Высоко- и низкотемпературные сухие градирни, используемые на атомных электростанциях

1. Основное определение и принципы
Сухой охладитель: используя окружающий воздух в качестве источника охлаждения и охлаждая жидкость (вода/этиленгликоль/гелий) внутри труб за счет ощутимого теплообмена, он не зависит от испарения воды, экономит воду и имеет замкнутый цикл.
Высоко- и низкотемпературные сухие градирни: делятся на две категории в зависимости от температурного диапазона и функции охлаждающего объекта:
Высокотемпературный сухой охладитель: он охлаждает высоко-среды (например, газообразный гелий в высокотемпературных-реакторах с газовым охлаждением и охлаждающую воду для высоко-оборудования на ядерных островах), выдерживает тепловой поток до 300-900 градусов и в основном изготовлен из жаропрочных сплавов/нержавеющей стали Центральной комиссией по дисциплинарному контролю и надзору.
Низкотемпературный сухой охладитель: охлаждает низкотемпературные жидкости-(такие как циркулирующая вода конденсатора и охлаждающая вода оборудования) в обычных островах/вспомогательных системах с рабочей температурой 40–80 градусов, в основном изготовленные из углеродистой/нержавеющей стали.
Принцип работы: горячая жидкость внутри трубки → стенка трубки → ребра → принудительная конвекция воздуха с помощью вентилятора → тепло отводится в атмосферу; В сухих градирнях без электропитания используется естественная конвекция/горячее прессование для достижения пассивного рассеивания тепла.

2. Основные сценарии применения на атомных электростанциях.
1. Традиционная островная система охлаждения (основной водо-водяной реактор)
Охлаждение конденсатора с замкнутым контуром: замена прямоточного охлаждения морской водой, использование сухих охладителей для охлаждения циркулирующей воды, достижение нулевого водозабора/сброса и поддержка строительства атомной энергетики на суше.
Система водяного охлаждения оборудования (CCW): охлаждает паровую турбину, генератор, клапаны насоса и т. д. для поддержания работы оборудования при расчетной температуре.

2. Вспомогательная система безопасности ядерного острова (критическая функция безопасности)
Система водяного охлаждения оборудования (RRI): она охлаждает насос охлаждающей жидкости реактора, стабилизатор, теплообменник и т. д. внутри ядерного острова и является «главной артерией» для отвода тепла на ядерном острове.
Система отвода остаточного тепла (RHRS): после остановки реактора остаточное тепло активной зоны сбрасывается, а сухой охладитель является терминалом отвода тепла активной зоны Центральной комиссии по проверке и надзору за дисциплиной.
Сухой охладитель без электропитания внутри защитной оболочки: ключевое оборудование высокотемпературного-реактора с газовым охлаждением четвертого поколения (такого как залив Шидао), который пассивно отводит тепло из защитной оболочки в условиях аварии, чтобы гарантировать, что активная зона не расплавится.
3. Специально для высокотемпературного газоохлаждаемого реактора четвертого поколения (HTR-PM)
Циркуляционное охлаждение гелия: главный гелиевый вентилятор направляет газообразный гелий при температуре 900 градусов от активной зоны к парогенератору. После охлаждения газообразный гелий дополнительно охлаждается высокотемпературным сухим охладителем и возвращается в активную зону, образуя замкнутый цикл.
Пассивное отведение отработанного тепла: благодаря естественной конвекции сухих градирен без электропитания отработанное тепло все равно можно отводить, даже когда вся установка остановлена, что обеспечивает внутреннюю безопасность для Центральной комиссии по проверке и надзору за дисциплиной.
4. Другие вспомогательные сценарии
Вентиляция и кондиционирование воздуха ядерного острова: охлаждение охлаждающего устройства системы HVAC ядерного острова для обеспечения безопасности окружающей среды и оборудования станции.
Охлаждение бассейна отработавшего топлива: помогает отводить теплоту распада отработавшего топлива и повышает резервирование системы охлаждения.

3. Технические характеристики и преимущества
Значительная экономия воды: по сравнению с мокрыми градирнями она экономит более 90% воды и полностью устраняет зависимость от большого количества пресной/морской воды.
Безопасно и надежно:
Замкнутый контур, отсутствие риска утечки радиоактивной среды.
Пассивная конструкция (сухой охладитель без электропитания) может работать даже в случае отключения электроэнергии, что повышает способность реагировать на аварии.
Сильная адаптивность:
Высокотемпературный-сухой охладитель выдерживает высокие температуры, высокое давление и коррозию, а также подходит для суровых условий работы реакторов четвертого поколения под наблюдением Центральной комиссии по проверке и надзору за дисциплиной.
Модульная и компактная конструкция, подходящая для установки в ограниченном пространстве на ядерных островах.
Простота эксплуатации и обслуживания: отсутствие испарения, накипи, плавающей воды, низкие эксплуатационные расходы, длительный срок службы.

4, типичные случаи применения
Высокотемпературный реактор с газовым охлаждением в заливе Шаньдун Шидао: первый в мире коммерческий реактор четвертого поколения, в котором внутри защитной оболочки используется большое количество сухих охладителей без электропитания для пассивного отвода отработанного тепла, что является основной гарантией его внутренней безопасности.
Внутренний Hualong One (Чжаоюань, Шаньдун). Впервые для достижения вторичного циркуляционного охлаждения используется сочетание сухой градирни с естественной вентиляцией и сухой градирни с механической вентиляцией для сбора воды высокого-уровня, что позволяет Hualong One перемещаться вглубь страны.