Росатом изменил техническую концепцию своего предложения в сфере опреснения. Если чуть более года назад ставку предполагалось делать на технологию дистилляции, то теперь надежным считается гибридное решение, включающее и установки обратного осмоса.
Примерно полтора года назад Росатом стал прорабатывать идею продажи опреснительного комплекса в связке с АЭС. Тогда предлагалось делать ставку на метод дистилляции — прежний руководитель «Русатом Оверсиз» Джомарт Алиев видел риски в применении обратного осмоса, которые заключались в зависимости от производителей мембран.
Но руководство компании было заменено, «Русатом Оверсиз» преобразован в «Русатом Энерго Интернешнл» (REIN). И теперь у компании другое видение технической концепции интегрированного в АЭС опреснительного комплекса. По новому плану, опреснительное решение Росатома должно создаваться на основе баланса технологий многоступенчатой дистилляции и обратного осмоса. В компании считают, что совмещение двух технологий на одной площадке обеспечит надежность и бесперебойность производства питьевой воды: во время остановов ядерного энергоблока будет функционировать только обратно-осмотическая часть опреснительного комплекса, а дистилляционная часть подстрахует на случай ухудшения качества морской воды, когда приходится менять мембранные фильтры на более подходящие.
«Наше решение достаточно гибкое. Мы можем варьировать состав комплекса вплоть до получения моно-решений: только на базе испарительной технологии, либо только на базе обратно-осмотической», — сообщил в ходе форума «NDExpo-2016» в Москве руководитель проекта департамента проектов плавучих АЭС и опреснения АО «Русатом Энерго Интернешнл» Дмитрий Репин.
Гибридная техническая концепция уже утверждена на уровне госкорпорации. Концепт-проект разработали в «Атомпроекте». Он предусматривает строительство интегрированного с АЭС большой мощности опреснительного комплекса производительностью до 170 тыс. кубических метров в сутки.
Специалисты «Русатом Энерго Интернешнл» провели переговоры с ведущими производителями турбин для АЭС и выяснили, что возможность использования низкопотенциального пара для опреснительных комплексов существует. В настоящее время решается вопрос о выборе поставщика технологий, которые наполнят имеющийся концепт-проект.
Подробнее о технологиях
Многоступенчатая дистилляция мгновенным вскипанием — метод опреснения, при котором морскую воду испаряют последовательно через множество камер, в которых постепенно снижается давление.
Одноступенчатая испарительная система практически не используется при опреснении морской воды в промышленном масштабе. Такая система имеет коэффициент тепловой характеристики ниже единицы. То есть на производство одного объема воды требуется превосходящий объем водяного пара. Однако понимание этого процесса необходимо, так как это составляющая других компрессионных систем, так же как и MSF-процесса.
При многоступенчатой дистилляции морская вода нагревается, проходя через специальный подогреватель. Затем нагретый раствор попадает на ступень с более низким атмосферным давлением — чтобы морская вода закипела. Из-за внезапного попадания в камеру подогретая вода вскипает очень быстро и почти мгновенно преобразовывается в пар. При этом только небольшой процент этой воды — в зависимости от давления, поддерживаемого на этапе, — конвертируется в пар/пары воды. Оставшаяся нагретая морская вода переходит на следующую стадию, где поддерживается еще более низкое атмосферное давление, и опять происходит парообразование. Итерация повторяется снова и снова, вода переходит от одной стадии к другой, при этом она закипает без дополнительного тепла.
Обычно MSF-станции включают от 4 до 40 стадий. Пар, произведенный путем вспыхивания, конвертируется в питьевую воду путем конденсации — это происходит из-за его контакта с холодными трубами, которые пропущены через все стадии. Трубы затем охлаждаются поступающей морской водой, подаваемой на подогреватель на первой ступени. А морская вода, наоборот, в результате подогревается, так что объем тепловой энергии, необходимой для поддержания температуры в подогревателе, сокращается.
Технология обратного осмоса основана на природном явлении, которое лежит в основе обмена веществ всех живых организмов. Явление осмоса наблюдается, когда два соляных раствора с разными концентрациями разделены полупроницаемой мембраной. Молекулы воды проходят через полупроницаемую мембрану со стороны раствора с меньшей концентрацией в сторону раствора с большей концентрацией, до тех пор пока концентрация не станет равной.
Разница в высоте уровней двух растворов разной концентрации пропорциональна силе, под действием которой вода проходит через мембрану. Эта сила называется осмотическим давлением. Если же на раствор с более высокой концентрацией воздействует внешнее давление с уровнем выше осмотического, молекулы воды будут двигаться через мембрану в обратном направлении, то есть из более концентрированного раствора в менее концентрированный. Этот процесс и называется обратным осмосом. При этой технологии опреснения вода и растворенные в ней вещества разделяются на молекулярном уровне. В результате концентрированный раствор становится более концентрированным, а разводимый раствор — более чистым. Таким образом, раствор отделяется от примесей: чистая вода накапливается с одной стороны мембраны, а все загрязнения остаются по другую ее сторону.
Отдельные RO-установки представлены в широком диапазоне мощности за счет их модульности. Большие станции могут насчитывать сотни блоков, составленных в стойки. Типичная максимальная мощность станции — 128 тыс. м³/д, но и очень маленькие установки мощностью до 0,1 м³/д также востребованы и используются в маринах, домах и отелях. Источником энергии для маленьких установок обратного осмоса, особенно в удаленных местах, часто выступают фотовольтаические электростанции.
Предварительная подготовка исходной воды — существенный этап в работе RO-системы, так как мембраны чувствительны к засорению. Подготовка воды обычно включает стерилизацию исходного раствора, фильтрацию и добавку химических компонентов, чтобы предотвратить образование накипи и обрастание биоотложениями. С помощью насоса высокого давления подготовленная исходная вода проталкивается через пространство с мембранами.
Многоступенчатая дистилляция предполагает доведение морской воды до температуры испарения в первой колонне и использование образовавшегося пара для нагрева в последующих колоннах.
В основном MED проходит при низкой температуре (менее 70 °C). Это ограничивает скорость образования накипи на поверхности трубного пучка, омываемого тонкослойной пленкой испаряемой воды, а также позволяет использовать более дешевые материалы для теплообменников. Однако в ряде отдельных случаев первые ступени могут работать при более высокой температуре: повышение напрямую влияет на отношение получаемого дистиллята к объему исходного пара, и как следствие, на экономику установки.
MED, как и MSF-технология, осуществляется путем серии мелких процессов, а давление окружающей среды уменьшается через последовательные действия. Это позволяет питающей морской воде пройти кипение в несколько этапов без подачи дополнительного тепла после первой камеры.
На MED-станциях морская вода входит в первую камеру и закипает после предварительного нагрева в трубах. Морская вода также распыляется или распределяется равномерно на поверхность труб испарителя в виде тонкой пленки для ускорения закипания и выпаривания. Исходная вода нагревается паром из бойлера, который конденсируется на противоположной стороне труб, или иным источником тепла. Конденсат от нагревающего пара снова пускается в оборот. Только часть морской воды, распыленной по трубам в первом действии, испаряется. Оставшаяся вода собирается и отправляется на вторую стадию. Пар, генерируемый в первой камере, подается во вторую камеру для дополнительного подогрева и производит примерно такое же количество пара от кипящей морской воды вне пространства трубы, пока он конденсируется и становится очищенной водой. Процесс растянут на несколько стадий, с 8 – 16 итерациями у типичной большой станции. На последнем этапе пар конденсируется в конечном конденсаторе, где одновременно производится предварительный подогрев исходной морской воды.
Многоколонная дистилляция применяется в различных отраслях промышленности, таких, как пищевая (производство сахара и молочная), бумажная, деревообрабатывающая, текстильная, химическая, а также в опреснении. Маленькие MED-станции мощностью менее 500 м³/д применялись в опреснительной индустрии с 1960-х годов. Последующее развитие привело к увеличению удельной производительности установок.
Самым крупным парком ядерных опреснительных установок в настоящее время располагает Индия. Эта страна проводила исследования по опреснению с 1970-х годов. В 2002 году в Индии на АЭС «Мадрас» («Калпаккам») была введена в эксплуатацию демонстрационная станция, включавшая два реактора PHWR по 170 МВт, RO-установку мощностью 1,8 тыс. м³/д и MSF-станцию на 4,5 тыс. м³/д. Недавно этот гибридный комплекс был дополнен плавучим RO-блоком. Другая крупная установка производительностью 10,2 тыс. м³/д, основанная на механической парокомпрессии, была введена на АЭС «Куданкулам», цель проекта — получить воду для первого и второго контуров охлаждения, а также обеспечить водой ближайшие населенные пункты. Помимо этого, примерно с 2004 года в Индии функционирует низкотемпературная ядерная опреснительная установка, использующая отработанное тепло исследовательского реактора в Тромбее.
Пакистан в 2010 году ввел в эксплуатацию MED-установку мощностью 4,8 м³/д, объединенную с АЭС «Карачи». Опыт ядерного опреснения имеется и у Японии, где примерно 10 опреснительных установок, соединенных с PWR, производящих электроэнергию, давали порядка 14 тыс. м³/д питьевой воды. Первоначально японцы выбрали в качестве опреснительной технологии MSF, однако впоследствии она была заменена на MED и RO для повышения эффективности. Китай также развивается в этом направлении. Так, китайская CGN ввела в эксплуатацию завод по опреснению морской воды на 10,08 тыс. м³/д, использующий отработанное тепло для обеспечения охлаждающей водой АЭС «Хуньяньхэ». А Южная Корея пока лишь проектирует теплоэнергетическую атомную опреснительную установку на основе малого модульного реактора SMART тепловой мощностью 330 МВт.
Однако, при всем многообразии проектов и попыток освоить ядерное опреснение, пока никто не превзошел показатели, достигнутые в Казахстане. Атомный энергетический комплекс, расположенный на полуострове Каспийского моря, в 12 км от города Актау, состоял из реактора БН-350 на быстрых нейтронах с жидкометаллическим теплоносителем, тепловой блочной электростанции, двух газовых ТЭЦ, 10 многоступенчатых дистилляционных опреснительных установок, станции приготовления питьевой воды, цеха химической водоочистки. Этот комплекс поставлял 135 МВт электрической мощности и производил в среднем 80 тыс. м³/д питьевой воды на протяжении 25 лет. Станция приготовления питьевой воды была построена ближе к городу.
Комментарии
Есть же термокмпрессионная дистилляция.
Кстати , по теме, но не совсем. Никто дома обратный осмос не ставил? Хочу поставить , но хочу такую, чтобы постоянно кегля с очищенной водой была? Есть те кто внедрил такую штуку дома?
Фильтр Гейзер
http://берифильтр.рф/collection/filtr-geyzer?&utm_campaign=yandex_65837425&utm_content=yandex_filtry_gejzer_oficialnyj&utm_medium=cpc&utm_source=yandex_cpc&utm_term=yandex_filtry_gejzer_oficialnyj&yclid=2907907794036328771
Ресивер на 3 литра.
По опыту — мало. Гидроаккумулятор хорошо бы иметь литров на десять. И ставить систему с насосом. Да, сложнее и чуть дороже, но того стоит, когда давление в системе невелико или расход этой воды повышенный. Ну, насос можно к любой имеющейся системе приделать. Он на быстроразъёмных соединениях.
Я ставил. Своего же производства. :-) Ну, в смысле, я работаю в компании, которая занимается промышленной очисткой воды. А недавно и для бытового сектора стали делать системы. Бояться осмоса не надо, он тёплый и пушистый.
Хотя сейчас таких производителей около десятка, пожалуй.
А ссылочку дадите? В личку, чтобы без рекламы?
>Никто дома обратный осмос не ставил?
Поставил.
>Хочу поставить , но хочу такую, чтобы постоянно кегля с очищенной водой была?
На пять литров стоит баченок - внутри резиновая груша - одномоментно слить 5 нельзя - нужно ждать.
Конструкция простая - небольшой насос повышает давление до необходимого. Потом три фильтра и собственно мембрана.
Отходы сливаются в канализацию.
Но это же "мертвая" вода получается - там нет ничего кроме H2O.
Поэтому после баченка стоит минерализатор дополнительно. Но как мне кажется это мертвому припарка. Там только соли - нет железа и т.д.
Для меня и так сойдет так как местный водоканал поставляет техническую воду по цене питьевой с разрешения ФАС.
Вы завязывайте насчёт «мёртвой воды». :-) То, что из минералов и солей нужно, вы гарантированно получите с едой. Минерализатор — это маркетологическая разводка. :-) Да, иногда воду нужно нормализовать, но в крайне специальных случаях. В быту обратноосмотическая вода совершенно безопасна.
1..Изучите опыт Израиля, особенно негативные отзывы о росте онкологических заболеваний.
2..А куда Рапу будут девать... Изучите опыт негативный арабов
Россия является центром компетенций и контактной точкой BRICS по водным проектам... и вот Росатом торопится "мягкой рукой увести чужую овцу".
Но задача очень важная...
Non Natural sources water (NNSW)
Вон корейцы соль добывают из моря, строят запруду, вода от солнца испаряется соль в тележку лопатой, затем склад , фасовка и на продажу))). А тут целое солевое производство как побочный продукт)))
10-корпусная опреснительная установка. Сомневаюсь что там 10 многоступенчатых. Это наверное про Шевченко:
это отсюда.
Вообще то, как дочь офицера я должен бы сказать "не всё так однозначно", но как местный житель(автохтон?абориген?), постоянно проживающий в городе Шевченко-Актау замечу, что правильно будет сказать именно "многокорпусные опреснительные установки", и их действительно больше десятка - одни стареют и списываются в металлолом, другие вводятся в строй; называют их "батареями", ниже даю фото одной из них(взял с корпоративного сайта МАЭК).
Как хорошо видно на фото все эти "самовары" соединены последовательно и образуют одну опреснительную батарею.
Последние годы в связи с отсутствием производства новых батарей такого типа начали применять какие-то "горизонтально плёночные" батареи и уже поставили парочку. К сожалению я не смог найти фото новых батарей.