供热热源解决方案。
以核能替代部分传统热源，是当前工业减排污染物的有效途径，也是优化能源结构的优先选择。
同时为了缓解北方区域水资源短缺，将原料海水经淡化后向城市供水。
本文采用非供暖季供水，供暖季供水和供热的设计理念，通过分析研究主要工艺流程的经济性比较，以假设核电站海水淡化与水热同输项目案例为依托，在供热量、供热价格、供水量均固定不变的基础上，测算融资前后水价的盈亏平衡价格，以及在保证资本金内部收益率8%的前提下的水价，并与市政水价进行比较，对类似工程具有参考意义。
关键词：清洁供热；海水淡化与水热同输；经济性分析引言随着我国针对环保政策力度的不断加强，新建常规热源难度较大，高能耗产业基地或工业园区亟需清洁供热热源解决方案。
以核能替代部分传统热源，不但可以减少煤炭的开采、运输和燃烧总量，而且是工业减排污染物的有效途径，是应对雾霾天气、治理大气污染的重要选择，也是优化能源结构的优先选择，同时也进一步缓解了北方区域水资源短缺的问题。
当前核电站常规岛汽轮机供热抽汽技术已经过汽轮机厂家技术分析论证，可在汽轮机设计上进行适当调整，以满足抽汽供热的要求，此方法已具备实际可操作性。
本文将以假设核电站海水淡化与水热同输项目案例为背景，对主要工艺流程进行经济性分析研究，测算水价，并与市政供水价格比较，分析海水淡化与水热同输经济性。
1.工程概况以核电站海水淡化与水热同输方案设计案例为背景，该地区供暖季4个月，其余为非供暖季，水热用户距离核电站约100km。
海水淡化的方法和原理
海水淡化的方法主要有以下几种：1. 蒸馏法：利用热能将海水加热，使其蒸发成为水蒸气，再通过冷凝将水蒸气转化为淡水。
这是一种传统的淡化技术，但是能耗较高。
2. 反渗透法：利用一种薄薄的具有多孔结构的“反渗透膜”作为核心部件，在加压条件下，薄膜只能让水通过，把盐类物质拒绝于薄膜外，这样淡水和盐类就分开了。
3. 电解法：通过电化学原理，将海水分解成氢氧离子，然后利用离子交换膜将离子分离，从而得到淡水。
4. 太阳能蒸馏法：利用太阳能将海水蒸发，通过加热和冷却系统收集蒸发后的水蒸气，得到淡水。
5. 冷凝法：通过利用海水中的热能，将大气中的水蒸气凝结成水滴，再收集凝结后的水滴得到淡水。
6. 电渗析法：利用电场作用，将海水中的离子和水分开。
这种方法需要消耗电能，但可以处理含盐量较高的海水。
7. 反渗透+蒸馏组合法：这是一种组合技术，将反渗透和蒸馏两种技术结合起来，以提高海水淡化的效率和降低能耗。
8. 膜蒸馏法：利用热能将海水加热，使其蒸发成为水蒸气，再通过膜蒸馏技术将水蒸气转化为淡水。
膜蒸馏技术能够有效地去除海水中的盐分和其他有害物质。
9. 压汽蒸馏法：利用压缩机将海水加压，使其蒸发成为水蒸气，再通过冷凝将水蒸气转化为淡水。
这种方法能耗较低，但需要处理压缩过程中产生的热量。
10. 核能淡化法：利用核能将海水加热，使其蒸发成为水蒸气，再通过冷凝将水蒸气转化为淡水。
这种方法能够为大规模的淡化工厂提供足够的能源，但需要处理核废料和安全问题。
以上是几种常见的海水淡化方法和原理，每种方法都有其优缺点，需要根据实际需求和应用场景选择合适的技术。
随着科技的不断进步，未来还可能出现更多新型的海水淡化技术。
核能在水处理和净化中的应用
核能在水处理和净化中的应用核能作为一种重要的能源资源，不仅在电力生产中发挥着重要作用，同时在水处理和净化方面也有着广泛的应用。
本文将对核能在水处理和净化中的应用进行探讨。
1. 核能在海水淡化中的应用海水淡化是指将海水转化为淡水的过程，核能在其中发挥着重要的作用。
传统的海水淡化方法包括蒸馏和反渗透，而核能可以为这些过程提供能源供应。
例如，核能可以用来加热海水，使其蒸发，然后通过冷凝将蒸汽转化为淡水。
此外，核能还可以为反渗透过程提供所需的高压和高温条件，以过滤出淡水。
这样的应用使得核能成为海水淡化技术中的重要驱动力。
2. 核能在污水处理中的应用核能在污水处理中的应用同样具有重要意义。
污水处理过程中，通常需要大量的能源来推动污水的流动、搅拌和处理。
核能可以作为一种清洁、高效的能源来源，为污水处理厂提供电力供应，同时也可以为处理过程提供所需的热能。
这种方式不仅可以减少对传统能源的依赖，还可以降低处理成本和环境污染。
3. 核能在放射性污水处理中的应用放射性污水处理是核能应用领域的一个特殊领域。
核能产生的放射性废液需要进行安全处理，以防止对环境和人类的潜在危害。
核能在这方面发挥着重要作用，可以利用核反应堆进行放射性废液的有效处理和转化。
通过核能技术，可以将放射性物质分解为较稳定的非放射性物质，降低污染的风险。
同时，核能还可以提供所需的电力和热能，为放射性污水处理提供动力支持。
4. 核能在水净化中的应用除了海水淡化和污水处理外，核能还在水净化中发挥着关键作用。
水净化是指对水中的杂质、污染物和有害物质进行去除的过程，核能可以为这个过程提供所需的能量和热源。
例如，在核能的驱动下，可以利用蒸馏和过滤等方法去除水中的杂质，使其达到安全饮用水标准。
此外，核能还可以用来驱动化学反应，消除水中的有机物和重金属离子等有害物质。
综上所述，核能在水处理和净化中的应用具有重要意义。
无论是海水淡化、污水处理、放射性污水处理还是水净化，核能都可以为这些过程提供所需的能源和热能。
核能海水淡化与供热技1
核能海水淡化与供热技术2009年02月16日张亚军黄文余瑞霞[摘要] 由清华大学自主研发、中核能源科技有限公司负责产业化推广的一体化全功率自然循环壳式核供热堆技术，可以用于区域供热和制冷、海水（苦咸水）淡化、以及水、热、冷、电联供等。
具有安全可靠、综合利用程度高、经济竞争力强等特点。
本文介绍了海水淡化与集中供热技术的发展趋势，以及一体化壳式核供热堆技术的商业目标和新进展。
Nuclear Power Seawater Desalination and Heating TechnologyZHANG Yajun, HUANG Wen, YU RuixiaAbstract: The vessel type nuclear power heating reactor with integrated arrangement, full power natural circulation is developed by Tsinghua University. Chinergy Co., Ltd. is in charge of its industrialization. The reactor can be used for district heating and cooling, seawater desalination and combined water, heat, cooling and power generation, etc. It阵 safe and reliable, and has high comprehensive utilization rate and competitive economic benefits. The article introduces development trends of seawater desalination and district heating, as well as business objectives and the latest progress of vessel type nuclear heating reactors with integrated technology.1 核能的非发电应用核能的和平利用，除了发电领域以外，在非发电领域也有着广泛的应用。
核能在农业和食品生产中的应用
核能在农业和食品生产中的应用核能作为一种清洁、高效的能源形式，其在农业和食品生产领域的应用正逐渐引起人们的关注。
本文将探讨核能在农业和食品生产中的应用方式，并分析其优势和潜在问题。
一、核能在育种和基因改良中的应用核能技术可以通过辐射诱变来加速植物和动物的进化过程，从而实现育种和基因改良。
辐射诱变是指利用核能辐射把生物体的基因结构改变，使其在性状上发生突变。
这一技术可以提高作物的产量和抗性，改善品质和耐候性，从而增加农作物的种植效益。
二、核能在水资源利用中的应用核能驱动的海水淡化设施可以将咸水转化为淡水，从而提供更多的饮用水和灌溉水资源，改善水资源短缺问题。
核能海水淡化技术相比传统方法具有更高的能效和更低的成本，能够有效应对全球水资源紧张形势。
三、核能在农业生产和食品加工中的应用核能技术可以应用于农业生产的多个环节，比如土壤改良、农作物储藏和保鲜以及食品加工等。
通过利用核能辐射杀灭害虫和病菌，可以降低农药使用量，减少对环境和人体健康的不良影响。
同时，核能技术还可以用于食品辐照处理，延长食物的保鲜期并有效杀灭细菌，从而减少食品损耗和食源性疾病的发生率。
四、核能在温室农业和养殖业中的应用核能可以为温室农业和养殖业提供所需的供热和供电。
核能供热系统可以稳定供应温室养殖环境所需的温度，提高作物和动物的生产效率。
同时，核能供电可以保证温室和养殖场的正常运行，提供稳定的电力资源。
五、核能应用中的问题和挑战尽管核能在农业和食品生产领域具有诸多优势，但其应用也面临一些问题和挑战。
首先，核能技术的成本较高，需要大规模的投资和建设。
其次，核能的安全性和环境影响也是人们关注的焦点。
核能事故可能会对农田和水源造成污染，并对人类健康产生潜在风险。
因此，在核能应用中应加强相关技术的安全性和环境保护措施，并建立有效的监管体系。
综上所述，核能在农业和食品生产中的应用具有广阔的前景和巨大的发展潜力。
通过推动核能技术的创新和应用，可以提高农业生产效率、改善食品安全质量并减少环境污染，为可持续发展做出积极贡献。
什么是核能海水淡化技术
什么是核能海水淡化技术？
核能海水淡化技术是利用核供热堆和多效蒸馏的结合来实现海水淡化的技术。
我国在摩洛哥坦坦地区建设的核能海水淡化示范工程即为一例。
我国提供一座核供热堆（NHR-10）和一座高温多效蒸馏工艺相结合。
NHR-10输出105～135℃饱和蒸汽，作为海水淡化厂的热源。
海水淡化厂采用竖管塔式布置高温多效蒸馏器，共28效，日产淡水4080m3/d。
新蒸汽在第一效内被海水冷凝后作为给水返回蒸汽发生器，而海水被加热并部分蒸发成二次蒸汽，这些蒸汽作为下一效主要热源去加热海水，如此蒸发-冷凝直至最后一效。
自第二效以后的凝结水即为生产的淡水。
核能在海水淡化中的应用探究
核能在海水淡化中的应用探究王增辉郑玉栋核工业工程研究设计有限公司摘要：如今，我国淡水资源十分紧缺，而海水淡化技术是有效解决淡水资源紧缺的重要手段，是提升水资源的利用率和可持续发展目标的重要措施。
在我国，对于海水的淡化，主要是采取低温多效蒸馏技术(MED)、多级闪蒸技术(MSF)、反渗透技术(ＲO)这三大主要的技术，这三种技术各有各的优缺点，而我国核能在海水淡化的过程当中还存在一定的问题。
由于在海水淡化过程中应用核能技术能够大大降低成本，因此说核能的应用在海水淡化领域的发展前景还是很可观的。
在本篇文章中，作者对核能在海水淡化中的应用概念以及核能与海水淡化的结合方式进行了详细的介绍，相信在不久的将来，我国可以采用核能技术对大规模的海水进行淡化，这不是梦想，它在今后会很好的解决沿海地区淡水资源紧缺的问题。
关键词：核能；海水淡化；应用探究；技术工艺1引言就目前来讲，我们国家人口众多，因此对于水资源的需求量也比较大，而目前大概有300多个城市出现缺水的现象，而且每年的缺水量可高达400亿立方米，是世界上排名第2个严重缺水的国家之一，这些数据表明地表、地下的淡水资源十分的紧缺，因此，发展海水进行淡化这个技术十分的迫切，这个技术的应用是改善水资源紧缺的有效手段。
而核能是一种最新发现的能源，其特点是清洁和环保。
在海水淡化的过程中将需要大量的能源，而经过对众多能源方案的比较，发现核能是相对比较理想的能源之一。
基于此，利用核能能源对海水进行淡化就成为了未来取得淡水资源的主要途径，需要我们进行全方位的研究和应用。
2分析核能在我们国家的发展现状如今，我国的自然有限资源石油、煤矿等慢慢的在变少，而环境的污染越来越严重，这时候核能出现了，而且受到了人们广泛重视和推广。
最近几年，我国一直致力于提升核能电力发展的效率，核能的有效利用是我国前进、发展的又一新高度。
因此，我们国家在保障安全的基础之上努力的开发和有效的利用核能，这也是我国未来一段时间内的重要发展目标。
海水淡化的发展及应用 (2)精选全文
可编辑修改精选全文完整版中国海水淡化的发展及应用目前，海水淡化解决了全球2 亿多人的饮水问题，海水淡化水已成为海湾国家的重要水源之一。
我国人均淡水资源占有量约2100 立方米，仅为世界平均水平的28%，目前全国城市中有约2/3 缺水，约1/4 严重缺水，水资源短缺已成为制约经济社会持续发展的重要因素之一[1]。
随着工业化进程的不断加快，水资源短缺形势将更加严峻。
发展海水淡化产业具有重要的战略意义和现实意义。
常用的局部地区缺水解决方案有远程调水、地下取水、建造水库等, 但是长期使用造成了水源枯竭、浪费土地、地面下沉和破坏生态等诸多弊端, 且均属于淡水存量调整, 不能从根本上解决淡水危机。
另外雨水的收集利用、废水回用和加强水资源的立法管理等也可以缓解部分地区的淡水短缺。
但是, 海水淡化作为一种开辟新水源的相对成熟的技术, 已成为世界上公认的解决缺水的最佳方案。
1、中国海水淡化发展概况我国海水淡化技术的研究始于1958年, 经过多年科技攻关发展, 技术取得重大突破, 获得一批重要成果, 形成一批专业队伍, 培养一批专门人才, 具备了海水淡化大发展的基本条件。
2004年建成投产的具有自主知识产权的3000吨/日低温多效海水淡化示范工程和2003年建成投产的5000吨/ 日反渗透海水淡化示范工程, 其吨水成本均低于5 元, 其中蒸馏法海水淡化装备的造价低干国外同类设备30%一50% [2]。
这些示范工程充分显示, 我国的海水淡化技术已与国际接轨, 蒸馏法和反渗透法两大主流海水淡化技术已达到国际先进水平, 成为世界上少数几个掌握海水淡化技术的国家之一。
到目前为止, 全国建成运行的海水淡化水总产量约为5 万立方米/ 日(苦咸水淡化水产量为2.8 万立方米/ 日)。
近几年, 国家对海水淡化事业高度重视。
几个万吨级、十万吨级的海水淡化工程正在建设中。
预计在未来的5一10 年时间里, 我国海水淡化的总规模将达到100万吨/ 天, 这种发展速度在国际上是前所未有的。
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核能海水淡化
摘要：我国被联合国认定为13个最贫水的国家之一，核能海水淡化是应对将来可能出现的全国大范围水危机的重要途径。
在竞争性方面，核能海水淡化在环保，缓解交通运输等方面，有很强的竞争能力；在经济性方面，其成本仍比国内水价高出2.8到9.97倍。
在环保、缓解交通运输负担等方面，其竞争能力强。
关键词：核能海水淡化竞争性
引言
我国人均水资源占有量仅为世界的109位，被联合国列为世界13个缺水国之一。
目前，我国解决缺水问题的途径主要有实施区域性调水、蓄水工程、节水以及污水回用等。
这些途径只能解决区域性缺水和季节性缺水问题，而不能从根本上解决资源性缺水问题。
另外，投资和成本问题也是要考虑的重要因素。
据专家预测，仅南水北调中线工程投资就将达1000亿元。
工程实施后，长江水流到北京按现行不变成本计算，综合成本将在5元/立方米以上，甚至更高。
有的资料认为，远程调水40公里，其成本将超过海水淡化[1]。
海水淡化仅需要低品质的热源，利用核能生产这种热源比采用化石燃料具有更高的能源利用率。
因此，积极发展核能海水淡化，是解决我国部分地区缺水,以及应对将来可能出现的淡水资源危机的重要途径。
1．海水淡化方法
海水淡化是将含盐浓度为35000mg/L的海水淡化至500mg/L以下的工艺过程。
目前，工业规模的海水淡化技术分为两类：一类是利用膜技术的耗电工艺，即反渗透法（RO）,消耗的能量主要来自于高压泵所需的电能；另一类是耗热工艺,即利用热能加热海水，通过蒸发——冷凝物理过程生产淡水，包括低温多效蒸馏(LT—MED)和多级闪蒸技术(MSF)[2]。
低温蒸馏的造水装置是将加热管放于海水蒸发器体内，并浸于海水之中，加热蒸汽（称为一次蒸汽）在加热管内流动，将管外海水加热并蒸发，产生的蒸汽（称为二次汽）在冷凝器中冷凝成蒸馏水。
蒸发器内的压力为较高的真空。
为了提高造水比，可以采用多级蒸发系统。
在这种系统中，第一级蒸发器产生二次汽，直接送入下一级蒸发器中作加热蒸汽之用。
这样，第一级中的加热水所产生的蒸汽量为各级产生蒸汽量之和，级数越多，产生的蒸汽也越多，因此造水比大大提高。
这种造水方式称为低温高效蒸馏。
闪发式造水原理是将海水加热到一定温度后，送到一个压力较低的容器（称为闪发室）内，由于海水温度高于闪发室压力所对应的饱和水温度，一部分海水会在闪法室内因过热而汽化，这一过程称为闪发或闪蒸。
2．核能与海水淡化的耦合方式
核能海水淡化一般有两种方案：一种是―水-电联产‖，核电站在发电的同时与海水淡化装置耦合，生产淡水[3]；另一种是为海水淡化提供热源的核供热堆[4]，此类堆芯不发电，只提供蒸汽，运行压力温度低，安全性能高，投资较小，比高温核反应堆更具有优势。
核电站与海水淡化的耦合方式比较灵活[5]。
核电站可以为海水淡化工程提供淡化需要的廉价能源，如蒸汽和电力；另外，海水淡化装置可以使用核电站的海水取水、排水设施及其他公用设施，从而降低海水淡化厂得造价。
由于核电站同时提供电能和蒸汽，将蒸馏法与反渗透海水淡化结合起来，将更加降低造水成本[6]。
蒸馏法中的多级闪蒸与低温多效蒸馏都可以与核电站耦合。
反渗透法对海水淡化与核电站进行耦合时，需要核电站提供淡化过程所需的电能。
由于电厂自用电的价格优势，与使用电网电相比，其造水成本较低。
由于核电站同时能提供电能和蒸汽，将蒸馏法与反渗透海水淡化结合起来可以降低反渗透海水淡化的成本[7]。
与核电站相比，低温核供热反应堆不发电，仅提供蒸汽。
低温核供热反应堆具有投资少、建设周期短，且机动灵活等特点[8]，
3．核能海水淡化的竞争性
在我国的能源消费结构中，煤和石油的消费占到96.4%。
这些化石燃料的燃烧，造成了严重的环境污染，一些城市的大气污染程度已经达到了发达国20世纪五六十年代污染最严重时的程度。
与常规能源海水淡化相比，核能海水淡化在环保方面优势明显的体现出来。
核能海水淡化中，几乎不排除任何有害气体和粉尘，核能是清洁能源。
从能量转化过程来讲，核能海水淡化是将核能转化为热能，再将该热能转化为海水内能实现海水的淡化，从能量品质角度来看，是从热能转化为热能，在这个过程中，没有能量品质的降低。
而常规能源海水淡化是将化石燃料的化学能转化为内能，再去加热海水。
这个过程中，化学能变为内能，从热力学角度来讲，能量品质降低。
4．结语
（1）在―水-电联产‖的海水淡化方式中，核电站进行海水淡化的灵活性很高，能高于反渗透法、闪蒸法、低温蒸馏法中的任一淡化方法组合。
其中，将蒸馏法与反渗透法相结合能够达到最低的造水成本；在以低温供热堆为热源的海水淡化中，由于没有电能产生，所以反渗透造水方案不能与之耦合。
（2）目前，核能海水淡化在国内经济性上没有竞争实力，但随
着环境问题的加剧，特别是淡水资源的减少、化石燃料的日益消耗、以及工业的发展、人口增加，常规制水工艺水价会有所提高，再加上核能海水淡化技术的改进，可以预见核能海水淡化在经济性上与常规制水工艺差别定能缩小到可接受范围内，甚至比常规工艺更经济，而且利用清洁能源的海水淡化方式势必将成为未来人类获取淡水的一个重要手段；同时，利用核能进行海水淡化为保护环境、缓解交通运输负担、提高化石燃料利用率等方面也会起到重要作用。
参考文献
[1]杨崎.关于利用核能进行海水淡化的建议.中国核工业.2007（4）.13
[2]彭敏俊.船舶核动力装置.北京：原子能出版社，2010.152～156
[3]韩基文.核能海水淡化.锅炉制造.2010年3月第2期.42～45
[4]B.M.Misra.Seawaterdesalinationusingnuclearheat/electricity–Pros pectsandchallenges.Desalination.205(2007).269～278
[5]IbrahimS.Al-Mutaz.CouplingofanucleartohybridRO-MSFplantsde salination.Desalination.157(2003).259～268
[6]马昌文徐文辉.先进核动力反应堆.北京：原子能出版社，2001.163～203
[7]赵河立初喜章阮国岭.核能在海水淡化中的应用.海洋技术.2002年12月第21卷第4期.17～21
[8]王喜鹏傅学起.核能反渗透海水淡化缓解华北水资源危机的作用分析.资源科学.2004年11月26卷第6期.47～54。