水-空气组合式被动给水冷却装置和系统的制作方法

水-空气组合式被动给水冷却装置和系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及一种水-空气组合式被动给水冷却装置和系统，并且更具体地涉及下述这种水-空气组合式被动给水冷却装置和系统，其用于通过空气冷却将由水冷却产生的冷却水的蒸汽进行有效地冷却、冷凝，并将其作为用于被动给水冷却系统的热交换器的冷却水重新填充。
【背景技术】
[0002]在包括构造为利用电力驱动的致动泵的安全系统的轻水反应堆的事故之后，当给水系统不操作时，由通过蒸汽发生器驱动辅助给水泵来去除核反应堆的余热。另一方面，存在一种不需要电力并且通过作为用于自然循环力的被动装置的蒸汽发生器移除核反应堆的余热的被动辅助给水冷却系统。
[0003]参照图1，由于常规的被动辅助给水系统的设计具有以下结构，在该结构中，当定位在反应堆安全壳建筑体外部的热交换冷却箱(PCCT:被动安全壳冷却箱)I中的冷却水煮沸时，所产生的蒸汽2被排出到空气中，常规的被动辅助给水系统的冷却能力在热交换冷却箱(PCCT)I的全部冷却水蒸发之后消失。被动辅助给水系统的冷却时间通常被设计成具有作为基准的8小时冷却能力。但是,在Fukushima(福岛)核事故之后,对于核反应堆冷却系统来说需要具有大约72小时的冷却能力。
[0004]为了将常规的被动给水系统的冷却时间从8小时大大地延长至72小时或更长，需要将被动给水系统的冷却箱的容积设计得比之前大数倍。因此，不仅需要增大水箱的容积，而且需要将用于水箱的支承结构设计得非常坚固以抵抗地震。
[0005]此外，利用泵的辅助给水系统具有由操作者的失误、电源故障以及泵的失效所引起故障的可能。
[0006]为了克服这些限制，提供一种被动辅助给水冷却系统，其能够通过在发生核反应堆事故时经由由蒸汽发生器的辅助侧产生的冷凝蒸汽被动地冷却核反应堆的余热来提高安全性和经济可行性。例如，存在韩国专利登记N0.10-0261752和韩国专利公开N0.2001-0076565，包括:沸水反应堆的直立式分离冷凝器、包含冷水并且与分离冷凝器能够热交换的分离冷凝器箱、将蒸汽发生器连接至分离冷凝器的管以及补给水箱。
[0007]但是，用于轻水核反应堆的常规的被动辅助给水冷却系统具有如下限制，比如在热交换冷却箱(PCCT) I的全部冷却水蒸发之后，对被动辅助给水系统的冷却水箱重新填充冷却水或者将冷却水箱设计成比之前大数倍。
[0008]由于这些限制，需要提供一种水-空气组合式给水冷却系统，其通过对被动给水系统的冷却箱重新填充从冷却箱蒸发并排出到空气内的蒸汽，来延长冷却水耗尽时间。
[0009][引用的发明]
[0010]引用的发明1:韩国专利登记N0.10-0261752
[0011]引用的发明2:韩国专利公开N0.2001-0076565

【发明内容】

[0012]本发明的实施例旨在提供一种水-空气组合式被动给水冷却装置和系统，其通过空气冷却热交换器将从常规的被动给水系统的冷却箱蒸发到空气中的冷却水的蒸汽冷却下来，并且使蒸汽再循环至冷却箱来延长冷却水的耗尽时间。
[0013]根据本发明的一方面，提供一种水-空气组合式被动给水冷却装置，其包括:水冷却热交换器，水冷却热交换器连接至安全壳建筑体的内部，以利用水冷却方法将蒸汽发生器的热冷却下来；冷却箱，其包括在其中的水冷却热交换器并且存储冷凝由蒸汽发生器产生的主蒸汽的冷却水；连接至冷却箱的蒸发蒸汽管，由冷却箱中的水冷却热交换器产生的冷却水的蒸汽流入蒸发蒸汽管内；空气冷却热交换器，其连接至蒸发蒸汽管并且冷却及液化流入蒸发蒸汽管内的蒸汽；以及冷凝水收集管，所述冷凝水收集管用于对所述冷却箱重新填充由所述空气冷却热交换器液化的蒸汽。
[0014]冷却箱可以由压力容器形成。
[0015]空气冷却热交换器可以包括散热器，散热器通过蒸发蒸汽管接收在冷却箱中产生的冷却水的蒸汽并且向外散热。
[0016]空气冷却热交换器可以由水平的热交换冷凝管形成。
[0017]根据权利要求4的装置，其中，水平的热交换冷凝管由包括冷却翅片的热交换管形成，以提闻散热效率。
[0018]空气冷却热交换器可以形成有用于排放非冷凝气体的管。
[0019]用于排放非冷凝气体的管可以在散热器的顶部管处向外露出。
[0020]散热器可以由彼此相交的至少两个竖直管和至少两个水平管形成。
[0021]水平管可以具有倾度，以允许冷凝蒸汽朝向冷凝水收集管流动。
[0022]由于倾度，冷凝冷却水可被允许流入从冷凝水收集管延伸的竖直管内。
[0023]为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却热交换器的最高位置以下的出口。
[0024]根据本发明的另一方面，提供一种被动给水冷却系统，其包括:水冷却热交换器，水冷却热交换器定位在安全壳建筑体的外部并且连接至安全壳建筑体的内部，以利用水冷却方法将蒸汽发生器的热冷却下来；定位在安全壳建筑体的外部的冷却箱，所述冷却箱包括在其中的水冷却热交换器并且存储冷却水，所述冷却水冷凝由蒸汽发生器产生的主蒸汽；连接至冷却箱的蒸发蒸汽管，由冷却箱中的水冷却热交换器产生的冷却水的蒸汽流入蒸发蒸汽管内；空气冷却热交换器，其连接至蒸发蒸汽管并且冷却及液化流入蒸发蒸汽管内的蒸汽；冷凝水收集管，该冷凝水收集管用于对冷却箱重新填充由空气冷却热交换器液化的蒸汽；进气管道，进气管道形成在空气冷却热交换器的外部并且由包括一个进气口和一个出气口的中空管形成，以将气流引导至空气冷却热交换器的外部；以及冷却鼓风机，冷却鼓风机安装在进气管道的内部并且强制产生气流，其中，被动给水冷却系统分别形成在安全壳建筑体的四个侧面上。
[0025]冷却水鼓风机可定位在进气管道的内部的顶端部上。
[0026]冷却鼓风机可定位在进气管道内部的底端部上。
[0027]冷却鼓风机可定位在进气管道内部的中间部处。
[0028]冷却鼓风机可选择性地形成选自进气管道的内部的顶端部、底端部和中间部中的至少两个处。
[0029]进气管道可沿与地面水平的方向延伸。
[0030]进气管道可包括产生气流的电动风扇和用于驱动电动风扇的驱动单元。
[0031]电动风扇可包括至少三个转子。此外，为了在驱动单元不操作时使空气自然地循环，电动风扇可具有比进气管道的横截面积的大约1/3小的转子的总投影横截面积。
[0032]驱动单元可由马达形成。
【附图说明】
[0033]从结合附图的以下详细说明中将更加清晰地理解本发明的上述及其他目的、特征和优点，其中:
[0034]图1是常规的被动辅助给水冷却系统的横截面视图；
[0035]图2是根据本发明的实施例的水-空气组合式被动给水冷却装置的竖直横截面视图；
[0036]图3是图2的水-空气组合式被动给水冷却装置的空气冷却热交换器的放大图；
[0037]图4是根据本 发明的实施例的水-空气组合式被动给水冷却系统的竖直横截面视图；
[0038]图5是图4的水-空气组合式被动给水冷却系统的水平横截面视图；
[0039]图6A是图4的水-空气组合式被动给水冷却系统的旋转的电动风扇的视图；
[0040]图6B是图6A的停止的电动风扇的视图；
[0041]图7是示意出以下状态的竖直横截面视图，在该状态中，图4的水-空气组合式被动给水冷却系统的冷却鼓风机安装在进气管道的相对于地面垂直的底端部上；
[0042]图8是示意出以下状态的竖直横截面视图，在该状态中，图7的冷却鼓风机安装在进气管道的与地面水平的底部上；
[0043]图9是示意出核反应堆上的根据图4的水-空气组合式被动给水冷却系统的操作时间的热负荷的图表；以及
[0044]图10是示意出根据图4的水-空气组合式被动给水冷却系统的空气冷却热交换器的除热容量的操作时间和冷却水水位的图表。
【具体实施方式】
[0045]以下，将参照附图对本发明的示例性实施例进行详细描述。在此，附图中所示出的以及参照附图所描述的结构和操作仅为至少一个实施例。但是，本发明的技术范围以及实质的结构和操作不限于此。
[0046]当前所广泛用于功能的通用术语被选择作为本文中使用的术语。但是，这些术语可以根据本领域技术人员的意图、实践或新颖性技术的表象而变化。此外，特别地，存在由申请人任意选择的现代术语。在这种情况下，将详细地描述其意义。因此，本文中所使用的术语并非确定的简单标识，而可基于其意义以及在整个当前说明书中的内容进行限定。
[0047]本发明提供一种被动给水冷却系统，其包括:水冷却热交换器，水冷却热交换器定位在安全壳建筑体的外部，以连接至安全壳建筑体的内部并且利用水冷却方法将蒸汽发生器的热冷却下来；定位在安全壳建筑体外部的冷却箱，该冷却箱包括在其中的水冷却热交换器并且存储冷却水，所述冷却水用于冷凝由蒸汽发生器产生的主蒸汽；蒸发蒸汽管，蒸发蒸汽管连接至冷却箱，以允许由水冷却热交换器产生的冷却水的蒸汽流向其中；空气冷却热交换器，空气冷却热交换器用于将流入蒸发蒸汽管内的蒸汽冷却下来，以液化所述蒸汽；冷凝水收集管，该冷凝水收集管用于对冷却箱重新填充由空气冷却热交换器液化的蒸汽；形成在空气冷却热交换器的外部的进气管道，所述进气管道是包括一个进气口和一个出气口的中空管，以将气流引导至空气冷却热交换器的外部；以及安装在进气管道中以强制产生气流的冷却鼓风机。被动给水冷却系统提供分别形成在安全壳建筑体的四个侧面上的水-空气组合式被动给水冷却系统。
[0048]以下，将参照附图进行详细说明。
[0049]图2是根据本发明的实施例的水-空气组合式被动给水冷却装置的竖直横截面图。
[0050]参照图2，水-空气组合式被动给水冷却装置可以包括水冷却热交换器210、冷却箱220、蒸发蒸汽管230、空气冷却热交换器240、冷凝水收集管250、进气管道260以及冷却鼓风机270。
[0051]安全壳建筑体10保护引起高的室内温度的核反应堆并且防止放射性物质排出到空气中。蒸汽发生器20形成在安全壳建筑体10的内部。主蒸汽由冷却箱220中的水冷却热交换器210冷凝并且通过给水管30流入蒸汽发生器20内。蒸发的主蒸汽通过蒸汽管40排出。主蒸汽可以是通过蒸汽发生器20、蒸汽管40、水冷却热交换器210和给水管30循环的冷却剂。
[0052]冷却水热交换器210连接在给水管30与蒸汽管40之间，以冷凝流动通过蒸汽管40的主蒸汽。主蒸汽由冷却箱220中的冷却水冷凝。由水冷却热交换器210冷凝的主蒸汽可以通过给水管30再次流入蒸汽发生器内。利用冷却水冷凝蒸汽的方法是水冷却方法，其迅速地冷却下来，但当冷却箱中的冷却水耗尽时则不可能冷却下来。
[0053]冷却箱220可以是存储冷却水的容器。冷却箱220利用存储在其中的冷却水将由水冷却热交换器210产生的热冷却下来。由于这些原因，冷却水可被蒸发。冷却箱220可以在其顶部上形成有盖，以防止由冷却箱220产生的蒸汽向外排出。冷却箱220可以是在超过恒定压力下有效的压力容器。由于如上所述的结构，从冷却箱220产生的蒸汽不向外排出，并且可以主要地流入蒸发蒸汽管230内。
[0054]蒸发蒸汽管230可利用冷却箱220产生的蒸汽插入。
[0055]蒸发蒸汽管230安装在冷却箱220的顶部上并且连接至空气冷却热交换器240。由冷却箱220产生的冷却蒸汽由于冷却蒸汽的压力可流入空气冷却热交换器240内。
[0056]空气冷却热交换器240可以是用于使从蒸发蒸汽管230流出的冷却蒸汽向外散热的散热器。散热器是用于向外散热的装置。为了有效地执行散热，散热器可以具有形成有大的表面面积的结构。蒸汽可以从蒸发蒸汽管230流出至空气冷却热交换器240。但是，当大量蒸汽从蒸发蒸汽管230流出时，需要将空气冷却热交换器240的压力设计得较高。在这种情况下，在稳定性和制造成本方面存在限制。
[0057]因此，为了防止由从蒸发蒸汽管230流出的蒸汽所引起的空气冷却热交换器240中的压力的显著增大，可以将空气冷却热交换器240的上部管的一部分(以下称为开口部分247)向外暴露至空气中。由于空气冷却热交换器240的如上所述的结构，过压的蒸汽和未冷凝的非冷凝气体中的一些可以通过开口部分247向外排出。孔口形成在空气冷却热交换器240的开口部分247上，以形成可被控制的空气暴露区域。以下将参照图3进行详细描述。空气冷却热交换器240形成有彼此相交的多个竖直管243和多个水平管245。多个水平管245可以具有倾度，以允许在空气冷却热交换器240中液化并且被冷凝成水的冷却水的蒸汽流动通过水平管245，以通过冷凝水收集管250重新填充冷却箱220。倾度可以是适于允许在空气冷却热交换器240中液化的冷却水的蒸汽流动通过水平管245并且流入冷凝水收集管250内的大约-3度的角度。多个水平管245可以包括多个翅片以扩大暴露到外部的接触面积。竖直管243中的一个可以延伸以连接至冷凝水收集管250。由于多个水平管245的倾度，使得冷凝水可以流入竖直管243中连接至冷凝水收集管250的延伸的一个内。
[0058]冷凝水收集管250从空气冷却热交换器240延伸至冷却箱220。冷凝水收集管250构造成:当从冷却箱220产生的蒸汽通过蒸发蒸汽管230流入空气冷却热交换器240内时，不允许从冷却箱220产生的蒸汽通过冷凝水收集管250流入空气冷却热交换器240内。为了防止回流，冷凝水收集管250的出口可以定位在冷却箱220中的冷却水的最低自由水面以下。在此，位于冷凝水收集管250中的冷却水头形成为大于作为冷却箱220与空气冷却热交换器240之间的连接点的蒸发蒸汽管230的阻力，由此防止冷却水的蒸汽通过冷凝水收集管250流回到空气冷却热交换器240。在如上所述的结构中，冷凝水收集管250的出口可以定位在冷却箱220中的冷却水的最低自由水面以下。当冷凝水收集管250的出口定位在冷却箱220中的冷却水的最 低自由水面以上时，由水冷却热交换器210产生的冷却水的蒸汽可以通过冷凝水收集管250向回流至空气冷却热交换器240。
[0059]在将空气冷却热交换器240冷却下来时，进气管道260可以提高自然循环空气冷却的效率。空气冷却热交换器240位于进气管道260中。进气管道260可以具有在其顶部和底部上分别形成有进气口和出气口的中空管形状，并且可以与安全壳建筑体10的外壁一致。由于如上所述的烟囱状结构以及空气冷却热交换器240的热量，因此可以在进气管道260中发生烟囱效应，烟囱效应形成从进气管道260的底部到顶部的气流。由于由烟囱效应产生的上升流，可以快速地执行空气冷却热交换器240的自然循环冷却。
[0060]冷却鼓风机270包括驱动单元273和电动风扇275。可以通过安装在进气管道260的路径中的电动风扇275强制产生在进气管道260中的上升流。这允许更大量的自然产生的上升流的空气流动，由此提高了空气冷却热交换器240的冷却效率。电动风扇275可以由驱动单元273驱动。驱动单元273可以是马达。以下，将参照图6详细地说明电动风扇275。
[0061]图4是根据本发明的实施例的水-空气组合式被动给水冷却系统的竖直横截面视图。
[0062]参照图4，水-空气组合式被动给水冷却系统的进气管道260包括一个进气口和一个出气口。进气口形成在作为中空管的进气管道260的垂直于地面形成的底部上。出口形成在进气管道260的顶部上。冷却鼓风机270可以在进气管道260中形成至少一个。在此，进气口可以沿着与地面水平的方向形成在进气管道260的底部上。冷却鼓风机270可以沿水平方向形成在进气口中。冷却鼓风机270可以安装在进气管道260的顶端部、底端部和中间部中的任一个中。优选地，冷却鼓风机270可以安装在进气管道260的底端部上，但不限于此。当冷却鼓风机270安装在进气管道260的底端部上时，变得易于更换、保养以及维修冷却鼓风机270。
[0063]图5是图4的水-空气组合式被动给水冷却系统的水平横截面视图。
[0064]参照图5，水-空气组合式被动给水冷却系统在安全壳建筑体10的外侧上可以形成四个。多个水-空气组合式被动给水冷却系统可以通过多个冷却器提高冷却的效率。当冷却器中的一些不操作时，能够保持冷却。为了当四个冷却器中的一个损坏时具有大约100%的冷却余热的能力，四个水-空气组合式被动给水冷却系统中的每一个均可以具有冷却从安全壳建筑体10中的核反应堆散射的余热的大约33%以上的除热容量，但不限于此。
[0065]图6A和6B示出水-空气组合式被动给水冷却系统的冷却鼓风机270的操作。
[0066]参照图6A,冷却鼓风机270可以包括电动风扇275和驱动单兀273。冷却鼓风机270形成在进气管道260的路径中，但不限于此。电动风扇275由驱动单元273驱动。驱动单元273产生旋转运动并且可以是马达。由于电动风扇275的旋转，使得可以增大在进气管道260中产生的上升流。但是，当由于核反应堆中出现故障而不提供电力时，电动风扇275则不旋转。在此，当电动风扇275具有大的面积时，可以限制上升流的出现。为了克服如上所述的限制，可以减小电动风扇275的面积。
[0067]参照图6B，为了增大在进气管道260中发生的自然上升流k2的通过，电动风扇275的面积可以小于进气管道260的横截面积的大约1/3，但不限于此。由于如上所述的结构，水-空气组合式被动给水冷却系统可以允许在提供电力时通过驱动电动风扇275来强制循环，并且可以允许在不提供电力以及不驱动电动风扇275时自然循环。
[0068]图7是示出以下状态的竖直横截面视图，在该状态中，水-空气组合式被动给水冷却系统的冷却鼓风机270安装在进气管道260的垂直于地面的底部上。
[0069]参照图7，空气冷却热交换器240位于进气管道260中。进气管道260可以具有在其顶部和底部上分别形成有进气口和出气口的中空管形状，并且可以与安全壳建筑体10的外壁一致。进气管道260可以延伸，以允许进气口与冷却箱220的形状一致。进气口可以安装成垂直于地面。此外，冷却鼓风机270可以安装在进气口中，并且可以根据进气口的形状垂直于地面安装。
[0070]图8是示出以下状态的竖直横截面视图，在该状态中，冷却鼓风机270安装在进气管道260的与地面水平的底部上。
[0071]参照图8，空气冷却热交换器240位于进气管道260中。进气管道260可以具有在其顶部和底部上分别形成有进气口和出气口的中空管形状，并且可以与安全壳建筑体10的外壁一致。进气管道260可以在冷却箱220的顶部上形成有沿与地面水平方向延伸的进气口。此外，冷却鼓风机270可以安装在进气口中，并且可以根据进气口的形状安装成与地面水平。
[0072]图9是示出根据水-空气组合式被动给水冷却系统的操作时间核反应堆上的热负荷的图表。
[0073]参照图9，在事故的初始阶段，在核反应堆中产生高温的热量，并且由于高温的热量产生大量热负荷。初始地，热负荷可以通过具有大除热容量的水冷却系统被快速地冷却下来。在事故的先前阶段，在该阶段中散热减弱，热负荷可以通过空气冷却系统来冷却，该空气冷却系统具有比水冷却系统更小的除热容量但能够在没有冷却水耗尽限定的情况下无限地冷却，由此防止热交换器的容积的过度增大以及同时提供所需的冷却能力。
[0074]图10是示出根据水-空气组合式被动给水冷却系统的空气冷却热交换器的除热容量的操作时间和冷却水水位的图表。
[0075]参照图10，当通过常规的被动辅助给水冷却系统中的冷却箱的水冷却热交换器将蒸汽发生器的热冷却下来时，当冷却箱中的冷却水在发生事故之后在XI的时间点处开始蒸发并且进行大约8小时的时候，全部冷却水都蒸发并且冷却箱缺水。但是，根据该实施例的水-空气组合式被动给水冷却系统通过空气冷却过程冷凝蒸发的冷却水以重新填充冷却箱，由此延长冷却水的耗尽时间。根据水-空气组合式被动给水冷却系统的空气冷却热交换器的蒸汽冷凝容量的增大，冷却水的耗尽时间可以增加，由此具有至少大约72小时以上的耗尽时间。当对从冷却箱向外排出到常规的被动辅助给水冷却系统中的空气内的全部100%的蒸汽进行冷凝，以通过冷却箱再循环时，这意味着冷却水的水位绝对没有下降。为了具有大约72小时以上的冷却时间容量，水-空气组合式被动给水冷却系统可被构造成使得空气冷却热交换器具有适当水平的蒸汽冷凝容量。
[0076]如上所述，根据该实施例，从常规的被动给水系统的冷却箱排出到空气内的冷却蒸汽通过空气冷却热交换器冷凝以重新填充冷却箱，由此将常规的被动给水系统的大约8小时的冷却时间大大地增加至大约72小时以上。即，在不用将常规的被动给水系统的冷却箱的容积设计成比之前大数倍的情况下，冷却时间可被大大地增加至大约72小时以上。因此，能够同时克服以下限制，比如，被动给水系统的冷却箱的容积的增大以及用于核反应堆的辅助建筑的壁的厚度根据冷却箱的容积的增大而增大。
[0077]另外，根据该实施例，由于常规 的被动给水系统的高压界限与空气冷却热交换器系统的压力界限完美地分离，因此，常规的给水系统的高压界限的易损坏部分不会根据空气冷却热交换器系统的传热面积的增加而增大。
[0078]另外，根据该实施例，由于不必要包括比如为触发或停用空气冷却热交换器所需要的阀或泵的控制器，因此不可能出现相应的设备的失效。当在供应核电站的室内或室外电力的状态下操作的强制循环空气冷却风扇由于不供给电力而被停用时，由于具有允许冷却空气通过风扇的转子之间的开口区域自然地循环的结构，因此主动/被动转换控制器是不必要的。
[0079]此外，由于安装在安全壳建筑体的四个侧面上的冷却系统，水-空气组合式被动给水冷却系统彼此独立地操作。虽然出气口中的一个关闭并且冷却系统中的一个不操作，但是其他冷却系统可以独立地操作。
[0080]根据以上描述的本发明，蒸发到空气内的冷却蒸汽通过自然循环空气冷却热交换器冷凝以重新填充冷却箱，由此延长冷却箱的冷却水耗尽时间，例如，延长至大约72小时以上。因此，能够在不增大冷却箱的冷却水容量的情况下增加冷却时间。
[0081]由于不必要增大冷却水容量，因此可以利用小的设备提供改进的效果，由此减低成本以及简化工序。
[0082]与供应核电站室内和室外电力无关，通过自然循环空气冷却热交换器连续地执行空气冷却。虽然出现失去电力并且停用电动风扇，但由于能够在不操作另外的转换器的情况下通过电动风扇从强制循环空气冷却转换至自然循环空气冷却，因此当发生核反应堆的事故时可以连续地执行冷却。
[0083]用于冷却空气冷却热交换器的进气管道包括相应的出气口。当出气口中的一个关闭时，其他出气口可被彼此独立地驱动。
[0084]尽管已出于示例性目的公开了本发明的优选实施例，但本领域技术人员将理解，在不脱离如所附权利要求中公开的本发明的范围和精神的情况下可进行各种改型、增加和替代。
【主权项】
1.一种水-空气组合式被动给水冷却装置，包括: 水冷却热交换器，所述水冷却热交换器连接至安全壳建筑体的内部，以利用水冷却方法冷却蒸汽发生器的热； 冷却箱，所述冷却箱包括在其中的所述水冷却热交换器并且存储由所述蒸汽发生器产生的冷凝主蒸汽的冷却水； 连接至所述冷却箱的蒸发蒸汽管，由所述冷却箱中的所述水冷却热交换器产生的所述冷却水的蒸汽流入所述蒸发蒸汽管内； 空气冷却热交换器，所述空气冷却热交换器连接至所述蒸发蒸汽管并且冷却和液化流入所述蒸发蒸汽管内的所述蒸汽；以及 冷凝水收集管，所述冷凝水收集管用于对所述冷却箱重新填充由所述空气冷却热交换器液化的所述蒸汽。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述冷却箱由压力容器形成。3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述空气冷却热交换器包括散热器，所述散热器通过所述蒸发蒸汽管接收在所述冷却箱中产生的冷却水的蒸汽并且向外散热。4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述空气冷却热交换器由水平的热交换冷凝管形成。5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述水平的热交换冷凝管由热交换管形成，所述热交换管包括冷却翅片以提高散热效率。6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述空气冷却热交换器形成有用于排放非冷凝气体的管。7.根据权利要求6所述的装置，其中，用于排放所述非冷凝气体的所述管在所述散热器的顶部管处暴露到外部。8.根据权利要求3所述的装置，其中，所述散热器由彼此相交的至少两个竖直管和至少两个水平管形成。9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述水平管具有倾度，以允许所述冷凝蒸汽朝向所述冷凝水收集管流动。10.根据权利要求9所述的装置，其中，由于所述倾度，所述冷凝冷却蒸汽被允许流入从所述冷凝水收集管延伸的所述竖直管内。11.根据权利要求10所述的装置，其中，为了防止朝向所述冷凝水收集管回流，所述冷凝水收集管具有定位在所述水冷却热交换器的最高位置以下的出口。12.—种水-空气组合式被动给水冷却系统，所述水-空气组合式被动给水冷却系统由多个被动给水冷却系统形成，每个所述被动给水冷却系统包括: 水冷却热交换器，所述水冷却热交换器定位在安全壳建筑体的外部并且连接至安全壳建筑体的内部，以利用水冷却方法冷却蒸汽发生器的热； 定位在所述安全壳建筑体的外部的冷却箱，所述冷却箱包括在其中的所述水冷却热交换器并且存储冷却水，所述冷却水冷凝由所述蒸汽发生器产生的主蒸汽； 连接至所述冷却箱的蒸发蒸汽管，由所述冷却箱中的所述水冷却热交换器产生的所述冷却水的蒸汽流入所述蒸发蒸汽管内； 空气冷却热交换器，所述空气冷却热交换器连接至所述蒸发蒸汽管并且冷却及液化流入所述蒸发蒸汽管内的所述蒸汽； 冷凝水收集管，所述冷凝水收集管用于对所述冷却箱重新填充由所述空气冷却热交换器液化的所述蒸汽； 进气管道，所述进气管道形成在所述空气冷却热交换器的外部并且由包括一个进气口和一个出气口的中空管形成，以将气流引导至所述空气冷却热交换器的外部；以及 冷却鼓风机，所述冷却鼓风机安装在所述进气管道的内部并且强制产生气流， 其中，所述被动给水冷却系统分别形成在所述安全壳建筑体的四个侧面上。13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述冷却水鼓风机定位在所述进气管道的内部的顶端部上。14.根据权利要求12所述的系统，其中，所述冷却鼓风机定位在所述进气管道的内部的底端部上。15.根据权利要求12所述的系统，其中，所述冷却鼓风机定位在所述进气管道内部的中间部处。16.根据权利要求12所述的系统，其中，所述冷却鼓风机选择性地形成在选自所述进气管道的内部的顶端部、底端部和中间部中的至少两个处。17.根据权利要求12所述的系统，其中，所述进气管道沿与地面水平的方向延伸。18.根据权利要求12所述的系统，其中，所述进气管道包括: 产生气流的电动风扇；以及 用于驱动所述电动风扇的驱动单元。19.根据权利要求18所述的系统，其中，所述电动风扇包括至少三个转子，以及 其中，为了在所述驱动单元不操作时使空气自然地循环，所述电动风扇具有比所述进气管道的横截面积的大约1/3小的转子的总投影横截面积。20.根据权利要求18所述的系统，其中，所述驱动单元由马达形成。
【专利摘要】本文公开了一种水-空气组合式被动给水冷却装置，包括：水冷却热交换器，其连接至安全壳建筑体内部以利用水冷却方法将蒸汽发生器的热冷却；冷却箱，其包括在其中的水冷却热交换器并存储冷凝由蒸汽发生器产生的主蒸汽的冷却水；连接至冷却箱的蒸发蒸汽管，由冷却箱中的水冷却热交换器产生的冷却水的蒸汽流入蒸发蒸汽管内；空气冷却热交换器，其连接至蒸发蒸汽管并冷却及液化流入蒸发蒸汽管内的蒸汽；以及冷凝水收集管，其用于对冷却箱重新填充由空气冷却热交换器液化的蒸汽。
【IPC分类】G21C15/18
【公开号】CN104882169
【申请号】CN201410327871
【发明人】权泰纯, 金起焕, 朴炫植, 裴成元, 朴有善
【申请人】韩国原子力研究院
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2014年7月10日
【公告号】US20150243383