水-空氣組合式被動(dòng)給水冷卻裝置和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及一種水-空氣組合式被動(dòng)給水冷卻裝置和系統(tǒng)，并且更具體地涉及下述這種水-空氣組合式被動(dòng)給水冷卻裝置和系統(tǒng)，其用于通過(guò)空氣冷卻將由水冷卻產(chǎn)生的冷卻水的蒸汽進(jìn)行有效地冷卻、冷凝，并將其作為用于被動(dòng)給水冷卻系統(tǒng)的熱交換器的冷卻水重新填充。
【背景技術(shù)】
[0002]在包括構(gòu)造為利用電力驅(qū)動(dòng)的致動(dòng)泵的安全系統(tǒng)的輕水反應(yīng)堆的事故之后，當(dāng)給水系統(tǒng)不操作時(shí)，由通過(guò)蒸汽發(fā)生器驅(qū)動(dòng)輔助給水泵來(lái)去除核反應(yīng)堆的余熱。另一方面，存在一種不需要電力并且通過(guò)作為用于自然循環(huán)力的被動(dòng)裝置的蒸汽發(fā)生器移除核反應(yīng)堆的余熱的被動(dòng)輔助給水冷卻系統(tǒng)。
[0003]參照?qǐng)D1，由于常規(guī)的被動(dòng)輔助給水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具有以下結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中，當(dāng)定位在反應(yīng)堆安全殼建筑體外部的熱交換冷卻箱(PCCT:被動(dòng)安全殼冷卻箱)I中的冷卻水煮沸時(shí)，所產(chǎn)生的蒸汽2被排出到空氣中，常規(guī)的被動(dòng)輔助給水系統(tǒng)的冷卻能力在熱交換冷卻箱(PCCT)I的全部冷卻水蒸發(fā)之后消失。被動(dòng)輔助給水系統(tǒng)的冷卻時(shí)間通常被設(shè)計(jì)成具有作為基準(zhǔn)的8小時(shí)冷卻能力。但是,在Fukushima(福島)核事故之后,對(duì)于核反應(yīng)堆冷卻系統(tǒng)來(lái)說(shuō)需要具有大約72小時(shí)的冷卻能力。
[0004]為了將常規(guī)的被動(dòng)給水系統(tǒng)的冷卻時(shí)間從8小時(shí)大大地延長(zhǎng)至72小時(shí)或更長(zhǎng)，需要將被動(dòng)給水系統(tǒng)的冷卻箱的容積設(shè)計(jì)得比之前大數(shù)倍。因此，不僅需要增大水箱的容積，而且需要將用于水箱的支承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得非常堅(jiān)固以抵抗地震。
[0005]此外，利用泵的輔助給水系統(tǒng)具有由操作者的失誤、電源故障以及泵的失效所引起故障的可能。
[0006]為了克服這些限制，提供一種被動(dòng)輔助給水冷卻系統(tǒng)，其能夠通過(guò)在發(fā)生核反應(yīng)堆事故時(shí)經(jīng)由由蒸汽發(fā)生器的輔助側(cè)產(chǎn)生的冷凝蒸汽被動(dòng)地冷卻核反應(yīng)堆的余熱來(lái)提高安全性和經(jīng)濟(jì)可行性。例如，存在韓國(guó)專利登記N0.10-0261752和韓國(guó)專利公開N0.2001-0076565，包括:沸水反應(yīng)堆的直立式分離冷凝器、包含冷水并且與分離冷凝器能夠熱交換的分離冷凝器箱、將蒸汽發(fā)生器連接至分離冷凝器的管以及補(bǔ)給水箱。
[0007]但是，用于輕水核反應(yīng)堆的常規(guī)的被動(dòng)輔助給水冷卻系統(tǒng)具有如下限制，比如在熱交換冷卻箱(PCCT) I的全部冷卻水蒸發(fā)之后，對(duì)被動(dòng)輔助給水系統(tǒng)的冷卻水箱重新填充冷卻水或者將冷卻水箱設(shè)計(jì)成比之前大數(shù)倍。
[0008]由于這些限制，需要提供一種水-空氣組合式給水冷卻系統(tǒng)，其通過(guò)對(duì)被動(dòng)給水系統(tǒng)的冷卻箱重新填充從冷卻箱蒸發(fā)并排出到空氣內(nèi)的蒸汽，來(lái)延長(zhǎng)冷卻水耗盡時(shí)間。
[0009][引用的發(fā)明]
[0010]引用的發(fā)明1:韓國(guó)專利登記N0.10-0261752
[0011]引用的發(fā)明2:韓國(guó)專利公開N0.2001-0076565

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明的實(shí)施例旨在提供一種水-空氣組合式被動(dòng)給水冷卻裝置和系統(tǒng)，其通過(guò)空氣冷卻熱交換器將從常規(guī)的被動(dòng)給水系統(tǒng)的冷卻箱蒸發(fā)到空氣中的冷卻水的蒸汽冷卻下來(lái)，并且使蒸汽再循環(huán)至冷卻箱來(lái)延長(zhǎng)冷卻水的耗盡時(shí)間。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種水-空氣組合式被動(dòng)給水冷卻裝置，其包括:水冷卻熱交換器，水冷卻熱交換器連接至安全殼建筑體的內(nèi)部，以利用水冷卻方法將蒸汽發(fā)生器的熱冷卻下來(lái)；冷卻箱，其包括在其中的水冷卻熱交換器并且存儲(chǔ)冷凝由蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生的主蒸汽的冷卻水；連接至冷卻箱的蒸發(fā)蒸汽管，由冷卻箱中的水冷卻熱交換器產(chǎn)生的冷卻水的蒸汽流入蒸發(fā)蒸汽管內(nèi)；空氣冷卻熱交換器，其連接至蒸發(fā)蒸汽管并且冷卻及液化流入蒸發(fā)蒸汽管內(nèi)的蒸汽；以及冷凝水收集管，所述冷凝水收集管用于對(duì)所述冷卻箱重新填充由所述空氣冷卻熱交換器液化的蒸汽。
[0014]冷卻箱可以由壓力容器形成。
[0015]空氣冷卻熱交換器可以包括散熱器，散熱器通過(guò)蒸發(fā)蒸汽管接收在冷卻箱中產(chǎn)生的冷卻水的蒸汽并且向外散熱。
[0016]空氣冷卻熱交換器可以由水平的熱交換冷凝管形成。
[0017]根據(jù)權(quán)利要求4的裝置，其中，水平的熱交換冷凝管由包括冷卻翅片的熱交換管形成，以提聞散熱效率。
[0018]空氣冷卻熱交換器可以形成有用于排放非冷凝氣體的管。
[0019]用于排放非冷凝氣體的管可以在散熱器的頂部管處向外露出。
[0020]散熱器可以由彼此相交的至少兩個(gè)豎直管和至少兩個(gè)水平管形成。
[0021]水平管可以具有傾度，以允許冷凝蒸汽朝向冷凝水收集管流動(dòng)。
[0022]由于傾度，冷凝冷卻水可被允許流入從冷凝水收集管延伸的豎直管內(nèi)。
[0023]為了防止朝向冷凝水收集管回流，冷凝水收集管可以具有定位在水冷卻熱交換器的最高位置以下的出口。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種被動(dòng)給水冷卻系統(tǒng)，其包括:水冷卻熱交換器，水冷卻熱交換器定位在安全殼建筑體的外部并且連接至安全殼建筑體的內(nèi)部，以利用水冷卻方法將蒸汽發(fā)生器的熱冷卻下來(lái)；定位在安全殼建筑體的外部的冷卻箱，所述冷卻箱包括在其中的水冷卻熱交換器并且存儲(chǔ)冷卻水，所述冷卻水冷凝由蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生的主蒸汽；連接至冷卻箱的蒸發(fā)蒸汽管，由冷卻箱中的水冷卻熱交換器產(chǎn)生的冷卻水的蒸汽流入蒸發(fā)蒸汽管內(nèi)；空氣冷卻熱交換器，其連接至蒸發(fā)蒸汽管并且冷卻及液化流入蒸發(fā)蒸汽管內(nèi)的蒸汽；冷凝水收集管，該冷凝水收集管用于對(duì)冷卻箱重新填充由空氣冷卻熱交換器液化的蒸汽；進(jìn)氣管道，進(jìn)氣管道形成在空氣冷卻熱交換器的外部并且由包括一個(gè)進(jìn)氣口和一個(gè)出氣口的中空管形成，以將氣流引導(dǎo)至空氣冷卻熱交換器的外部；以及冷卻鼓風(fēng)機(jī)，冷卻鼓風(fēng)機(jī)安裝在進(jìn)氣管道的內(nèi)部并且強(qiáng)制產(chǎn)生氣流，其中，被動(dòng)給水冷卻系統(tǒng)分別形成在安全殼建筑體的四個(gè)側(cè)面上。
[0025]冷卻水鼓風(fēng)機(jī)可定位在進(jìn)氣管道的內(nèi)部的頂端部上。
[0026]冷卻鼓風(fēng)機(jī)可定位在進(jìn)氣管道內(nèi)部的底端部上。
[0027]冷卻鼓風(fēng)機(jī)可定位在進(jìn)氣管道內(nèi)部的中間部處。
[0028]冷卻鼓風(fēng)機(jī)可選擇性地形成選自進(jìn)氣管道的內(nèi)部的頂端部、底端部和中間部中的至少兩個(gè)處。
[0029]進(jìn)氣管道可沿與地面水平的方向延伸。
[0030]進(jìn)氣管道可包括產(chǎn)生氣流的電動(dòng)風(fēng)扇和用于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)風(fēng)扇的驅(qū)動(dòng)單元。
[0031]電動(dòng)風(fēng)扇可包括至少三個(gè)轉(zhuǎn)子。此外，為了在驅(qū)動(dòng)單元不操作時(shí)使空氣自然地循環(huán)，電動(dòng)風(fēng)扇可具有比進(jìn)氣管道的橫截面積的大約1/3小的轉(zhuǎn)子的總投影橫截面積。
[0032]驅(qū)動(dòng)單元可由馬達(dá)形成。
【附圖說(shuō)明】
[0033]從結(jié)合附圖的以下詳細(xì)說(shuō)明中將更加清晰地理解本發(fā)明的上述及其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，其中:
[0034]圖1是常規(guī)的被動(dòng)輔助給水冷卻系統(tǒng)的橫截面視圖；
[0035]圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的水-空氣組合式被動(dòng)給水冷卻裝置的豎直橫截面視圖；
[0036]圖3是圖2的水-空氣組合式被動(dòng)給水冷卻裝置的空氣冷卻熱交換器的放大圖；
[0037]圖4是根據(jù)本