Hoch- und Niedertemperatur-Trockenkühler für den Einsatz in Kernkraftwerken

1, Kerndefinition und Prinzipien
Trockenkühler: Er nutzt Umgebungsluft als Kühlquelle und kühlt die Flüssigkeit (Wasser/Ethylenglykol/Helium) in den Rohren durch sensiblen Wärmeaustausch. Er ist nicht auf Wasserverdunstung angewiesen, spart Wasser und verfügt über einen geschlossenen Kreislauf.
Hoch- und Niedertemperatur-Trockenkühler: je nach Temperaturbereich und Funktion des Kühlobjekts in zwei Kategorien unterteilt:
Hochtemperatur-Trockenkühler: Er kühlt Hochtemperaturmedien (z. B. Heliumgas in gasgekühlten Hochtemperaturreaktoren und Kühlwasser für Hochtemperaturgeräte auf Atominseln), hält einem Wärmefluss von 300 {4}}900 Grad stand und wird größtenteils aus hochtemperaturbeständigen Legierungen/Edelstahl von der Zentralkommission für Disziplinarinspektion und -überwachung hergestellt.
Niedertemperatur-Trockenkühler: Kühlt Flüssigkeiten mit niedriger Temperatur (z. B. Umlaufwasser des Kondensators und Kühlwasser der Ausrüstung) in herkömmlichen Insel-/Hilfssystemen mit einer Arbeitstemperatur von 40–80 Grad, hauptsächlich aus Kohlenstoffstahl/Edelstahl gefertigt.
Funktionsprinzip: heiße Flüssigkeit im Rohr → Rohrwand → Rippen → ventilatorbetriebene erzwungene Konvektion der Luft → Wärme wird an die Atmosphäre abgegeben; Nicht angetriebene Trockenkühler basieren auf natürlicher Konvektion/Heißpressung, um eine passive Wärmeableitung zu erreichen.

2, Hauptanwendungsszenarien in Kernkraftwerken
1. Konventionelles Inselkühlsystem (Hauptstrom-Druckwasserreaktor)
Kühlung des Kondensators mit geschlossenem Kreislauf: Ersatz der Meerwasser-Direktkühlung, Verwendung von Trockenkühlern zur Kühlung des zirkulierenden Wassers, Erzielung einer Null-Wasseraufnahme/-abgabe und Unterstützung des Baus von Kernkraftwerken im Landesinneren.
Gerätekühlwassersystem (CCW): Kühlt die Dampfturbine, den Generator, die Pumpenventile usw., um den Betrieb der Geräte auf der Auslegungstemperatur zu halten.

2. Hilfs- und Sicherheitssystem der Kerninsel (kritische Sicherheitsfunktion)
Gerätekühlwassersystem (RRI): Es kühlt die Reaktorkühlmittelpumpe, den Stabilisator, den Wärmetauscher usw. innerhalb der Kerninsel und ist die „Hauptader“ für die Wärmeableitung auf der Kerninsel.
Restwärmeentfernungssystem (RHRS): Nach dem Abschalten des Reaktors wird die Zerfallswärme des Kerns abgeführt, und der Trockenkühler ist das Kernwärmeableitungsterminal der Zentralkommission für Disziplinarinspektion und -überwachung.
Nicht angetriebener Trockenkühler im Inneren des Sicherheitsbehälters: eine Schlüsselausrüstung des gasgekühlten Hochtemperaturreaktors der vierten Generation (wie Shidao Bay), der die Wärme unter Unfallbedingungen passiv aus dem Sicherheitsbehälter abführt, um sicherzustellen, dass der Kern nicht schmilzt.
3. Speziell für den gasgekühlten Hochtemperaturreaktor der vierten Generation (HTR-PM)
Heliumzirkulationskühlung: Der Haupt-Heliumventilator leitet Heliumgas bei 900 Grad vom Kern zum Dampferzeuger. Nach dem Abkühlen wird das Heliumgas durch einen Hochtemperatur-Trockenkühler weiter abgekühlt und zum Kern zurückgeführt, um einen geschlossenen Kreislauf zu bilden.
Passive Abwärmeabfuhr: Durch die natürliche Konvektion nicht angetriebener Trockenkühler kann die Abwärme auch dann abgeführt werden, wenn die gesamte Anlage abgeschaltet ist, wodurch eine inhärente Sicherheit für die Zentralkommission für Disziplinarinspektion und -überwachung erreicht wird.
4. Andere Hilfsszenarien
Lüftung und Klimatisierung der Kerninsel: Kühlung der Kühleinheit des HVAC-Systems der Kerninsel, um die Sicherheit der Anlagenumgebung und -ausrüstung zu gewährleisten.
Kühlung abgebrannter Brennelemente: Hilft bei der Abführung der Zerfallswärme abgebrannter Brennelemente und erhöht die Redundanz des Kühlsystems.

3, Technische Merkmale und Vorteile
Erhebliche Wassereinsparung: Im Vergleich zu Nasskühltürmen werden über 90 % Wasser eingespart und die Abhängigkeit von großen Mengen Süßwasser/Meerwasser wird vollständig eliminiert.
Sicher und zuverlässig:
Geschlossener Kreislauf, keine Gefahr des Austritts radioaktiver Medien.
Passives Design (nicht angetriebener Trockenkühler), kann auch bei einem Stromausfall weiter funktionieren und verbessert so die Fähigkeit, auf Unfälle zu reagieren.
Starke Anpassungsfähigkeit:
Der Hochtemperatur-Trockenkühler hält hohen Temperaturen, hohem Druck und Korrosion stand und ist für die rauen Arbeitsbedingungen von Reaktoren der vierten Generation unter der Aufsicht der Zentralkommission für Disziplinarinspektion und -aufsicht geeignet.
Modulares und kompaktes Design, geeignet für die Installation auf engstem Raum auf Atominseln.
Einfache Bedienung und Wartung: keine Verdunstung, keine Ablagerungen, kein schwimmendes Wasser, geringer Wartungsaufwand, lange Lebensdauer.

4, Typische Anwendungsfälle
Shandong Shidao Bay Gasgekühlter Hochtemperaturreaktor: Der weltweit erste kommerzielle Reaktor der vierten Generation, der eine große Anzahl nicht angetriebener Trockenkühler im Inneren des Sicherheitsbehälters verwendet, um eine passive Abwärmeabfuhr zu erreichen, die die Hauptgarantie für seine inhärente Sicherheit darstellt.
Im Landesinneren von Hualong One (Zhaoyuan, Shandong): Zum ersten Mal wird eine Kombination aus einem Trockenkühlturm mit natürlicher Belüftung und einem Trockenkühler mit mechanischer Belüftung verwendet, um eine sekundäre Zirkulationskühlung zu erreichen, sodass Hualong One ins Landesinnere vordringen kann.