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第21卷第4期海洋技术Vol121,No14

2002年12月OCEANTECHNOLOGYDec,2002

核能在海水淡化中的应用

赵河立初喜章阮国岭

(国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所,天津300192)

摘要:文章介绍了采用核动力的海水淡化技术概念及核能与海水淡化的结合方式,分析了各种结合方式的优缺点,
指出采用核能进行大规模海水淡化将成为今后沿海地区解决淡水资源短缺的主要方式之一。
关键词:核能;海水淡化;核电站;低温核反应堆
中图分类号:P747+115文献标识码:A文章编号:100322029(2002)0420017205

应堆上用来降低中子速度的慢化剂对反应堆进行分
1概述类。使用普通水作为慢化剂的反应堆叫做轻水堆;使
用重水作为慢化剂的反应堆叫做重水堆;使用石墨
我国水资源总量居世界第6位,但人均水资源作为慢化剂的反应堆叫做石墨堆。对于轻水堆来说,
占有量列世界第108位,仅为世界人均水资源占有水在反应堆内呈沸腾状态的叫做沸水堆;加以高压,
量的1ö4,是世界21个严重缺水国之一。我国沿海使高温水保持液态的叫做压水堆。作为电力家族的
地区经济发达,人口众多,对水资源的需求量大,而重要一员,核电站经过40余年的发展,已经形成多
沿海城市人均水资源量大部分低于500m3,水资源种类型并存的格局。目前世界上正在运行的核电机
严重匮乏。为了解决我国沿海城市的水资源问题,除组中,56%以上是压水堆,21%是沸水堆,7%是重水
了采取节水、蓄水、调水外,海水淡化将成为解决沿堆。早期建造的石墨堆,今后将陆续退役。我国正在
海城市淡水资源短缺的重要途径。运行和正在建造的核电机组中,主要是压水堆。
大规模的海水淡化装置将需要大量的廉价能截止2000年,全世界有433座核电站在运行,
源,在众多的能源解决方案中,核能是理想的能源之总装机容量为3148亿kW(电功率),核电占全球电
一。核能是一种高效、清洁、安全的能源,代表着未来力生产量的1611%,是世界能源结构的重要组成部
能源技术的发展方向,随着技术的不断进步,核能的分之一。
成本可不断降低。利用核能进行海水淡化将一举多全世界共有17个国家的核电在国家电力生产
得;首先核能可为海水淡化提供大量的廉价能源,可中的比例超过25%,按照正在运行的核电机组数目
降低海水淡化的成本;其次利用核能可缓解能源供来排列是,美国(104)、法国(59)、日本(53)、英国
求矛盾,优化能源结构;同时利用核能可解决大量燃(35)、俄国(29)、德国(19)、韩国(16)、加拿大(14)、
烧化石燃料造成的环境污染问题[1]。乌克兰(14)、印度(11)、瑞典(11)。我国(不包括台湾
在内)有3座核电机组在运行,核电占全国电力生产
2核能技术的现状总量的1115%。我国台湾还有6座核电机组在运
行,核电占台湾电力生产总量的25%[2]。
211核电站据经济合作与发展组织(OECD)预测,到2020
核电站是利用原子核裂变发出的巨大能量,把年,全球电力总装机容量将需要增加一倍。火电站燃
水加热成蒸汽,再利用汽轮机进行发电的电站。核电烧煤、石油、天然气等化石燃料向大气排放二氧化碳
站的不同类型主要体现在核反应堆上,通常根据反引起全球气候变暖造成的重大环境后果已经成为国
际社会关注的首要问题;水电的开发受到地域、移民
收稿日期:2002209214等许多限制;太阳能和风能很难满足作为电力基荷
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的要求。因此,世界能源组织(WEC)的最新报告结池中,利用水的静压提高反应堆的工作温度,使它能
论是:“核能是唯一可替代燃碳(煤、石油、天然气)能够在常压之下,输出适当温度的热能。
源,并可满足作为电力基荷要求的能源。它拥有多样池式核反应堆的主体为反应堆水池,反应堆水
化资源,快堆的使用可使铀资源的利用扩大100倍,池为圆柱形,由钢筋混凝土制成。内表面为不锈钢衬
核聚变的利用将拥有取之不尽的资源”。里,外表面有碳钢制的防渗外壳。水池顶部有不密封
212低温核反应堆的顶盖,池水表面为大气压。
核反应堆是利用原子受控裂变的原理提供能源堆芯进口水温约为70℃,进入堆芯后受热,水
和动力的技术,按照核反应堆的压力可分为高温(高温升至约100℃,从堆芯上部流出,进入放射性衰减
压)核反应堆和低温核反应堆,前者主要用于核电站筒,然后流出水池,经过热交换器及循环泵后,再返
的建设,后者主要用于供热工程。回水池。当水泵故障时,依靠温差形成的密度差来驱
核电站采用了较高的操作压力和温度,反应堆动池水继