高温多效蒸馏及在核能海水淡化方面的应用

作为安全和清洁的能源,核能大规模应用于海水淡化可以从能源和水安全两个方面有效缓解我国当前面临的严峻形势。清华大学目前正在研究与低温核供热堆耦合的多效蒸发海水淡化技术。作为选择方案之一,高温多效蒸馏海水淡化所需蒸汽参数恰好与核供热堆提供的蒸汽参数一致。因而清华大学在高温多效蒸馏海水淡化研究领域开展了实验和理论研究工作。本文介绍了高温多效蒸馏海水淡化技术的特点、发展情况及目前清华大学开展的有关实验研究的进展。

与核供热堆耦合的海水淡化系统及蒸发工艺研究

在清华大学核能技术设计研究院建立的大型双塔布置4效竖直蒸发管高温多效海水淡化(VTE-MED)实验装置上,对多塔VTE-MED系统的工艺流程和多孔孔板阻力系数等关键技术进行了实验研究。该系统最高设计咸水温度120℃,日产淡水约4.3吨。实验结果表明:对多塔海水淡化系统的设计,应注意塔间流量匹配,输送流体管道保温等问题;针对系统启动,应考虑设置启动水箱等。此外,根据阻力系数实验结果对多孔孔板提出了修改方案。

双塔竖直蒸发管高温多效蒸发海水淡化实验系统

低温核供热堆与高温竖直蒸发管多效蒸发(VTE-MED)耦合的方案,是国际原子能机构推荐的核能海水淡化优选方案之一。在清华大学核能技术设计研究院建立了双塔VTE-MED实验系统,其最高设计咸水温度为120℃,原料海水循环流量为3300kg/h,3效的产水量约180kg/h。该文介绍了海水蒸发器、预热器、终端冷凝器、海水箱等系统主要设备及海水淡化蒸发工艺流程。针对实验系统的运行稳定性实验研究,表明这一实验系统已能建立起稳定的工作状态,可利用该系统在真实流动参数下,进行诸如多孔孔板节流特性关键技术的热态实验研究及蒸发工艺流程等实验研究。