เครื่องทำความเย็นแบบแห้งอุณหภูมิสูงและต่ำที่ใช้ในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์

1 ความหมายหลักและหลักการ
เครื่องทำความเย็นแบบแห้ง: การใช้อากาศโดยรอบเป็นแหล่งทำความเย็นและทำให้ของเหลว (น้ำ/เอทิลีนไกลคอล/ฮีเลียม) ภายในท่อเย็นลงผ่านการแลกเปลี่ยนความร้อนสัมผัส โดยไม่ต้องอาศัยการระเหยของน้ำ ช่วยประหยัดน้ำ และมีวงจรปิด
เครื่องทำความเย็นแบบแห้งอุณหภูมิสูงและต่ำ: แบ่งออกเป็นสองประเภทตามช่วงอุณหภูมิและการทำงานของวัตถุทำความเย็น:
เครื่องทำความเย็นแห้งอุณหภูมิสูง: ทำความเย็นสื่อที่มีอุณหภูมิสูง- (เช่น ก๊าซฮีเลียมในเครื่องปฏิกรณ์ระบายความร้อนด้วยแก๊สอุณหภูมิสูง- และน้ำหล่อเย็นสำหรับอุปกรณ์ที่มีอุณหภูมิสูง- บนเกาะนิวเคลียร์) สามารถทนต่อการไหลของความร้อนได้ 300-900 องศา และส่วนใหญ่ทำจากโลหะผสม/สแตนเลสที่ทนต่ออุณหภูมิสูงโดยคณะกรรมการกลางเพื่อการตรวจสอบและกำกับดูแลวินัย
เครื่องทำความเย็นแบบแห้งอุณหภูมิต่ำ: ทำให้ของเหลวที่มีอุณหภูมิต่ำ-เย็นลง (เช่น น้ำหมุนเวียนของคอนเดนเซอร์และน้ำหล่อเย็นของอุปกรณ์) ในระบบเกาะ/ระบบเสริมทั่วไป โดยมีอุณหภูมิในการทำงาน 40-80 องศา ซึ่งส่วนใหญ่ทำจากเหล็กกล้าคาร์บอน/สแตนเลส
หลักการทำงาน: ของไหลร้อนภายในท่อ → ผนังท่อ → ครีบ → การหมุนเวียนอากาศแบบบังคับด้วยพัดลม → ความร้อนถูกระบายออกสู่บรรยากาศ เครื่องทำความเย็นแบบแห้งแบบไม่ใช้พลังงานอาศัยการพาความร้อนตามธรรมชาติ/การกดร้อนเพื่อให้เกิดการกระจายความร้อนแบบพาสซีฟ

2 สถานการณ์การใช้งานหลักในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์
1. ระบบทำความเย็นแบบเกาะทั่วไป (เครื่องปฏิกรณ์น้ำแรงดันหลัก)
การระบายความร้อนแบบวงปิดของคอนเดนเซอร์: แทนที่การระบายความร้อนด้วยน้ำทะเลโดยตรง การใช้เครื่องทำความเย็นแบบแห้งเพื่อทำให้น้ำหมุนเวียนเย็นลง ทำให้ปริมาณน้ำเข้า/ระบายเป็นศูนย์ และสนับสนุนการก่อสร้างพลังงานนิวเคลียร์ภายในประเทศ
ระบบน้ำหล่อเย็นของอุปกรณ์ (CCW): ระบายความร้อนให้กับกังหันไอน้ำ เครื่องกำเนิดไฟฟ้า วาล์วปั๊ม ฯลฯ เพื่อรักษาอุปกรณ์ทำงานที่อุณหภูมิการออกแบบ

2. ระบบเสริมและความปลอดภัยของเกาะนิวเคลียร์ (ฟังก์ชันความปลอดภัยวิกฤต)
ระบบน้ำหล่อเย็นของอุปกรณ์ (RRI): ทำหน้าที่ทำความเย็นให้กับปั๊มน้ำหล่อเย็นของเครื่องปฏิกรณ์ สารทำให้เสถียร เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ฯลฯ ภายในเกาะนิวเคลียร์ และเป็น "หลอดเลือดแดงหลัก" สำหรับการกระจายความร้อนในเกาะนิวเคลียร์
ระบบกำจัดความร้อนตกค้าง (RHRS): หลังจากปิดเครื่องปฏิกรณ์แล้ว ความร้อนจากการสลายของแกนกลางจะถูกระบายออก และเครื่องทำความเย็นแบบแห้งจะเป็นสถานีกระจายความร้อนแกนกลางของคณะกรรมการกลางเพื่อการตรวจสอบและกำกับดูแลวินัย
เครื่องทำความเย็นแห้งแบบไม่มีพลังงานภายในถังบรรจุ: อุปกรณ์สำคัญของเครื่องปฏิกรณ์ระบายความร้อนด้วยแก๊สอุณหภูมิสูง-รุ่นที่สี่ (เช่น อ่าวชิดะโอะ) ซึ่งจะปล่อยความร้อนออกจากถังบรรจุอย่างเฉื่อยชาภายใต้สภาวะที่เกิดอุบัติเหตุเพื่อให้แน่ใจว่าแกนกลางจะไม่ละลาย
3. พิเศษสำหรับเครื่องปฏิกรณ์ระบายความร้อนด้วยแก๊สอุณหภูมิสูงรุ่นที่สี่ (HTR-PM)
การระบายความร้อนด้วยการไหลเวียนของฮีเลียม: พัดลมฮีเลียมหลักจะส่งก๊าซฮีเลียมที่ 900 องศาจากแกนกลางไปยังเครื่องกำเนิดไอน้ำ หลังจากการเย็นตัวลง ก๊าซฮีเลียมจะถูกทำให้เย็นลงอีกโดยเครื่องทำความเย็นแบบแห้งที่อุณหภูมิสูง- และกลับสู่แกนกลางเพื่อสร้างวงจรปิด
การกำจัดความร้อนเหลือทิ้งแบบพาสซีฟ: อาศัยการพาความร้อนตามธรรมชาติของเครื่องทำความเย็นแบบแห้งที่ไม่ใช้ไฟฟ้า ความร้อนเหลือทิ้งยังคงสามารถกำจัดออกได้แม้ว่าทั้งโรงงานจะปิดตัวลง บรรลุความปลอดภัยโดยธรรมชาติสำหรับคณะกรรมการกลางด้านการตรวจสอบและกำกับดูแลวินัย
4. สถานการณ์เสริมอื่นๆ
การระบายอากาศและการปรับอากาศบนเกาะนิวเคลียร์: การทำความเย็นหน่วยทำความเย็นของระบบ HVAC ของเกาะนิวเคลียร์ เพื่อให้มั่นใจในความปลอดภัยของสภาพแวดล้อมและอุปกรณ์ของโรงงาน
การทำความเย็นบ่อเชื้อเพลิงใช้แล้ว: ช่วยในการขจัดความร้อนที่สลายตัวของเชื้อเพลิงใช้แล้ว และเพิ่มความซ้ำซ้อนของระบบทำความเย็น

3 คุณสมบัติทางเทคนิคและข้อดี
ประหยัดน้ำได้มาก: เมื่อเปรียบเทียบกับหอทำความเย็นแบบเปียก จะช่วยประหยัดน้ำได้มากกว่า 90% และลดการพึ่งพาน้ำจืด/น้ำทะเลจำนวนมากโดยสิ้นเชิง
ปลอดภัยและเชื่อถือได้:
วงปิดไม่มีความเสี่ยงต่อการรั่วไหลของสารกัมมันตภาพรังสี
การออกแบบแบบพาสซีฟ (เครื่องทำความเย็นแบบแห้งแบบไม่ใช้พลังงาน) ยังคงสามารถทำงานได้แม้ในกรณีที่ไฟฟ้าดับ เพิ่มความสามารถในการตอบสนองต่ออุบัติเหตุ
การปรับตัวที่แข็งแกร่ง:
เครื่องทำความเย็นแบบแห้งที่อุณหภูมิสูง-สามารถทนต่ออุณหภูมิสูง ความดันสูง และการกัดกร่อนได้ และเหมาะสำหรับสภาพการทำงานที่รุนแรงของเครื่องปฏิกรณ์รุ่นที่สี่ภายใต้การควบคุมดูแลของคณะกรรมการกลางเพื่อการตรวจสอบและควบคุมวินัย
การออกแบบแบบโมดูลาร์และกะทัดรัด เหมาะสำหรับการติดตั้งในพื้นที่จำกัดบนเกาะนิวเคลียร์
ใช้งานและบำรุงรักษาง่าย: ไม่มีการระเหย ไม่มีการปรับขนาด ไม่มีน้ำลอย การบำรุงรักษาต่ำ อายุการใช้งานยาวนาน

4 กรณีการใช้งานทั่วไป
เครื่องปฏิกรณ์ระบายความร้อนด้วยแก๊สอุณหภูมิสูงอ่าวซานตง ซื่อเตา: เครื่องปฏิกรณ์รุ่นที่ 4 เชิงพาณิชย์เครื่องแรกของโลก ซึ่งใช้เครื่องทำความเย็นแห้งแบบไม่ใช้พลังงานจำนวนมากภายในถังกักเก็บ เพื่อกำจัดความร้อนเหลือทิ้งแบบพาสซีฟ ซึ่งเป็นหลักรับประกันความปลอดภัยโดยธรรมชาติ
Inland Hualong One (จ้าวหยวน มณฑลซานตง): เป็นครั้งแรกที่การผสมผสานระหว่าง-หอทำความเย็นแบบแห้งเพื่อการระบายอากาศตามธรรมชาติแบบเก็บน้ำในระดับสูง และเครื่องทำความเย็นแบบแห้งแบบระบายอากาศแบบกลไกถูกนำมาใช้เพื่อให้เกิดการทำความเย็นแบบหมุนเวียนขั้นที่สอง ซึ่งช่วยให้ Hualong One สามารถเคลื่อนตัวเข้าสู่แผ่นดินได้