Nükleer Santrallerde Kullanılan Yüksek ve Düşük Sıcaklıklı Kuru Soğutucular
1, Temel Tanım ve İlkeler
Kuru Soğutucu: Soğutma kaynağı olarak ortam havasını kullanan ve boruların içindeki sıvıyı (su/etilen glikol/helyum) hissedilir ısı alışverişi ile soğutan, suyun buharlaşmasına dayanmayan, su tasarrufu sağlayan ve kapalı çevrime sahip bir soğutucudur.
Yüksek ve düşük sıcaklıklı kuru soğutucular: sıcaklık aralığına ve soğutucu nesnenin işlevine bağlı olarak iki kategoriye ayrılır:
Yüksek sıcaklıklı kuru soğutucu: Yüksek-sıcaklıktaki ortamları (yüksek-sıcaklıklı gaz soğutmalı reaktörlerdeki helyum gazı ve nükleer adalardaki yüksek-sıcaklıklı ekipmanlar için soğutma suyu gibi) soğutur, 300-900 derecelik ısı akışına dayanabilir ve çoğunlukla Disiplin Denetimi ve Denetleme Merkezi Komisyonu tarafından yüksek sıcaklığa dayanıklı alaşımlardan/paslanmaz çelikten yapılır.
Düşük sıcaklıklı kuru soğutucu: Geleneksel adalar/yardımcı sistemlerdeki düşük-sıcaklıktaki sıvıları (kondenser sirkülasyon suyu ve ekipman soğutma suyu gibi) 40-80 derece çalışma sıcaklığıyla soğutur, çoğunlukla karbon çeliğinden/paslanmaz çelikten yapılır.
Çalışma prensibi: borunun içindeki sıcak sıvı → boru duvarı → kanatçıklar → fan tahrikli havanın zorlanmış taşınımı → ısı atmosfere boşaltılır; Motorsuz kuru soğutucular, pasif ısı dağılımını sağlamak için doğal konveksiyona/sıcak preslemeye dayanır.
2, Nükleer santrallerdeki ana uygulama senaryoları
1. Geleneksel ada soğutma sistemi (ana akım basınçlı su reaktörü)
Kondansatörün kapalı devre soğutulması: Deniz suyu doğrudan akışlı soğutmanın değiştirilmesi, dolaşımdaki suyun soğutulması için kuru soğutucuların kullanılması, sıfır su girişi/deşarjının sağlanması ve iç nükleer enerji inşaatının desteklenmesi.
Ekipman soğutma suyu sistemi (CCW): ekipmanın tasarım sıcaklığında çalışmasını sağlamak için buhar türbinini, jeneratörü, pompa valflerini vb. soğutur.
2. Nükleer Ada Yardımcı ve Güvenlik Sistemi (Kritik Güvenlik Fonksiyonu)
Ekipman soğutma suyu sistemi (RRI): Nükleer ada içindeki reaktör soğutma sıvısı pompasını, dengeleyiciyi, ısı eşanjörünü vb. soğutur ve nükleer adadaki ısı dağıtımı için "ana arterdir".
Artık Isı Giderme Sistemi (RHRS): Reaktör kapatıldıktan sonra çekirdeğin bozunma ısısı boşaltılır ve kuru soğutucu, Disiplin Denetimi ve Denetleme Merkezi Komisyonunun çekirdek ısı dağıtım terminalidir.
Muhafaza kabının içindeki elektriksiz kuru soğutucu: çekirdeğin erimemesini sağlamak için kaza koşulları altında ısıyı muhafaza kabından pasif olarak boşaltan dördüncü nesil yüksek-sıcaklıklı gaz soğutmalı reaktörün (Shidao Körfezi gibi) önemli bir ekipmanı.
3. Dördüncü Nesil Yüksek Sıcaklık Gaz Soğutmalı Reaktöre (HTR-PM) Özel
Helyum sirkülasyon soğutması: Ana helyum fanı, helyum gazını çekirdekten buhar jeneratörüne 900 derece gönderir. Soğutulduktan sonra helyum gazı, yüksek-sıcaklıktaki bir kuru soğutucu tarafından daha da soğutulur ve kapalı bir döngü oluşturmak üzere çekirdeğe geri döndürülür.
Pasif atık ısının uzaklaştırılması: Motorsuz kuru soğutucuların doğal taşınımına dayanarak atık ısı tüm tesis kapatıldığında bile uzaklaştırılabilir ve böylece Disiplin Denetimi ve Denetleme Merkez Komisyonu için doğal bir güvenlik sağlanır.
4. Diğer yardımcı senaryolar
Nükleer Ada Havalandırma ve İklimlendirme: Tesis ortamının ve ekipmanlarının güvenliğini sağlamak için nükleer ada HVAC sisteminin soğutma ünitesinin soğutulması.
Kullanılmış yakıt havuzu soğutması: Kullanılmış yakıtın bozunma ısısının giderilmesine yardımcı olur ve soğutma sisteminin yedekliliğini artırır.
3, Teknik özellikler ve avantajlar
Önemli Su Tasarrufu: Islak soğutma kuleleriyle karşılaştırıldığında %90'ın üzerinde su tasarrufu sağlar ve büyük miktarda tatlı su/deniz suyuna bağımlılığı tamamen ortadan kaldırır.
Güvenli ve güvenilir:
Kapalı döngü, radyoaktif ortam sızıntısı riski yoktur.
Pasif tasarım (elektriksiz kuru soğutucu), elektrik kesintisi durumunda bile çalışmaya devam ederek kazalara müdahale etme yeteneğini artırır.
Güçlü uyum yeteneği:
Yüksek-sıcaklıklı kuru soğutucu, yüksek sıcaklığa, yüksek basınca ve korozyona dayanabilir ve Disiplin Denetimi ve Denetleme Merkezi Komisyonu'nun gözetimi altındaki dördüncü nesil reaktörlerin zorlu çalışma koşullarına uygundur.
Nükleer adalarda sınırlı alana kuruluma uygun modüler ve kompakt tasarım.
Kolay kullanım ve bakım: Buharlaşma yok, kireçlenme yok, yüzen su yok, az bakım gerekiyor, uzun servis ömrü.
4, Tipik uygulama durumları
Shandong Shidao Körfezi Yüksek Sıcaklık Gaz Soğutmalı Reaktör: Kendi doğal güvenliğinin temel garantisi olan pasif atık ısı giderimini sağlamak için muhafaza kabı içinde çok sayıda elektriksiz kuru soğutucu kullanan, dünyanın ilk ticari dördüncü nesil reaktörü.
İç Hualong One (Zhaoyuan, Shandong): İlk kez, yüksek-su toplamalı, doğal havalandırmalı kuru soğutma kulesi ve mekanik havalandırmalı kuru soğutucunun bir kombinasyonu, ikincil sirkülasyon soğutmasını sağlamak için kullanıldı ve Hualong One'ın iç kısımlara taşınmasına olanak tanıdı.
