大型低溫多效海水淡化裝置國產(chǎn)化基礎(chǔ)研究及熱力系統(tǒng)計算軟件研發(fā)
我國現(xiàn)在運行的壓水堆核電廠發(fā)電效率約為 33%,核燃料放出熱量的 2/3被作為廢熱排入海中,造成熱污染;較先進的火力電廠的發(fā)電效率也僅 40%左右。而水作為人類最寶貴的不可替代的自然資源,水短缺問題正日益影響著全球的生態(tài)環(huán)境和社會、經(jīng)濟發(fā)展。海水淡化技術(shù)是解決水資源緊缺問題的一條有效 途徑,世界各國也越來越重視這種新技術(shù)。低溫多效蒸發(fā)海水淡化(LT-MED)技術(shù)預處理簡單,工作溫度低,傳熱效率高,系統(tǒng)操作彈性大,并可有效地利用鍋爐等余熱或其它低位熱能,電廠實現(xiàn)水電聯(lián)產(chǎn),成為海水淡化的主流技術(shù)之一。 針對日產(chǎn)萬噸級 LT-MED 設(shè)備國產(chǎn)化,開展了相關(guān)基礎(chǔ)研究,對 LT-MED 蒸發(fā)器的水平管結(jié)構(gòu)、材料及布置形式,在低溫低壓、管內(nèi)外均發(fā)生相變條件下進行了傳熱和流動的試驗研究,獲得了水平管降膜蒸發(fā)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),并確定了管外海水噴淋參數(shù)和管內(nèi)蒸汽參數(shù)對傳熱特性及管內(nèi)流動阻力特性的影響,得到了傳熱準則關(guān)聯(lián)式和阻力計算關(guān)聯(lián)式;建立了低溫多效海水淡化裝置單效蒸發(fā)器的熱力計算模型,運用實驗關(guān)聯(lián)式,考慮了海水噴淋密度、溫度、鹽度,以及管內(nèi)蒸汽流量、壓力對傳熱系數(shù)的影響,也考慮了水和海水的物性隨溫度或鹽度的變化。研發(fā)的計算程序可獲得蒸發(fā)器內(nèi)部流動與傳熱各參數(shù)的分布,結(jié)果與黃驊電廠工程實際符合良好。還研發(fā)了 TVC-MED 熱力計算,該程序可用于蒸發(fā)器和 MED 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計和運行參數(shù)優(yōu)化,具有重要的實用價值和學術(shù)價值。為我國自行設(shè)計、開發(fā)高效水平管降膜蒸發(fā)器奠定了理論和實驗基礎(chǔ)。
西安交通大學
2021-04-11