מצננים יבשים בטמפרטורה גבוהה ונמוכה המשמשים בתחנות כוח גרעיניות

1, הגדרה ועקרונות ליבה
מצנן יבש: שימוש באוויר הסביבה כמקור קירור וקירור הנוזל (מים/אתילן גליקול/הליום) בתוך הצינורות באמצעות חילופי חום הגיוני, הוא אינו מסתמך על אידוי מים, חוסך במים ויש לו מחזור סגור.
מצננים יבשים בטמפרטורה גבוהה ונמוכה: מחולקים לשתי קטגוריות בהתאם לטווח הטמפרטורות והתפקוד של אובייקט הקירור:
מצנן יבש בטמפרטורה גבוהה: הוא מקרר מדיה בטמפרטורה- גבוהה (כגון גז הליום בכורים מקוררים בגז-בטמפרטורה גבוהה ומי קירור לציוד-בטמפרטורה גבוהה באיים גרעיניים), יכול לעמוד בזרימת חום של 300-900 מעלות, ועשוי בעיקר מפלדה ללא טמפרטורות גבוהות/עמידות בפני טמפרטורה מרכזית ועמידה לחלוטין פיקוח.
מצנן יבש בטמפרטורה נמוכה: מקרר נוזלים בטמפרטורה-נמוכה (כגון מעבה מזרימת מים ומי קירור ציוד) באיים/מערכות עזר קונבנציונליות, עם טמפרטורת עבודה של 40-80 מעלות, עשויות בעיקר מפלדת פחמן/פלדת אל חלד.
עקרון עבודה: נוזל חם בתוך הצינור → דופן הצינור → סנפירים → הסעה מאולצת מונעת על ידי מאוורר → חום נפלט לאטמוספירה; מצננים יבשים שאינם מופעלים מסתמכים על הסעה טבעית/כבישה חמה כדי להשיג פיזור חום פסיבי.

2, תרחישי יישום עיקריים בתחנות כוח גרעיניות
1. מערכת קירור איים קונבנציונלית (כור מים בלחץ רגיל)
קירור בלולאה סגורה של מעבה: החלפת קירור מי ים בזרימה ישירה, שימוש במקררים יבשים לקירור מים במחזור, השגת אפס כניסת/פריקת מים ותמיכה בבניית כוח גרעיני פנימי.
מערכת מי קירור ציוד (CCW): מקררת את טורבינת הקיטור, הגנרטור, שסתומי המשאבה וכו' כדי לשמור על הציוד הפועל בטמפרטורת התכנון.

2. מערכת עזר ובטיחות באי גרעיני (פונקציית בטיחות קריטית)
מערכת מי קירור ציוד (RRI): היא מקררת את משאבת נוזל קירור הכור, מייצב, מחליף חום וכו' בתוך האי הגרעיני, ומהווה את "העורק הראשי" לפיזור החום באי הגרעיני.
מערכת להסרת חום שארית (RHRS): לאחר כיבוי הכור, חום ההתפרקות של הליבה יוצא, והמצנן היבש הוא מסוף פיזור חום הליבה של הוועדה המרכזית לפיקוח ופיקוח משמעת.
מצנן יבש לא מופעל בתוך כלי הבלימה: ציוד מפתח של הכור הדור הרביעי מקורר גז בטמפרטורה- גבוהה (כגון Shidao Bay), אשר פורק באופן פסיבי את החום מכלי הבלימה בתנאי תאונה כדי להבטיח שהליבה לא תימס.
3. מיוחד לכור מקורר גז מהדור הרביעי (HTR-PM)
קירור זרימת הליום: מאוורר ההליום הראשי שולח גז הליום ב-900 מעלות מהליבה אל מחולל הקיטור. לאחר הקירור, גז ההליום מקורר עוד יותר על ידי מצנן יבש בטמפרטורה- גבוהה ומוחזר לליבה כדי ליצור מחזור סגור.
פינוי פסולת חום פסיבי: בהסתמך על הסעה טבעית של מצננים יבשים שאינם מופעלים, ניתן עדיין להסיר פסולת חום גם כאשר המפעל כולו מושבת, תוך השגת בטיחות אינהרנטית עבור הוועדה המרכזית לפיקוח ופיקוח משמעת.
4. תרחישי עזר אחרים
איוורור ומיזוג אוויר של האי הגרעיני: קירור יחידת הקירור של מערכת ה-HVAC האי הגרעיני כדי להבטיח את בטיחות סביבת המפעל והציוד.
קירור בריכת דלק בשימוש: מסייע בהסרת חום ההתפרקות של דלק בוזבז ומשפר את היתירות של מערכת הקירור.

3, תכונות טכניות ויתרונות
חיסכון משמעותי במים: בהשוואה למגדלי קירור רטובים, הוא חוסך למעלה מ-90% מים ומבטל לחלוטין את התלות בכמויות גדולות של מים מתוקים/מי ים.
בטוח ואמין:
לולאה סגורה, ללא סיכון לדליפת מדיום רדיואקטיבי.
עיצוב פסיבי (מקרר יבש שאינו מופעל), עדיין יכול לעבוד גם במקרה של הפסקת חשמל, מה שמשפר את היכולת להגיב לתאונות.
יכולת הסתגלות חזקה:
המקרר היבש בטמפרטורה-גבוהה יכול לעמוד בטמפרטורה גבוהה, בלחץ גבוה ובקורוזיה, והוא מתאים לתנאי העבודה הקשים של כורים מהדור הרביעי בפיקוח הוועדה המרכזית לפיקוח ופיקוח משמעת.
עיצוב מודולרי וקומפקטי, מתאים להתקנה בשטח מוגבל באיים גרעיניים.
תפעול ותחזוקה קלים: ללא אידוי, ללא אבנית, ללא מים צפים, תחזוקה נמוכה, חיי שירות ארוכים.

4, מקרי יישום אופייניים
כור מקורר גז בטמפרטורה גבוהה של מפרץ שאנדונג שידאו: הכור המסחרי הראשון בעולם מהדור הרביעי, המשתמש במספר רב של מצננים יבשים שאינם מונעים בתוך כלי הבלימה כדי להשיג סילוק חום פסולת פסיבי, המהווה את הערובה המרכזית לבטיחות הטבועה בו.
Inland Hualong One (Zhaoyuan, Shandong): בפעם הראשונה, שילוב של-איסוף מים טבעי אוורור טבעי של מגדל קירור יבש ומקרר יבש אוורור מכני משמש להשגת קירור מחזור משני, מה שמאפשר ל-Hualong One לנוע פנימה.