总之，高温 ＶＴＥ－ＭＥＤ 海水淡化技术是一种低 成本的高效传热淡化技术，它的成功开发必将使核 能海水淡化技术得到更大的发展。
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参考文献：
［１］ 王晓地，孙传敏，樊明辉．我国水资源的现状与有效利用［Ｊ］． 成 都理工学院学报，２０００ 年 １１ 月增刊．
多效蒸发（ＭＥＤ）是一种将热源（蒸汽）的汽化 潜热以蒸发 － 冷凝方式多次传递的海水淡化工艺。 按照蒸发器中蒸发管布置形式的不同，ＭＥＤ 技术可 以分为竖管多效蒸发（ＶＴＥ－ＭＥＤ）和水平管多效蒸 发（ＨＴＥ－ＭＥＤ）。按照第一效进口海水温度不同也 可分为：最高入口海水温度大于 ９０! 的高温多效蒸 发和入口温度约 ７０! 的低温多效蒸发。
在此基础上进行了初步的热工水力学实验，实 验中部分热工参数分布如下。
图 ２ 是实验过程中第二效海水和蒸汽在通过节 流孔板前后的温度差。图 ３ 是通过调频装置自动控 制之后实现的两塔间的流量匹配情况。可见在稳定 的海水流量下每效传热管两侧的海水和蒸汽已经建
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该实验系统示意图如图 １ 所示。第一效蒸发器 把电加热蒸汽发生器产生的源蒸汽的热量传给在蒸 发器管内流动的海水，并使其蒸发而产生加热下一 效的二次蒸汽；第二、三、四效蒸发器是产水蒸发器。
宋二猛等，高温多效蒸馏及在核能海水淡化方面的应用
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本实验系统可模拟研究实际海水淡化厂的 ３０ 效装 置，即可通过调节系统入口处的海水和蒸汽参数，使 之达到实际装置中的某一效的对应入口参数，以模 拟此效及相连的后两效的过程。
美国的盐水局（ＯＳＷ）研究了强化竖直传热管在 海水淡化装置方面的应用。在 ２０ 世纪 ７０ 年代初 ＯＳＷ 在德克萨斯州的 Ｆｒｅｅｐｏｒｔ 设计和建造了一个 日产淡水 ３７８５ｍ３ 的 ＶＴＥ／ＭＳＦ 海水淡化装置。在这 个装置的运行报告中肯定了双面槽竖直蒸发管的传 热效率。在这个项目之后不久另外一个大的示范项
该淡化装置还显示出很大的可靠性和灵活性， 无论是启动还是停止都非常容易。经过三年的运行， 管理和运行人员得出结论：这个淡化装置运行良好， 所有参数和性能都满足设计要求。由于这个工程的 成功运行，１９８２ 年意大利又于塔兰托建成一座高温 ＶＴＥ淡化装置，最高入口温度为 １１３! ，同样竖直布 置其蒸发器，日产淡水 ２４００ 立方米［７－８］。
日本还研究和发展了升膜" 降膜竖直管传热蒸 发器技术。这项技术可以减少设备中水泵的数目， 同时提高传热效率［１０］。
ＶＴＥ－ＭＥＤ 淡化技术还被研究用于船舶。Ｅｎｖｉ－ ｒｏｇｅｎｉｃｓ Ｓｙｓｔｅｍ 公司曾做过这方面的研究。文献［１１］中 阐述了为船舶造水而设计的一个 ＶＴＥ／ＶＣ 海水淡化 装置，该装置包括一个 ２４ 效的 ＶＴＥ 蒸发器和蒸汽 压缩发生器。日产淡水 ５０００ｍ３，造水比可达 ３０。
随着材料科学和水处理技术的发展，多效蒸发 相比闪蒸法已逐渐显露出更大的优势。许多专家认 为在新世纪里多效蒸发法是唯一可以与反渗透法在 经济性上竞争的热法海水淡化技术。
２０ 世纪 ９０ 年代以来，核能应用于海水淡化技 术得到了国际原子能机构和世界许多国家的广泛重 视，清华大学在成功开发低温核供热堆，建成并运行
５ ＭＷ 低温核供热试验堆的基础上，研究了低温核 供热堆作为核能海水淡化能源的可行性及耦合问 题，并为摩洛哥设计了一座 １０ＭＷ 低温核供热堆耦 合竖直蒸发管高温多效蒸发（ＶＴＥ－ＭＥＤ）的核能海 水淡化厂［４］。此外目前正在进行山东烟台 ２００ＭＷ 核 能供热堆海水淡化项目的可行性研究。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。
ＶＴＥ－ＭＥＤ 淡化技术在欧洲同样得到了发展。 １９７８ 年 意大利石油 集团在 意 大 利 塔 兰 托 建 成 的 ＶＴＥ 海水淡化装置采用竖直布局，它只需要一个进 料泵；该装置也采用双面槽管蒸发器。这个淡化厂 从 １９７８ 年三月开始投入运行，最高蒸汽温度 １１０! 左右，日产淡水 １４４０ｍ３。在第一年运行中，该厂共产 淡水 ５１２２００ｍ３，达到设计产水能力的 ９６％［７，８］。
第 ３１ 卷 第 ７ 期 ２００５ 年 ７ 月
Ｖｏｌ．３１ Ｎｏ．７
Ｊｕｌｙ，２００５
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宋二猛，贾海军，王玉华，姜胜耀
（清华大学核能与新能源技术研究院，先进反应堆工程与安全教育部重点实验室，北京 １０２２０１）
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
图 ３ 一号和二号塔海水进口流量
已有的实验结果表明，目前的 ＶＴＥ－ＭＥＤ 系统 具备了稳定运行的产水条件，这为进一步的热工水 力学研究奠定了基础。目前正在开展热工水力学参 数对海水淡化系统产水能力的影响等方面的实验研 究。由这些实验结果分析得到的产水性能和传热性 能指标对于实际海水淡化厂的设计和运行具有重要 的指导作用。
上世纪 ９０ 年代，美国南加州设计的塔式高温 ＶＴＥ－ＭＥＤ 海 水 淡 化 装 置 则 充 分 体 现 了 高 温 ＶＴＥ－ＭＥＤ 海水淡化技术在大型化发展和提高造水 比等方面的优势。这个淡化厂的 ３０ 效蒸发器竖直 布置于一个塔内，最高海水温度达到 １１０! ，最高日 产水 ２８３０００ 立方米［６］。
高温 ＶＴＥ－ＭＥＤ 海水淡化技术的发展是随着竖 直管蒸发器技术的发展而发展起来的。美国的 Ｅｎ－ ｖｉｒｏｇｅｎｉｃｓ Ｓｙｓｔｅｍ 公司于 ２０ 世纪 ７０ 年代最早研究 了竖直蒸发管传热系统。Ｅｎｖｉｒｏｇｅｎｉｃｓ Ｓｙｓｔｅｍ 公司 和 Ｉｎｃｏｎ（Ｓｏｇｅｘ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ 的一个分支）在 ７０ 年 代联合建造和运行了一座多级闪蒸、蒸汽压缩和竖 直管蒸发器联合的淡化装置。此联合装置日产淡水 ５０００ 立方米［５］。
收稿日期：２００４－０６－２９ 作者简介：宋二猛（１９７９－），男，硕士研究生 ；联系电话：０１０－８９７９６０５４、６２７７６４１１；Ｅ－ｍａｉｌ：ｓｏｎｇｅｒ９８＠ｍａｉｌｓ．ｔｓｉｎｇｈｕａ．ｅｄｕ．ｃｎ。
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目在 Ｏｒａｎｇｅ 县建成，这个项目同样采用双面槽竖直 蒸发管的传热技术［５］。
双面槽竖直蒸发管传热技术被用于 １９７５ 年在 美属维京群岛建成的、包括两个 １７ 效的大型 ＶＴＥ 海水淡化装置中，该装置最高海水温度为 １２１! ，水 平布置各效蒸发器，日产淡水能力为 ８５００ 立方米 ［５］。
立了 ２! 左右的稳定温差，且同时建立了稳定的压 力梯度。
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71 0
图２ 2000
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60分布

图 １ 实验系统示意图
各蒸发器的结构类似，在其上部有一个海水池， 海水池上沿为汽水分离装置，底部为一个位于上管 板上部的多孔孔板。处于饱和状态的海水在流过多 孔孔板时将产生一定的压降和温降，其上下游汽水 的温差为每效中的传热温压，在本研究中对应每效 的传热温差约 ３ ! 。
但实际 ＶＴＥ－ＭＥＤ 海水淡化装置的运行也暴露 出这种技术在当时条件下存在的一些不足。如较高 的温度使得腐蚀和结垢也较为严重，所以必须采取 相应的对策。如意大利塔兰托的淡化厂采用了添加 处理剂来抑制结垢。同时进料海水也必须经过严格 的预处理。
由于上述原因，８０ 年代 ＶＴＥ－ＭＥＤ 淡化技术发 展不快，但进入 ９０ 年代以来，随着膜技术在海水预 处理方面的发展以及防腐蚀和防结垢技术的提高， 高温 ＶＴＥ－ＭＥＤ 技术重又得到人们关注并且必将得 到更好的发展。
在日本，日立造船和工程公司与 Ｅｎｖｉｒｏｇｅｎｉｃｓ 公司合作建造了三座商业 ＶＴＥ 淡化装置。第一座于 １９７１ 年建于广岛的 Ｉｎｎｏｓｈｉｍａ 造船厂，最高温度 １１５! ，日产淡水 ５００ ｍ３，采用竖直塔式 ＶＴＥ 淡化技 术。这个淡化厂是世界上第一个采用这种塔式淡化 流程并投入商业运行的 ＶＴＥ 海水淡化装置。其余两 座日产淡水 １３００ ｍ３，最高温度均为 １１５! ，但它们 的蒸发器均为水平布置［９］。
上世纪 ９０ 年代中，在国际原子能机构的协调 下，清华大学为摩洛哥设计了一座 １０ＭＷ 核能供热 堆海水淡化厂。目前正在进行山东烟台 ２００ＭＷ 核 能海水淡化厂的可行性研究。这两座核能海水淡化 厂均是以低温核供热堆为能源。高温 ＶＴＥ－ＭＥＤ 淡 化技术为备选淡化方案之一。若采用高温 ＭＥＤ 淡 化方案，则入口需要的源蒸汽温度约 １２０! ，正好为 核供热堆提供的蒸汽温度。
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。
目前对孔板阻力特性、非凝结气体的排放、启动 方案等工艺技术开展了许多实验研究。在实验过程 中总结了逐效和分阶段抽取非凝结气体的方法以尽 量减少抽取非凝结气体对系统稳定运行造成的影响 等。
虽然双塔布置的实验装置能很好地模拟实际的 多塔淡化系统设计，但双塔之间的流量匹配一直是 实验中需要认真解决的问题，如果进入一号塔的海 水流量与进入二号塔流量匹配不佳的话，则很容易 发生溢流或者断流情况，从而造成系统无法正常运 行，这对于实际淡化厂也是个重要问题。通过在试 验系统浓咸水和淡水出口加装水泵并采用调频电源 控制塔里的水位，有效地解决了流量匹配问题。目 前实验系统已能在 １５００" ２６００ ｋｇ／ｈ 的给水的流量 下稳定运行，而且两塔之间的流量具有很好的跟随 特性。
高温 ＶＴＥ－ＭＥＤ 海水淡化技术是一种传热系数 高，能耗低，传热面积小，造水比大的先进海水淡化 工艺。