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二號站登錄測速如何減少核電廠的冷卻用水?蒸汽收集技術在清除熱量的同時節省了水

2號站登錄測速 2號站登錄測速 2個月前 (08-04) 5次瀏覽

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在美國,從湖泊、河流和水井中抽取的所有水,約有五分之二不是用于農業、飲用或衛生,而是用于冷卻由化石燃料或核能提供電力的發電廠。這些工廠中超過65%使用蒸發冷卻,導致從冷卻塔中噴出巨大的白色煙塵,這可能是一種“污染”,在某些情況下,甚至導致危險的駕駛條件。

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現在,一家小公司基于瓦拉納西研究小組最近在麻省理工學院開發的技術,希望能減少這些工廠的用水需求和由此產生的煙塵–并有可能幫助緩解發電廠對當地水系統造成壓力的地區的水短缺問題。

這項技術在原理上出奇的簡單,但將二號站登陸測速鏈接發展到現在可以在工業工廠進行全面測試的地步是一個更復雜的提議。這需要該公司的創始人從安裝原型系統中獲得現實世界的經驗,首先是在麻省理工學院的天然氣動力熱電聯產廠,然后是在麻省理工學院的核研究反應堆。

在這些苛刻的測試中,不僅涉及到工作中的工業工廠的熱量和振動,而且2號站線路測速涉及到新英格蘭冬季的嚴酷環境,該系統證明了二號站登陸測速鏈接在消除蒸汽羽流和重新獲得水方面的有效性。而且,它在這一過程中凈化了水,使二號站登陸測速鏈接比進入的冷卻水干凈100倍。該系統現在正準備在一家商業發電廠和一家化學加工廠進行全面測試。

“校園是一個活的實驗室”

這項技術最初是由機械工程教授Kripa Varanasi設想的,目的是通過從自然霧氣和發電廠冷卻塔的煙氣中捕捉水滴來開發高效的水回收系統。該項目是作為馬赫-達馬克博士18年博士論文研究的一部分開始的,由麻省理工學院塔塔技術與設計中心資助,目的是提高霧氣收集系統的效率,如在一些干旱的沿海地區作為飲用水源使用的系統。這些系統通常由垂直懸掛在霧庫路徑上的塑料或金屬網組成,效率極低,只能捕捉到通過它們的大約1%到3%的水滴。

瓦拉納西和達馬克發現,通過首先用一束帶電粒子(或稱離子)照射小水滴,使每個水滴帶有輕微的電荷,可以使水汽收集的效率大大提高。然后,水滴流通過一個具有相反電荷的金屬網,如窗紗。這導致液滴被強烈地吸引到網狀物上,它們在重力作用下掉落,并可以被收集到放在網狀物下面的托盤中。

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實驗室測試顯示,這一概念是有效的,該研究由達馬克擔任首席執行官,卡里爾擔任首席技術官,瓦拉納西擔任主席,在麻省理工學院可持續發展辦公室的資助下,他們立即著手在麻省理工學院以天然氣為動力的中央公用事業廠的一個冷卻塔上建立測試裝置。在對各種配置進行實驗后,他們能夠證明該系統確實能夠消除煙羽并生產出高純度的水。

核科學與工程系的Jacopo Buongiorno教授立即發現了一個良好的合作機會,在NRL工程師Ed Block的幫助下,提供了麻省理工學院核反應堆實驗室研究設施的使用權,以進一步測試該系統。由于二號站登陸測速鏈接24/7的運行和更高溫度的蒸汽排放,該工廠將為該系統提供更嚴格的現實世界測試,并證明二號站登陸測速鏈接在核管理委員會許可的實際運行反應堆中的有效性,這是為該技術 “去風險 “的重要一步,以便電力公司可以放心地采用該系統。

在該系統安裝在該廠四個冷卻塔中的一個上面后,測試表明,收集的水比進入冷卻系統的給水干凈100多倍。它2號站線路測速證明,與早期版本不同,該系統的網篩是垂直安裝的,與蒸汽流平行,對工廠的運行沒有任何影響。測試的視頻極大地說明了當收集網的電源被打開時,白色的蒸汽羽流立即完全消失了。

來自反應堆冷卻塔的高溫和體積的蒸汽羽流代表了一種最糟糕的羽流情況,Damak說:”因此,如果我們能夠捕獲它,我們基本上可以捕獲任何東西。”

瓦拉納西說,與麻省理工學院的核反應堆實驗室合作,是相當重要的一步,因為它幫助我們進行了大規模的測試。它真正驗證了水質和系統的性能。這個過程顯示了將校園作為一個活的實驗室的重要性。它使我們能夠大規模地進行這類實驗,也顯示了可持續地減少校園水足跡的能力。

實驗影響的好處

發電廠的煙塵通常被認為是有礙觀瞻的,并可能導致當地人反對新的發電廠,因為有可能遮擋視線,甚至當遮擋的煙塵吹過道路時有可能造成交通危險。消除煙塵的能力可能是一個重要的好處,使發電廠能夠選址在可能被限制的地方。同時,該系統可以消除植物使用的大量水,然后流失到天空中,有可能減輕當地水系統的壓力,這在干旱地區可能特別有用。

該系統本質上是一個蒸餾過程,它產生的純水可以進入發電廠的鍋爐–這些鍋爐與冷卻系統分開,需要高純度的水。這可能會減少對淡水和鍋爐凈化系統的需求。

更重要的是,在許多干旱的沿海地區,發電廠直接用海水進行冷卻。這個系統將在本質上為電廠增加海水淡化的能力,二號站登陸測速鏈接成本只是建造一個新的獨立的海水淡化廠的一小部分,而且由于熱量基本上是免費提供的,二號站登陸測速鏈接運營成本甚至更小。

水的污染通常是通過測試二號站登陸測速鏈接電導率來衡量的,電導率隨著所含鹽分和二號站登陸測速鏈接他污染物的數量而增加。哈利勒解釋說,發電廠冷卻系統使用的水通常測量為每厘米3000微西門子,而劍橋市的供水通常約為每厘米500或600微西門斯,這個系統捕獲的水通常低于每厘米50微西門斯。

由于在麻省理工學院的工廠進行的測試提供了驗證,該公司現在已經能夠為二號站登陸測速鏈接在運營中的商業工廠的頭兩次安裝做出安排,這將在今年晚些時候開始。一個是900兆瓦的發電廠,該系統的清潔水生產將是一個主要優勢,另一個是在中西部的一個化學制造廠。

在許多地方,發電廠必須為他們用于冷卻的水付費,而新系統預計將減少高達20%的水需求。對于一個典型的發電廠來說,僅此一項每年就可以節省約一百萬美元的水費。


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