水-空氣組合式被動給水冷卻裝置和系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本公開涉及一種水-空氣組合式被動給水冷卻裝置和系統，并且更具體地涉及下述這種水-空氣組合式被動給水冷卻裝置和系統，其用于通過空氣冷卻將由水冷卻產生的冷卻水的蒸汽進行有效地冷卻、冷凝，并將其作為用于被動給水冷卻系統的熱交換器的冷卻水重新填充。
【背景技術】
[0002]在包括構造為利用電力驅動的致動泵的安全系統的輕水反應堆的事故之后，當給水系統不操作時，由通過蒸汽發生器驅動輔助給水泵來去除核反應堆的余熱。另一方面，存在一種不需要電力并且通過作為用于自然循環力的被動裝置的蒸汽發生器移除核反應堆的余熱的被動輔助給水冷卻系統。
[0003]參照圖1，由于常規的被動輔助給水系統的設計具有以下結構，在該結構中，當定位在反應堆安全殼建筑體外部的熱交換冷卻箱(PCCT:被動安全殼冷卻箱)I中的冷卻水煮沸時，所產生的蒸汽2被排出到空氣中，常規的被動輔助給水系統的冷卻能力在熱交換冷卻箱(PCCT)I的全部冷卻水蒸發之后消失。被動輔助給水系統的冷卻時間通常被設計成具有作為基準的8小時冷卻能力。但是,在Fukushima(福島)核事故之后,對于核反應堆冷卻系統來說需要具有大約72小時的冷卻能力。
[0004]為了將常規的被動給水系統的冷卻時間從8小時大大地延長至72小時或更長，需要將被動給水系統的冷卻箱的容積設計得比之前大數倍。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構設計得非常堅固以抵抗地震。
[0005]此外，利用泵的輔助給水系統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，提供一種被動輔助給水冷卻系統，其能夠通過在發生核反應堆事故時經由由蒸汽發生器的輔助側產生的冷凝蒸汽被動地冷卻核反應堆的余熱來提高安全性和經濟可行性。例如，存在韓國專利登記N0.10-0261752和韓國專利公開N0.2001-0076565，包括:沸水反應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、將蒸汽發生器連接至分離冷凝器的管以及補給水箱。
[0007]但是，用于輕水核反應堆的常規的被動輔助給水冷卻系統具有如下限制，比如在熱交換冷卻箱(PCCT) I的全部冷卻水蒸發之后，對被動輔助給水系統的冷卻水箱重新填充冷卻水或者將冷卻水箱設計成比之前大數倍。
[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，其通過對被動給水系統的冷卻箱重新填充從冷卻箱蒸發并排出到空氣內的蒸汽，來延長冷卻水耗盡時間。
[0009][引用的發明]
[0010]引用的發明1:韓國專利登記N0.10-0261752
[0011]引用的發明2:韓國專利公開N0.2001-0076565
【發明內容】
[0012]本發明的實施例旨在提供一種水-空氣組合式被動給水冷卻裝置和系統，其通過空氣冷卻熱交換器將從常規的被動給水系統的冷卻箱蒸發到空氣中的冷卻水的蒸汽冷卻下來，并且使蒸汽再循環至冷卻箱來延長冷卻水的耗盡時間。
[0013]根據本發明的一方面，提供一種水-空氣組合式被動給水冷卻裝置，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部，以利用水冷卻方法將蒸汽發生器的熱冷卻下來；冷卻箱，其包括在其中的水冷卻熱交換器并且存儲冷凝由蒸汽發生器產生的主蒸汽的冷卻水；連接至冷卻箱的蒸發蒸汽管，由冷卻箱中的水冷卻熱交換器產生的冷卻水的蒸汽流入蒸發蒸汽管內；空氣冷卻熱交換器，其連接至蒸發蒸汽管并且冷卻及液化流入蒸發蒸汽管內的蒸汽；以及冷凝水收集管，所述冷凝水收集管用于對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，散熱器通過蒸發蒸汽管接收在冷卻箱中產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]根據權利要求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豎直管和至少兩個水平管形成。
[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。
[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。
[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]根據本發明的另一方面，提供一種被動給水冷卻系統，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部，以利用水冷卻方法將蒸汽發生器的熱冷卻下來；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冷卻水，所述冷卻水冷凝由蒸汽發生器產生的主蒸汽；連接至冷卻箱的蒸發蒸汽管，由冷卻箱中的水冷卻熱交換器產生的冷卻水的蒸汽流入蒸發蒸汽管內；空氣冷卻熱交換器，其連接至蒸發蒸汽管并且冷卻及液化流入蒸發蒸汽管內的蒸汽；冷凝水收集管，該冷凝水收集管用于對冷卻箱重新填充由空氣冷卻熱交換器液化的蒸汽；進氣管道，進氣管道形成在空氣冷卻熱交換器的外部并且由包括一個進氣口和一個出氣口的中空管形成，以將氣流引導至空氣冷卻熱交換器的外部；以及冷卻鼓風機，冷卻鼓風機安裝在進氣管道的內部并且強制產生氣流，其中，被動給水冷卻系統分別形成在安全殼建筑體的四個側面上。
[0025]冷卻水鼓風機可定位在進氣管道的內部的頂端部上。
[0026]冷卻鼓風機可定位在進氣管道內部的底端部上。
[0027]冷卻鼓風機可定位在進氣管道內部的中間部處。
[0028]冷卻鼓風機可選擇性地形成選自進氣管道的內部的頂端部、底端部和中間部中的至少兩個處。
[0029]進氣管道可沿與地面水平的方向延伸。
[0030]進氣管道可包括產生氣流的電動風扇和用于驅動電動風扇的驅動單元。
[0031]電動風扇可包括至少三個轉子。此外，為了在驅動單元不操作時使空氣自然地循環，電動風扇可具有比進氣管道的橫截面積的大約1/3小的轉子的總投影橫截面積。
[0032]驅動單元可由馬達形成。
【附圖說明】
[0033]從結合附圖的以下詳細說明中將更加清晰地理解本發明的上述及其他目的、特征和優點，其中:
[0034]圖1是常規的被動輔助給水冷卻系統的橫截面視圖；
[0035]圖2是根據本發明的實施例的水-空氣組合式被動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是根據本