Refroidisseurs secs haute et basse température utilisés dans les centrales nucléaires

1, Définition de base et principes
Refroidisseur sec : utilisant l'air ambiant comme source de refroidissement et refroidissant le fluide (eau/éthylène glycol/hélium) à l'intérieur des tuyaux grâce à un échange de chaleur sensible, il ne repose pas sur l'évaporation de l'eau, économise de l'eau et a un cycle fermé.
Refroidisseurs secs haute et basse température : divisés en deux catégories en fonction de la plage de température et de la fonction de l'objet de refroidissement :
Refroidisseur sec à haute température : il refroidit les milieux à haute -température (tels que l'hélium gazeux dans les réacteurs refroidis au gaz à haute-et l'eau de refroidissement pour les équipements à haute-température sur les îlots nucléaires), peut résister à un flux de chaleur de 300-900 degrés et est principalement composé d'alliages/d'acier inoxydable résistants aux hautes températures par la Commission centrale d'inspection et de surveillance de la discipline.
Refroidisseur sec à basse température : refroidit les fluides à basse température- (tels que l'eau de circulation du condenseur et l'eau de refroidissement des équipements) dans les îlots/systèmes auxiliaires conventionnels, avec une température de fonctionnement de 40 à 80 degrés, principalement en acier au carbone/acier inoxydable.
Principe de fonctionnement : fluide chaud à l'intérieur du tube → paroi du tube → ailettes → convection forcée de l'air entraînée par un ventilateur → la chaleur est évacuée dans l'atmosphère ; Les refroidisseurs secs non alimentés reposent sur la convection naturelle/pressage à chaud pour obtenir une dissipation passive de la chaleur.

2, Principaux scénarios d'application dans les centrales nucléaires
1. Système de refroidissement en îlot conventionnel (réacteur à eau pressurisée principal)
Refroidissement en boucle fermée du condenseur : remplacement du refroidissement à flux direct d'eau de mer, utilisation de refroidisseurs secs pour refroidir l'eau en circulation, réalisation d'une prise/décharge d'eau nulle et soutien à la construction d'énergie nucléaire intérieure.
Système d'eau de refroidissement de l'équipement (CCW) : refroidit la turbine à vapeur, le générateur, les vannes de la pompe, etc. pour maintenir l'équipement fonctionnant à la température de conception.

2. Système auxiliaire et de sûreté de l'îlot nucléaire (fonction de sûreté critique)
Système d'eau de refroidissement des équipements (RRI) : il refroidit la pompe à liquide de refroidissement du réacteur, le stabilisateur, l'échangeur de chaleur, etc. à l'intérieur de l'îlot nucléaire et constitue « l'artère principale » de dissipation de la chaleur dans l'îlot nucléaire.
Système d'évacuation de la chaleur résiduelle (RHRS) : après l'arrêt du réacteur, la chaleur de désintégration du cœur est évacuée et le refroidisseur sec est le terminal de dissipation thermique du cœur de la Commission centrale d'inspection et de surveillance de la discipline.
Refroidisseur sec non alimenté à l'intérieur de l'enceinte de confinement : un équipement clé du réacteur refroidi au gaz à haute température-de quatrième génération (tel que Shidao Bay), qui évacue passivement la chaleur de l'enceinte de confinement en cas d'accident pour garantir que le cœur ne fond pas.
3. Spécial pour le réacteur refroidi au gaz à haute température de quatrième génération (HTR-PM)
Refroidissement par circulation d'hélium : le ventilateur principal à hélium envoie de l'hélium gazeux à 900 degrés du noyau au générateur de vapeur. Après refroidissement, l'hélium gazeux est encore refroidi par un refroidisseur sec à haute température et renvoyé au cœur pour former un cycle fermé.
Élimination passive de la chaleur résiduelle : grâce à la convection naturelle de refroidisseurs secs non alimentés, la chaleur résiduelle peut toujours être évacuée même lorsque l'ensemble de l'usine est arrêté, garantissant ainsi une sécurité inhérente pour la Commission centrale d'inspection et de surveillance de la discipline.
4. Autres scénarios auxiliaires
Ventilation et climatisation de l'îlot nucléaire : refroidissement de l'unité de refroidissement du système CVC de l'îlot nucléaire pour assurer la sécurité de l'environnement et des équipements de l'usine.
Refroidissement de la piscine de combustible usé : aide à éliminer la chaleur résiduelle du combustible usé et améliore la redondance du système de refroidissement.

3, caractéristiques techniques et avantages
Économie d'eau importante : par rapport aux tours de refroidissement humides, elle permet d'économiser plus de 90 % d'eau et élimine complètement la dépendance à l'égard de grandes quantités d'eau douce/eau de mer.
Sûr et fiable :
Boucle fermée, aucun risque de fuite de milieu radioactif.
La conception passive (refroidisseur sec non alimenté) peut toujours fonctionner même en cas de panne de courant, améliorant ainsi la capacité de réponse aux accidents.
Forte adaptabilité :
Le refroidisseur sec à haute -température peut résister à des températures élevées, à des pressions élevées et à la corrosion, et est adapté aux conditions de travail difficiles des réacteurs de quatrième génération sous la supervision de la Commission centrale d'inspection et de surveillance de la discipline.
Conception modulaire et compacte, adaptée à une installation dans un espace limité sur des îlots nucléaires.
Utilisation et entretien faciles : pas d'évaporation, pas de tartre, pas d'eau flottante, peu d'entretien, longue durée de vie.

4, cas d'application typiques
Réacteur refroidi au gaz à haute température de Shandong Shidao Bay : le premier réacteur commercial de quatrième génération au monde, qui utilise un grand nombre de refroidisseurs à sec non alimentés à l'intérieur de l'enceinte de confinement pour réaliser une élimination passive de la chaleur résiduelle, ce qui est la principale garantie de sa sécurité inhérente.
Inland Hualong One (Zhaoyuan, Shandong) : pour la première fois, une combinaison d'une tour de refroidissement sèche à ventilation naturelle à collecte d'eau de haut niveau-et d'un refroidisseur sec à ventilation mécanique est utilisée pour obtenir un refroidissement par circulation secondaire, permettant à Hualong One de se déplacer vers l'intérieur des terres.