核能海水淡化解决内陆城市缺水问题的初步探讨_吴洋

核能海水淡化解决内陆城市缺水问题的初步探讨吴洋李卫华(清华大学核能与新能源技术研究院,北京100084)摘要建立大型的核能海水淡化中心向内陆城市输水,涉及核能海水淡化和长距离输水两个方面。在技术方案设计的基础上,对核能海水淡化和长距离输水的投资成本进行了分析估算,分析了不同核能海水淡化技术方案、不同水童、不同输水距离的投资成本,得出了核能海水淡化水长距离愉送的总成本。结果表明建立海水淡化中心解决内陆城市缺水问题是可行的。关键词核能海水淡化长距离输水成本分析水资源短缺特别是可饮用水的短缺正使世界许多地区受到危害。预计到2025年,世界约有2/3人口会处于中、高度缺水状态。我国目前有30多个大城市缺水,其中110多个严重缺水,水资源短缺已经成为制约经济和社会可持续发展的瓶颈。海水淡化是解决可饮用水短缺的一种现实的选择。海水淡化是一种能源密集型工业,为了有利于环境保护和可持续发展,核能海水淡化日益受到关注,以核供热堆为热源进行海水淡化是解决缺水的途径之一。在我国缺水的大城市中,大部分是内陆城市,因此在沿海建立核能海水淡化中心,产水通过输送管网向内陆城市输送,可以解决较大范围地区的缺水问题。1核能海水淡化技术方案1.1200MW核供热堆200MW核供热堆是由清华大学核研院开发的壳式一体化核供热堆。该堆采用一体化、全功率自然循环、自稳压、内置式控制棒驱动机构、非能动安全系统等先进技术,使这种反应堆不仅具有优异的固有安全性,而且系统简化,容易建造,运行维护方便l[,2〕。其固有安全特性使20MW核供热堆可以建造在城市附近。根据藕合的海水淡化工艺不同,核供热堆的运行参数也不同。当与多效蒸馏(MED)海水淡化工艺相藕合时,反应堆的运行参数低,通过输热系统产生0.24MPa低压饱和蒸汽作为MED海水淡化工艺的热源。当与反渗透海水淡化工艺相藕合时,提高反应堆的运行参数,产生3.2MPa的中压蒸汽,新蒸汽供给汽轮机发电或直接拖动高压海水泵。1.2海水淡化工艺壳膨胀、严重漏油和缺油、套管严重放电闪络的电容器,应退出运行,并进行集中检修。(2)电容器从所接电源断开时其端子上还残存电压,因此在每次重新进行手动切合操作或自动投切设定延时时,必须放电3min,注意剩余电压降至10%额定电压以下才能再投人,禁止带电荷合闸,避免操作过电压损坏补偿电容器及人身安全。(3)补偿电容器开关掉闸后不允许强行试送,应根据保护动作情况进行判断,按顺序检查电容器开关、互感器及电缆,查明故障源后,方可重新试送。对于新投人运行的补偿装置,应对保护元器件做全面电气试验,各项性能指标应满足国家技术标准。9结语花湖排水泵站建设与运行实践表明,泵站无功就地补偿装置应用过程中,如果注意以上7个环节的技术要求,就会达到理想的补偿效果和节能目的。目前该排水泵站无功就地补偿装置运行平稳,功率因素在0.9以上,满足了电力部门考核指标要求,取得了良好的社会效益和经济效益。口通讯处:43500黄石市城市排水公司余良旺(收)电话:(0714)3636646/6265627-Eanril:ylwhsPs@163.eom收稿日期:2007一01一17224给水排水v.OI3增刊20,DOI:10.13789/j.cnki.wwe1964.2007.s1.085.曰...-...-曰.曰..口二口口.日口...口.日甸杯根据20MW核供热堆的参数特点,以及不同淡化工艺的技术特点,不同的核能淡化技术方案产水量不同。与1座20MW核供热堆相藕合的反渗透/多效蒸馏(RO/MED)混合海水淡化工艺,产水量25万m3d/;高温多效蒸馏(VTE一MED)海水淡化工艺产淡水16万m,d/。(1)RO/MED混合海水淡化工艺。RO海水淡化系统由24套万吨级反渗透海水淡化单元组成,产水量24万耐d/;MED由1套万吨级MED一TVC海水淡化系统组成,产水量1万m“d/。核反应堆蒸汽供应回路可生产3.2MPa的中压饱和蒸汽,饱和蒸汽推动汽轮机发电,发电主要用于反渗透海水淡化系统。从汽轮机的中间抽气口抽取部分蒸汽或者汽轮机乏蒸汽用于MED一TVC海水淡化系统。(2)高温MED海水淡化工艺。VTE一MED海水淡化系统由2套相同的塔式布置的竖管多效蒸馏淡化单元组成,每套单元产水量8万m“d/,总产水量16万m3d/。供热堆产生的热量通过主换热器传给中间隔离回路水介质,然后通过蒸汽发生器产生126℃饱和蒸汽经供应回路输送至VTE一MED海水淡化系统,海水经预热一蒸馏一冷凝后产出淡水。核能海水淡化中心,由多个独立工作的海水淡化机组组成,每个核能海水淡化机组由1座20MW核反应堆和配套的淡化装置构成。这样的设计不仅可以增加核能海水淡化中心的操作运行弹性,而且在工程建设、设备购置方面可以节省投资。2长距离输水技术方案淡化水从核能海水淡化中心产