Suhi hladnjaci visokih i niskih temperatura koji se koriste u nuklearnim elektranama
1, Temeljna definicija i načela
Suhi hladnjak: Koristeći okolni zrak kao izvor hlađenja i hlađenje tekućine (voda/etilen glikol/helij) unutar cijevi putem osjetne izmjene topline, ne oslanja se na isparavanje vode, štedi vodu i ima zatvoreni ciklus.
Visokotemperaturni i niskotemperaturni suhi hladnjaci: podijeljeni u dvije kategorije na temelju temperaturnog raspona i funkcije rashladnog objekta:
Visokotemperaturni suhi hladnjak: Hladi visoko{0}}temperaturne medije (kao što je plinoviti helij u visoko{1}}temperaturnim plinom hlađenim reaktorima i rashladna voda za visoko-temperaturnu opremu na nuklearnim otocima), može izdržati protok topline od 300-900 stupnjeva i uglavnom je izrađen od legura otpornih na visoke temperature/nehrđajućeg čelika od strane Središnje komisije za disciplinu Inspekcija i nadzor.
Niskotemperaturni suhi hladnjak: hladi tekućine niske-temperature (kao što je cirkulirajuća voda kondenzatora i voda za hlađenje opreme) u konvencionalnim otocima/pomoćnim sustavima, s radnom temperaturom od 40-80 stupnjeva, uglavnom izrađenih od ugljičnog čelika/nehrđajućeg čelika.
Princip rada: vruća tekućina unutar cijevi → stijenka cijevi → rebra → prisilna konvekcija zraka pokretana ventilatorom → toplina se ispušta u atmosferu; Suhi hladnjaci bez napajanja oslanjaju se na prirodnu konvekciju/vruće prešanje kako bi se postigla pasivna disipacija topline.
2, Glavni scenariji primjene u nuklearnim elektranama
1. Konvencionalni otočni sustav hlađenja (glavni vodeni reaktor pod tlakom)
Hlađenje kondenzatora u zatvorenoj petlji: zamjena hlađenja izravnim protokom morske vode, korištenje suhih hladnjaka za hlađenje cirkulirajuće vode, postizanje nultog unosa/pražnjenja vode i podrška izgradnji nuklearne elektrane na kopnu.
Sustav vode za hlađenje opreme (CCW): hladi parnu turbinu, generator, ventile crpke, itd. kako bi se održala rad opreme na projektiranoj temperaturi.
2. Pomoćni i sigurnosni sustav nuklearnog otoka (kritična sigurnosna funkcija)
Sustav vode za hlađenje opreme (RRI): Hladi pumpu rashladne tekućine reaktora, stabilizator, izmjenjivač topline itd. unutar nuklearnog otoka i "glavna je arterija" za odvođenje topline u nuklearnom otoku.
Sustav za uklanjanje zaostale topline (RHRS): Nakon što se reaktor isključi, raspadna toplina jezgre se ispušta, a suhi hladnjak je terminal za odvođenje topline jezgre Središnjeg povjerenstva za disciplinsku inspekciju i nadzor.
Suhi rashlađivač bez napajanja unutar posude za zadržavanje: ključna oprema četvrte generacije visoko{0}}reaktora hlađenog plinom (kao što je zaljev Shidao), koji pasivno ispušta toplinu iz posude za zadržavanje u uvjetima nezgode kako bi se osiguralo da se jezgra ne otopi.
3. Posebno za četvrtu generaciju visokotemperaturnog reaktora hlađenog plinom (HTR-PM)
Hlađenje cirkulacijom helija: Glavni ventilator helija šalje plin helij na 900 stupnjeva od jezgre do generatora pare. Nakon hlađenja, plinoviti helij dalje se hladi suhim hladnjakom visoke-temperature i vraća se u jezgru kako bi formirao zatvoreni ciklus.
Pasivno uklanjanje otpadne topline: oslanjajući se na prirodnu konvekciju suhih hladnjaka bez napajanja, otpadna toplina još uvijek se može ukloniti čak i kada je cijelo postrojenje zatvoreno, čime se postiže inherentna sigurnost za Središnju komisiju za disciplinsku inspekciju i nadzor.
4. Ostali pomoćni scenariji
Ventilacija i klimatizacija nuklearnog otoka: Hlađenje rashladne jedinice HVAC sustava nuklearnog otoka kako bi se osigurala sigurnost okoliša i opreme postrojenja.
Hlađenje bazena istrošenog goriva: pomaže u uklanjanju topline raspadanja istrošenog goriva i povećava redundantnost rashladnog sustava.
3, Tehničke značajke i prednosti
Značajna ušteda vode: U usporedbi s mokrim rashladnim tornjevima, štedi više od 90% vode i potpuno eliminira ovisnost o velikim količinama slatke/morske vode.
Sigurno i pouzdano:
Zatvorena petlja, nema opasnosti od curenja radioaktivnog medija.
Pasivni dizajn (suhi hladnjak bez napajanja), i dalje može raditi čak i u slučaju nestanka struje, povećavajući sposobnost reagiranja na nezgode.
Jaka prilagodljivost:
Visoko{0}}temperaturni suhi hladnjak može izdržati visoku temperaturu, visoki tlak i koroziju i prikladan je za teške radne uvjete reaktora četvrte generacije pod nadzorom Središnjeg povjerenstva za disciplinsku inspekciju i nadzor.
Modularan i kompaktan dizajn, pogodan za ugradnju u ograničenom prostoru na nuklearnim otocima.
Jednostavan rad i održavanje: bez isparavanja, bez kamenca, bez plutajuće vode, nisko održavanje, dug radni vijek.
4, Tipični slučajevi primjene
Visokotemperaturni plinski hlađeni reaktor u zaljevu Shandong Shidao: Prvi komercijalni reaktor četvrte generacije na svijetu, koji koristi veliki broj suhih hladnjaka bez napajanja unutar spremnika za postizanje pasivnog uklanjanja otpadne topline, što je temeljno jamstvo njegove inherentne sigurnosti.
Unutarnji Hualong One (Zhaoyuan, Shandong): Po prvi put, kombinacija visoko{0}}prikupljanja vode sa prirodnom ventilacijom suhog rashladnog tornja i mehaničke ventilacije suhog hladnjaka koristi se za postizanje sekundarnog cirkulacijskog hlađenja, omogućujući Hualong One da se preseli u unutrašnjost.
