核能与海水淡化1讲解
海水淡化-核能04-核能海水淡化的经济竞争性比较研究
!""# 项目 能源厂规模 T LO 参考冷凝温度 T D 主蒸汽温度 T D 热效率 T ’ 基础价 T # ・ , UO : ( % 利用率 T ’ 建设期 T )423V 运行维护费 T # ・ , LO・ V : 燃料循环费 T # ・ , LO・ V : 退役费 T # ・ , UO ・ V : ( % 经济寿期 T / 贴现 T 利息率 T ’ 化石燃料价格 T # ・Y ( % 比投资 " T # ・ , UO : ( % !Z !M !Z !M !Z !M
由于 JK 厂使用电能， L"! 厂和 LFM 厂使
776
核动力工程 表8
能源厂
HIJ1 881 /I1 61 800’ 平准化贴现产水成本表
平准化产水成本 ! ! ・# & $ () !/ !. 01 47 01 20 01 62 01 3$ 01 64 01 3’ 01 67 01 42 01 66 01 3’ 01 60 01 45 01 73 01 4’ 01 76 01 62 01 34 01 34 01 3’ 01 30 01 42 01 44 01 44 01 47 ’1 00 01 26 01 2$ 01 32 01 2’ 01 34 01 32 01 37 *+, !/ !. 01 32 ’1 08 01 3$ 01 25 01 46 01 36 01 46 01 34 01 40 01 37 01 67 01 42 01 73 01 48 01 72 01 4$ 01 24 01 27 01 2’ 01 33 01 3$ 01 30 01 35 01 30 01 24 01 22 01 33 01 33 01 43 01 43 01 44 01 46 *-. !/ !. ’1 67 ’1 32 ’1 72 ’1 3$ ’1 53 ’1 62 ’1 $7 ’1 68 ’1 8$ ’1 7$ ’1 ’2 ’1 53 ’1 03 ’1 $6 ’1 07 ’1 $7 ’1 42 ’1 62 ’1 62 ’1 60 ’1 75 ’1 52 ’1 75 ’1 70 ’1 45 ’1 4$ ’1 67 ’1 68 ’1 5$ ’1 50 ’1 87 ’1 83
核能与海水淡化1解析
地球上的水资源
水 量 百分比例 ( % ) 分数比例
（m3） 标准1 标准2
分数
水 1.40E+18 100
---
1
海水 1.38E+18 98.3
---
---
淡水 2.40E+16 1.7
100
1/60
冰 2.33E+16 1.66
97.0 ---
可使用的 7.10E+14 0.05 淡水
过程中无相变，所以能耗小。
利用核能进行海水淡化
优点： 适合大规模运行。 运行成本低。 核反应堆部分技术成熟，运行经验 较丰富。
缺点： 前期投入高。 ？？？
多级闪蒸法（10 台机组）
AL KHOBAR PHASE II – SAUDI ARABIA – 267000 m3/day
多级闪蒸法 (MSF)
蒸汽
盐水加 热器海水Βιβλιοθήκη 凝结水盐水 循环泵
盐水 产出水
多级闪蒸的优缺点
优点： 制造运行经验丰富、技术成熟 单机容量大（50000T/D）
缺点： 闪蒸温度高，易腐蚀、结垢 耗能高（4.5kWh/T）
核能与海水淡化
海水淡化
• 1.世界及我国水资源现状 • 2.海水淡化发展情况 • 3海水淡化的方法 • 4多级闪蒸简述
1. 世界水资源
世界可用的淡水资源仅占总量的 1／2000。 全世界约有 12亿人口处于干旱缺水地区， 全世界约有75％的人口生活在缺水的状态。 我国人均水资源占有量仅有2700立方米，为 世界平均数的1/4，居世界的第88位
3.0 1/2000
海水淡化方法
海水与苦咸 水淡化方法
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。
核能海水淡化的历史和前景_二_
核能海水淡化的历史和前景（二）3.1 加拿大虽然十分了解给水温度与膜的渗透性之间的关系，但是直到1994 年初才有利用反应堆冷凝器的冷却水作为RO 系统的给水水源的想法。
这个概念现在已被所有IAEA 的研究项目所接受。
这些研究发现，有效地结合预热过的给水和系统设计优化，可能获得重大经济性和运行效益。
这种概念开发者的坎杜堆淡化公司（CANDESAL）已与大西洋核服务公司和加拿大巴布科克·维尔考克斯公司达成协议，参加一项部分由加拿大国家研究委员会出资的实验计划。
实验设备的概念设计已经完成，系统的工程设计已经开始。
3.2 中国基于20 世纪80 年代初核能可能应用于低温供热的研究，1989 年 5 MW(th)实验供热反应堆（NHR-5）投入运行。
1990 年开发200 MW(th) 的大规模供热堆（NHR-200）。
NHR 可以用于直接加热、海水淡化、空调和其它工业过程。
1998 年清华大学核能技术研究院启动NHR 海水淡化系统最佳化项目。
该项目的目标是使NHR-200 与MED 及混合淡化过程的结合最优化。
该研究包括HT-MED ，LT-MED 和MED/VC ，以及LT-MED/RO。
参数分析指出，对热堆特性最合适的淡化系统是具有多塔流程的VTE-MED。
为得到该流程的必要参数，设计了4 效的实验装置。
通过调节参数，用该装置模拟4 效和28 效的VTE-MED 过程。
3.3 埃及由于RO 淡化技术在未来埃及核能海水淡化计划中可能起重要作用，有必要验证RO 给水预热的概念，核电管理局（NPPA）决定进行该研究计划，其目标是：a. 总的目标：实验研究在实际操作中，能否达到预测的性能和预热给水的经济性。
b. 短期目标（3 个月）：在20～45℃和5.78～7.25 kPa（55～69 巴）的压力范围内，研究温度和压力对RO 实验特性的影响。
c. 长期目标：研究温度和压力对RO 膜的实验特性与时间相关的影响。
海水淡化技术讲解
第一节 海水淡化的概念及意义
• 三、海水淡化的意义 • 大力发展海水淡化技术产业，对缓解当代水资源短缺、供
需矛盾日趋突出和环境污染日益严重等一系列重大问题具 有深远的战略意义。
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第二节 海水淡化工艺分析
• 一、海水淡化的方法 • 1.蒸馏法：蒸馏淡化过程的实质就是水蒸气的形成过程，
其原理如同海水受热蒸发形成云，云在一定条件下遇冷形 成雨，而雨是不带咸味的。 • 根据所用能源、设备、流程不同主要分为：设备蒸馏法、 蒸汽压缩蒸馏法、多级闪急蒸馏法等。 • 2.冷冻法：即冷冻海水使之结冰，在液态淡水变成固态冰 的同时盐被分离出去。 • 弊端：冷冻法与蒸馏法都有难以克服的弊端，其中蒸馏法 会消耗大量的能源并在仪器里产生大量的锅垢，而得到的 淡水却并不多；冷冻法同样要消耗许多能源，但得到的淡 水味道却不佳，难以使用。 两种方法均不理流程
• 预处理工艺流程有以下几种方案： • (1)海水（加杀菌剂、FeCl3、聚电解质）→絮凝槽→重力
性大，主要与火电站联合建设，适合于大型和超大型海水 淡化装置，主要在海湾国家采用。 • 发展趋势：提高装置单机造水能力，降低单位电力消耗， 提高传热效率等。
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第二节 海水淡化工艺分析—海水淡化的方法
• 7.电渗析法 • 技术关键：研制新型离子交换膜。 • 离子交换膜：0.5-1.0mm厚度的功能性膜片，具有选择透
过性，根据透过的离子，分为正离子交换膜（阳膜）和负 离子交换膜（阴膜）。 • 电渗析法的内容：将具有选择透过性的阳膜和阴膜交替排 列，组成多个相互独立的隔室，在其中一些隔室里，海水 被淡化，而相邻的隔室里，海水被浓缩，导致淡水与浓缩 水得以分离。 • 应用范围:淡化海水,水质处理,治污,浓缩,分离与提纯。
红沿河核电海水淡化
LHNP 三、工艺流程图
海水贮存池 2个，800m3 TDS：32000mg/L 电导：40000us/cm
红沿河核电
PAC
混凝沉淀池 混凝、澄清 浊度≤3NTU
V型滤池 过滤 浊度≤1NTU
NaCLO
PAM 自清洗过滤器 ≤130um
一级淡水箱 2*1500m3 λ：400us/cm
LHNP 二、海水淡化应用
红沿河核电
水电联产： 水电联产： 水电联产主要是指海水淡化水和电力联产联供。 水电联产主要是指海水淡化水和电力联产联供。由于海水淡化成本在很大程度上取决 于消耗电力和蒸汽的成本， 于消耗电力和蒸汽的成本，水电联产可以利用电厂的蒸汽和电力为海水淡化装置提供 动力，从而实现能源高效利用和降低海水淡化成本。 动力，从而实现能源高效利用和降低海水淡化成本。国外大部分海水淡化厂都是和发 电厂建在一起的，这是当前大型海水淡化工程的主要建设模式。 电厂建在一起的，这是当前大型海水淡化工程的主要建设模式。 海水淡化工艺： 海水淡化工艺： 实际上，一个大型的海水淡化项目往往是一个非常复杂的系统工程。 实际上，一个大型的海水淡化项目往往是一个非常复杂的系统工程。就主要工艺过程 来说，包括海水预处理、淡化（脱盐）、淡化水后处理等。 ）、淡化水后处理等 来说，包括海水预处理、淡化（脱盐）、淡化水后处理等。其中预处理是指在海水进 入起淡化功能的装置之前对其所作的必要处理，如杀除海生物，降低浊度、除掉悬浮 入起淡化功能的装置之前对其所作的必要处理，如杀除海生物，降低浊度、 对反渗透法），或脱气（对蒸馏法），添加必要的药剂等； ），或脱气 ），添加必要的药剂等 物（对反渗透法），或脱气（对蒸馏法），添加必要的药剂等；脱盐则是通过上列的 某一种方法除掉海水中的盐分，是整个淡化系统的核心部分， 某一种方法除掉海水中的盐分，是整个淡化系统的核心部分，这一过程除要求高效脱 盐外，往往需要解决设备的防腐与防垢问题， 盐外，往往需要解决设备的防腐与防垢问题，有些工艺中还要求有相应的能量回收措 施；后处理则是对不同淡化方法的产品水针对不同的用户要求所进行的水质调控和贮 运等处理。海水淡化过程无论采用哪种淡化方法，都存在着能量的优化利用与回收， 运等处理。海水淡化过程无论采用哪种淡化方法， 都存在着能量的优化利用与回收， 设备防垢和防腐，以及浓盐水的正确排放等问题。 设备防垢和防腐，以及浓盐水的正确排放等问题。
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。
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3.0 1/2000
海水淡化方法
海水与苦咸 水淡化方法
蒸馏法
膜法
电渗析法
冷冻法
多效蒸发（ME） 闪蒸（FLASH） 压气蒸馏（VC）
反渗透(RO) 膜蒸馏（MD）
纳滤（NF）
电渗析（ED） 电去离子（EDI）
利用天然冰
人工冷冻 （都处于研究中）
而闪蒸法是目前最成熟的淡 化技术，得到了广泛应用。 同时它是最适合与核反应堆 相结合的淡化方式，易于大 规模商业化运行。
过程中无相变，所以能耗小。
利用核能进行海水淡化
优点： 适合大规模运行。 运行成本低。 核反应堆部分技术成熟，运行经验 较丰富。
缺点： 前期投入高。 ？？？
核能与海水淡化
海水淡化
• 1.世界及我国水资源现状 • 2.海水淡化发展情况 • 3海水淡化的方法 • 4多级闪蒸简述
1. 世界水资源
世界可用的淡水资源仅占总量的 1／2000。 全世界约有 12亿人口处于干旱缺水地区， 全世界约有75％的人口生活在缺水的状态。 我国人均水资源占有量仅有2700立方米，为 世界平均数的1/4，居世界的第88位
多级闪蒸法（10 台机组）
AL KHOBAR PHASE II – SAUDI ARABIA – 267000 m3/day
多级闪蒸法 (MSF)
蒸汽
盐水加 热器
海水
凝结水
盐水 循环泵
盐水 产出水
多级闪蒸的优缺点
优点： 制造运行经验丰富、技术成熟 单机容量大（50000T/D）
缺点： 闪蒸温度高，易腐蚀、结垢 耗能高（4.5kWh/T）
将原料海水加热到一定温度引入闪蒸室，由于闪蒸室压力 低于热盐水温度所对应的饱和蒸汽压力，所以热盐水进入 闪蒸室后成为过热水而部分汽化，产生的蒸汽冷凝后即为 所需淡水。
①吉林市水资源需水量预测及供需分析（刘洪吉王增学张猛）
多级闪蒸法（3台机组）
Umm Al Nar East Desalination plant – 87260 m3/dayLeabharlann 我国沿海及北方地区缺水严重
地球上的水资源
水 量 百分比例 ( % ) 分数比例
（m3） 标准1 标准2
分数
水 1.40E+18 100
---
1
海水 1.38E+18 98.3
---
---
淡水 2.40E+16 1.7
100
1/60
冰 2.33E+16 1.66
97.0 ---
可使用的 7.10E+14 0.05 淡水
原理：对透过的物质具有选择性的薄膜成为半 透膜。一般将只能透过溶剂而不能透过溶质的薄膜 视为理想的半透膜。当把相同体积的稀溶液（如淡 水）和浓液（如海水或盐水）分别置于一容器的两 侧，中间用半透膜阻隔，稀溶液中的溶剂将自然的 穿过半透膜，向浓溶液侧流动，浓溶液侧的液面会 比稀溶液的液面高出一定高度，形成一个压力差， 达到渗透平衡状态，此种压力差即为渗透压。渗透 压的大小决定于浓液的种类，浓度和温度与半透膜 的性质无关。若在浓溶液侧施加一个大于渗透压的 压力时，浓溶液中的溶剂会向稀溶液流动，此种溶 剂的流动方向与原来渗透的方向相反，这一过程称 为反渗透
本节课的重点即是介绍多级闪蒸。
多级闪蒸
多级闪蒸，目前全球淡化水总产量第一，技术最成熟，运 行安全性高，弹性大，适合于大型和超大型淡化装置，主 要在海湾国家采用。多级闪蒸总与电站联合运行，以汽轮 机低压抽汽作热源。目前日产60000立方米（吉林市2008 年人日均用水量0.2立方米①）的单机已投入商业运行。 原理：
反渗透法
在开篇提到的海水淡化方法中以反渗透法发展速度 最高，淡化成本也下降的最快。（它的能耗仅为电 渗析法的1/2，蒸馏法的1/40） 。
海水含盐量高、硬度高，对设备腐蚀性大，而且水 温季节性变化较大 使得反渗透海水淡化系统比常规 的苦咸水脱盐系统要复杂得多，同时海水反渗透膜 必须具有高脱盐率，耐腐蚀、耐高压、抗污染等特 点。这就使工程投资和能耗也高得多。因此 通过精 心的工艺设计，合理的设备配置来降低工程投资和 能耗，从而降低单位制水成本，并确保系统稳定运 行就显得格外重要。