[科普中國]-核能海水淡化

應(yīng)用前景

由于海水淡化成本在很大程度上取決于消耗電力和蒸汽的成本，水電聯(lián)產(chǎn)可以利用電廠的蒸汽和電力為海水淡化裝置提供動力，從而實(shí)現(xiàn)能源高效利用和降低海水淡化成本。與核能等新能源結(jié)合是海水淡化降低成本走向大型化的趨勢。核能可以為大規(guī)模的海水淡化廠提供能源，形成規(guī)模效益，是比較理想的淡化技術(shù)。
核能是一種高效、清潔、安全的能源，代表著未來能源技術(shù)的發(fā)展方向，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，核能的成本可不斷降低。在核能的利用中，可以單純發(fā)電，或利用核反應(yīng)堆生產(chǎn)的能量直接單純供熱，也可以綜合利用，如熱電聯(lián)供等。

20世紀(jì)90年代以來，核能應(yīng)用于海水淡化技術(shù)得到了國際原子能機(jī)構(gòu)和世界許多國家的廣泛重視。在過去的10年中，全世界對利用核能來生產(chǎn)淡水的興趣不斷增加。核能的經(jīng)濟(jì)競爭力的提高、能源供應(yīng)多樣化的要求、保護(hù)環(huán)境的因素、以及核電工業(yè)的復(fù)興等綜合原因都激發(fā)了核能在海水淡化領(lǐng)域中的應(yīng)用。

尤其在沿海缺乏淡水資源，同時又匾乏常規(guī)能源或者大量運(yùn)輸常規(guī)燃料有困難的地區(qū)，利用核能淡化海水是一個很好的選擇，具有良好的發(fā)展前景。利用核能進(jìn)行海水淡化將一舉多得:首先核能可為海水淡化提供大量的廉價能源，可降低海水淡化的成本；其次利用核能可緩解能源供求矛盾，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)；同時利用核能可解決大量燃燒化石燃料造成的環(huán)境污染問題；減少海水排放所產(chǎn)生的余熱浪費(fèi)和熱污染問題。2

相關(guān)技術(shù)核能在海水淡化中的應(yīng)用主要是以核電站或低溫核反應(yīng)堆與海水淡化廠藕合的形式實(shí)現(xiàn)的，包括利用反應(yīng)堆直接產(chǎn)生的蒸汽和核電站汽輪機(jī)抽汽進(jìn)行的蒸餾淡化，以及利用核電所進(jìn)行的膜法等。組成核能海水淡化的三項(xiàng)技術(shù)—核反應(yīng)堆、淡化裝置和它們的藕合系統(tǒng)都已成熟，可以應(yīng)用到工程中。這三項(xiàng)技術(shù)還在繼續(xù)創(chuàng)新和發(fā)展，以謀求更好的安全性和經(jīng)濟(jì)性。

目前有兩種類型的核能海水淡化廠，一種是單一用途的專門作海水淡化的核能淡化廠，另一種是以發(fā)電為主同時也作海水淡化的雙用途廠。只要在設(shè)計(jì)階段考慮了海水淡化，都有可能實(shí)現(xiàn)雙用途的目的，但是經(jīng)濟(jì)上是否合算是起決定作用的，這取決于許多技術(shù)經(jīng)濟(jì)因素，并與當(dāng)?shù)厍闆r密切相關(guān)。

核能與海水淡化組合技術(shù)的影響因子包括：廠址選擇、氣象、環(huán)境、地質(zhì)和海況分析;反應(yīng)堆的設(shè)計(jì)、安全分析;海水淡化設(shè)施的選擇;與反應(yīng)堆的最佳藕合;經(jīng)濟(jì)性分析等。
核電站與海水淡化的藕合方式比較靈活。核電站可以為海水淡化工程提供淡化需要的廉價能源，如蒸汽與電力；另外，海水淡化裝置可以使用核電站的海水取水、排水設(shè)施及其他公用設(shè)施，從而降低海水淡化廠的工程造價。由于核電站同時能提供電能和蒸汽，將蒸餾法與反滲透海水淡化結(jié)合起來，將更加降低造水成本。

考慮因素在利用核能來淡化海水時，首先要保證安全。無論是核電站還是低溫核反應(yīng)堆，在與海水淡化藕合時，均要十分可靠地保證實(shí)現(xiàn)核反應(yīng)堆的安全功能，同時保證淡化水不會受到放射性物質(zhì)的污染。

在安全性得到保證的情況下，核能海水淡化的經(jīng)濟(jì)性成為要考慮的主要問題。我國在核電技術(shù)上已經(jīng)具有相當(dāng)?shù)膶?shí)力，在海水淡化這一利國利民的產(chǎn)業(yè)中也正在逐步發(fā)展壯大。實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，核能用于海水淡化具有高可靠性和經(jīng)濟(jì)性；可以滿足能源和淡水的持續(xù)增長的需求；已受到許多國家的高度重視，將成為越來越有前途和廣闊市場的技術(shù)。

低溫核供熱反應(yīng)堆與核電站相比，低溫核供熱反應(yīng)堆不發(fā)電，僅提供蒸汽。低溫核供熱反應(yīng)堆具有投資少、建設(shè)周期短，且機(jī)動靈活等特點(diǎn)，非常適合與多效蒸餾海水淡化藕合，卻難以與反滲透海水淡化藕合。由于低溫核反應(yīng)堆的類型不同，根據(jù)蒸汽的特性選擇最佳的多效蒸餾海水淡化工藝。例如，池式低溫核反應(yīng)堆適合與低溫多效蒸餾海水淡化相藕合。