以沿海大中城市供水為目標的核能MSFMED

時間：2006-12-07 來源：北京華瑞公司核能海水淡化項目組 作者：李兆桓

 一、引言

 據統計，至1997年，全世界有12506座大型海水淡化廠在運行或在建，日總產淡化水量2280萬 rn3／日。其中約 60％在中東， 20％在北美，其余的在亞洲和歐洲。并以每年100—200萬rn3／日的數量增長[1]。目前全世界缺水的地區似乎都在密切關注海水淡化的發展。

常用的淡化工藝有四種：反滲透RO，多級閃蒸MSF，多效蒸餾MED和蒸汽壓縮VC。目前使用最多的是MSF。

淡化水的水質很好。蒸餾法的總雜質含量為5—25mg/l，為核反應堆和工業鍋爐補水用水，RO法的總雜質含量為200－300mg／l。不同工藝淡化后的水，都要經礦化后，使總雜質含量達到 500或 1000mg／l后才能飲用。其中日本。美國等的飲用水衛生標準為500我國的標準則為1000。

 海水的腐蝕性極強，因此，采用蒸餾法的海水淡化工藝流程，海水的最高溫度一般限制為 135ºC。所以海水淡化過程是一種低熱值的熱能利用。如芬蘭利用電廠排出30ºC的蒸汽作為原動蒸汽。在能源上，蒸餾法的海水淡化工藝，常與發電廠相偶合：高熱值的蒸汽用來發電，低熱值蒸汽用來淡化海水。這種雙重目的的偶合，經濟性好，但產水量有限。要實現大規模的造水，則必須采用單一目的的偶合，即把全部熱能用于造水。需要的蒸汽或熱水也降為低溫低壓的。在燃料上，應當說一切能源都可用于海水淡化，但在實際上，低價的煤已被排除在外，留下的僅有核能、石油（包括其產品）和天然氣可供選擇。

在海水淡化業中，表示熱利用效率的指標是造水比，其定義為消耗每公斤蒸汽所得的淡化水量（無量綱），這一概念雖已被廣泛使用，但它的定義卻不嚴格。較嚴格的概念應為比能耗，即生產每立方米淡化水所消耗的熱能（kWth－h／rn3）。兩者無嚴格的對應關系。

近似的關系式可表達為：比能耗≈747／造水比。

據已獲的資料顯示，國際上各類海水淡化過工藝最好的造水比為：MSF16．7，MED為20．7。RO的電耗為4－6kwe－h／rn3。由于造水過程的能耗大，所以淡化水的成本亦高，一般在 0．71－ 1．3 ＄／rn3

 利用核能進行海水淡化是一個重要的發展方向。至 2000年 4月，全世界有433座核電站在運行，37座在建[2] 偶合入海水淡化具有明顯的經濟優越性，但單一目的的核能海水淡化即把核能全部用于造水亦有其合理性，因為它可以實現大規模的海水淡化，而一旦造水量超過一定的規模，其造水成本顯然較采用其它能源更為經濟。

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