EVALUATION OF NUCLEAR DESALINATION THERMAL COUPLING USING SECOND LAW OF THERMODYNAMICS

Bashir A. Aburwin, Faraj E. El-Sager, and Amhmed A. Alaela*



Department of Mechanical and Industrial Engineering,
Faculty of Engineering, Al-Fateh University, Tripoli, Libya,
E-mail fsgr59@yahoo.com

*Higher Institute of Technical Agriculture, P.O. Box 14732,

E-mail: am_aila2000@yahoo.com

الملخص



تقدم هذه الورقة تحليلاً ديناميكياً حرارياً مستنداً إلى القانون الثاني للديناميكا الحرارية لمحطة قدرة نووية من نوع PWR ربطت إليها محطة تحليه مياه متعددة التأثير (لمراحل) (Multi- Effect Distillation)
تهدف الورقة إلى دراسة أداء الربط الحراري من منظور القانونين الأول والثاني للديناميكا الحرارية عن طريق استخلاص البخار من عدة نقاط في تربينه الضغط الخلفي، وفي هذه الدراسة تم تثبيت كمية المياه المنتجة المحلاة.
حيث أظهرت النتائج التي تم الحصول عليها أن الكفاءة الحرارية  للمحطة ثنائيه الغرض تتناقص بازدياد ضغط بخار الاستنزاف، وتزداد الكفاءة الحرارية بتناقص درجة الحرارة العليا للمحلول الملحي في محطة التحليه MED المشار إليها، وإن الفعالية الجزئية للربط الحراري  تتناقص بازدياد ضغط بخار الاستنزاف وكذلك  تتناقص بازدياد درجة الحرارة العليا للمحلول الملحي في محطة التحليه. بينما الفعالية الجزئية للقدرة الكهربية المنتجة  لا تعتمد على ضغط بخار الاستنزاف ولكنها تتحسن تحسناً طفيفاً بازدياد درجة الحرارة العليا للمحلول الملحي في محطة التحليه.


ABSTRACT



Thermodynamic analysis of Nuclear Power plant (pressurized water reactor) coupled with forward feed multi effect distillation (MED) were performed. The thermodynamic efficiencies are obtained by the extraction steam at different points from the back pressure turbine to steam transformer to generate heating steam of MED with effect of top brine temperature in the MED plant, and the amount of the produced potable water was fixed.

The first law efficiency of the plant decreases with increase of the extraction steam pressure and increases with decreasing of the top brine temperature of MED plant, the partial second law of desalination thermal coupling decreases with the increase of the extraction steam pressure and decreases with the increase of the top brine temperature for the MED plant. The partial second law efficiency of electricity production is not depending on extraction steam pressure, but little improved with increase of top brine temperature. The effect of the increasing of extraction steam pressure and increasing of top brine temperature are not efficient due to the increasing of the exergy flow consumption to steam provided for distillation plants, in spite of improving of partial effectiveness of electricity when increasing the top brine temperature the thermal coupling behaves as regenerative cycle.