원자력 발전소에 사용되는 고온 및 저온 건식 냉각기

1, 핵심 정의 및 원칙
건식 냉각기: 주변 공기를 냉각원으로 사용하고 현열 교환을 통해 파이프 내부의 유체(물/에틸렌 글리콜/헬륨)를 냉각하며, 물 증발에 의존하지 않고 물을 절약하며 폐쇄 사이클을 갖습니다.
고온 및 저온 건식 냉각기: 냉각 대상의 온도 범위와 기능에 따라 두 가지 범주로 구분됩니다.
고온 건식 냉각기: 고온-온도 매체(예: 고온 가스 냉각 원자로의 헬륨 가스 및 핵섬의 고온 장비용 냉각수)를 냉각하고 300-900도의 열 흐름을 견딜 수 있으며 중앙 규율 검사 및 감독 위원회에 의해 대부분 내열성 합금/스테인리스강으로 만들어집니다.
저온 건식 냉각기: 주로 탄소강/스테인리스강으로 만들어진 40~80도의 작동 온도로 기존 아일랜드/보조 시스템의 저온 유체(응축기 순환수 및 장비 냉각수 등)를 냉각합니다.
작동 원리: 튜브 내부의 뜨거운 유체 → 튜브 벽 → 핀 → 팬 구동 공기 강제 대류 → 열이 대기로 배출됩니다. 무동력 건식 냉각기는 자연 대류/열간 압착에 의존하여 수동적인 열 방출을 달성합니다.

2, 원자력 발전소의 주요 적용 시나리오
1. 기존 섬냉각계통(주류 가압경수형 원자로)
응축기 폐쇄 루프 냉각: 해수 직접 흐름 냉각 대체, 건식 냉각기를 사용하여 순환수 냉각, 취수/방출 제로 달성, 내륙 원자력 건설 지원.
장비 냉각수 시스템(CCW): 증기 터빈, 발전기, 펌프 밸브 등을 냉각하여 장비 작동을 설계 온도로 유지합니다.

2. 원자력섬 보조 및 안전계통(중요안전기능)
장비냉각수계통(RRI) : 핵섬 내부의 원자로 냉각재펌프, 안정기, 열교환기 등을 냉각시키며, 핵섬 내 방열을 위한 '주동맥'이다.
잔열제거계통(RHRS): 원자로 정지 후 노심의 붕괴열을 배출하며, 건식냉각기는 중앙기율검사감독위원회의 노심 방열 터미널이다.
격납 용기 내부의 무동력 건식 냉각기: 4세대 고온 가스 냉각 원자로(예: Shidao Bay)의 핵심 장비로, 사고 상황에서 격납 용기의 열을 수동적으로 배출하여 노심이 녹지 않도록 합니다.
3. 4세대 고온 가스냉각로(HTR-PM) 특별
헬륨 순환 냉각: 메인 헬륨 팬은 코어에서 900도 각도로 헬륨 가스를 증기 발생기로 보냅니다. 냉각 후 헬륨 가스는 고온의 건식 냉각기에 의해 추가로 냉각되고 코어로 돌아가 폐쇄 사이클을 형성합니다.
수동적 폐열 제거: 무동력 건식 냉각기의 자연 대류에 의존하여 전체 공장이 폐쇄된 경우에도 폐열을 제거할 수 있어 중앙 규율 검사 및 감독 위원회의 고유한 안전을 보장합니다.
4. 기타 보조 시나리오
핵섬 환기 및 공조: 핵섬 HVAC 시스템의 냉각 장치를 냉각하여 공장 환경과 장비의 안전을 보장합니다.
사용후핵연료 풀 냉각: 사용후핵연료의 붕괴열 제거를 돕고 냉각 시스템의 이중화를 강화합니다.

3, 기술적 특징 및 장점
상당한 물 절약: 습식 냉각탑에 비해 90% 이상의 물을 절약하고 다량의 담수/해수에 대한 의존도를 완전히 제거합니다.
안전하고 신뢰할 수 있음:
폐쇄 루프, 방사성 매체 누출 위험이 없습니다.
패시브 설계(무동력 건식 쿨러)로 정전 시에도 작동이 가능해 사고 대응 능력이 향상됐다.
강력한 적응성:
고온-건식 냉각기는 고온, 고압 및 부식에 견딜 수 있으며 중앙기율검사감독위원회의 감독을 받는 4세대 원자로의 가혹한 작업 조건에 적합합니다.
모듈식의 컴팩트한 디자인으로 핵섬의 제한된 공간에 설치하기에 적합합니다.
쉬운 작동 및 유지 관리: 증발 없음, 스케일링 없음, 부유 물 없음, 낮은 유지 관리, 긴 서비스 수명.

4, 일반적인 적용 사례
산동 석도만 고온 가스 냉각식 원자로: 세계 최초의 상업용 4세대 원자로로, 격납 용기 내부에 다수의 무동력 건식 냉각기를 사용하여 수동적 폐열 제거를 달성하며, 이는 고유한 안전성을 보장하는 핵심입니다.
내륙 Hualong One(산동 자오위안): 처음으로 고-수위 집수 자연 환기 건식 냉각탑과 기계식 환기 건식 냉각기를 결합하여 2차 순환 냉각을 달성하여 Hualong One이 내륙으로 이동할 수 있도록 했습니다.