本發(fā)明公開(kāi)一種從核廢水中分離濃縮重水的膜蒸餾裝置，包括：上側(cè)端板(1)、下側(cè)端板(2)和膜分離濃縮組件(3)；上側(cè)端板(1)包括熱側(cè)物料入口(11)、冷側(cè)物料出口(12)、冷卻物料入口(13)、加熱物料出口(14)；下端板(2)包括熱側(cè)物料出口(21)、冷側(cè)物料入口(22)、冷卻物料出口(23)、加熱物料入口(24)；膜分離濃縮組件(3)包括多級(jí)串聯(lián)的濃縮室(31)、多級(jí)串聯(lián)的透過(guò)室(32)、輔熱室(33)和冷卻室(34)。本發(fā)明膜蒸餾裝置實(shí)現(xiàn)了組件內(nèi)部多級(jí)膜蒸餾過(guò)程，避免外加輔助設(shè)備。同時(shí)，本發(fā)明通過(guò)調(diào)節(jié)冷卻室(32)、輔熱室(33)的厚度來(lái)平衡因料液重水比例增加而造成的滲透通量降低，提高分離效率，減少熱量損失。