FR3104310A1 - Structure de refroidissement passif infini pour réacteur nucléaire et son procédé de fonctionnement - Google Patents

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Abstract

STRUCTURE DE REFROIDISSEMENT PASSIF INFINI POUR R É ACTEUR NUCL É AIRE ET SON PROC É D É DE FONCTIONNEMENT La présente invention concerne un système de refroidissement passif infini pour un réacteur nucléaire et une méthode de fonctionnement de celui-ci. Le système comprend un espace de libération d'énergie dans lequel est logée une cuve de réacteur, un espace d'absorption d'énergie séparé de l'espace de libération d'énergie, un espace de transfert d'énergie, qui est prévu au-dessus de l'espace d'absorption d'énergie, absorbe et refroidit la chaleur transférée de la cuve du réacteur, et décharge la chaleur absorbée vers l'extérieur à travers une paroi extérieure de celle-ci, un premier circuit de refroidissement par lequel la chaleur de la cuve du réacteur est transférée à l'espace de transfert d'énergie, un tuyau d'équilibrage de la pression par lequel la pression dans l'espace de libération d'énergie est transférée à l'espace d'absorption d'énergie, et un tuyau de pulvérisation du liquide de refroidissement par lequel l'eau de refroidissement dans l'espace d'absorption d'énergie pressurisée par le tuyau d'équilibrage de la pression est transférée à l'espace de transfert d'énergie.

Description

STRUCTURE DE REFROIDISSEMENT PASSIF INFINI POUR RÉACTEUR NUCLÉAIRE ET SON PROCÉDÉ DE FONCTIONNEMENT
RENVOI À UNE DEMANDE APPARENTÉE
La présente demande revendique la priorité et le bénéfice de la demande de brevet coréen No. 2019-0162602 déposée le 9 décembre 2019, donc la divulgation est citée dans le présent document par référence dans son intégralité.
CONTEXTE
1. Domaine de l’invention
La présente invention concerne un système de refroidissement passif infini pour un réacteur nucléaire et un procédé de fonctionnement de celui-ci, et plus particulièrement un système de refroidissement passif infini pour un réacteur nucléaire, dans lequel la circulation de refroidissement infini est effectuée par elle-même tandis que l'eau de refroidissement circule passivement sans opération ou contrôle séparé d'un opérateur ni alimentation en énergie externe lorsqu'une anomalie se produit dans le réacteur nucléaire, et un procédé de fonctionnement de celui-ci.
2. Discussion de l’art connexe
La production d'énergie nucléaire est une méthode de production d'énergie électrique par entraînement d'une turbine utilisant l'énergie produite par la fission nucléaire, qui ne génère pas de dioxyde de carbone dans le procédé de production d’énergie et peut produire beaucoup d'électricité avec moins de combustible et elle a donc été adoptée et exploitée comme une méthode de production d'énergie dans de nombreux pays.
Dans ce type de production d'énergie nucléaire, le refroidissement doit être effectué essentiellement parce qu'une grande quantité de chaleur est générée. En général, dans la production d'énergie nucléaire, comme illustré en , une grande partie de l'énergie thermique générée par la fission nucléaire d'un cœur de réacteur 20 dans une cuve de réacteur 10 est transférée à un fluide de refroidissement dans la cuve de réacteur 10, et le fluide de refroidissement circule à nouveau dans la cuve de réacteur 10 après avoir échangé de la chaleur dans un échangeur thermique 30. En outre, l'eau d'un système d'entraînement 50 circule selon un trajet indépendant du fluide de refroidissement, l'échangeur de chaleur 30 génère de la vapeur dans le système d'entraînement 50 en utilisant la chaleur absorbée par le fluide de refroidissement, une turbine 52 est entraînée par la vapeur générée, et l'énergie thermique de la vapeur est transformée en énergie électrique par un générateur 54, puis la vapeur est à nouveau condensée en eau pour circuler vers l'échangeur de chaleur 30.
Dans un tel réacteur nucléaire, une grande quantité d'énergie thermique est générée. Habituellement, la chaleur dans le réacteur nucléaire est refroidie de manière appropriée, alors que lorsque la chaleur dans le réacteur nucléaire n'est pas refroidie de manière appropriée en raison d'un accident inattendu ou autre, un accident important peut se produire au cours duquel l'installation du réacteur nucléaire elle-même est détruite, ce qui peut conduire à une situation très dangereuse pouvant entraîner une contamination radioactive des environnements environnants en plus de la perte des installations.
Par conséquent, divers systèmes de sécurité sont essentiellement prévus pour refroidir le réacteur nucléaire en cas d'urgence. Les systèmes de sécurité sont fournis sous la forme d'une alimentation supplémentaire en fluide de refroidissement de chacune des parties du réacteur nucléaire, et sous la forme d'une circulation appropriée du fluide de refroidissement pour évacuer la chaleur résiduelle vers l'extérieur par l'intermédiaire d'un dissipateur thermique.
Le dissipateur thermique se présente sous la forme d'un échangeur de chaleur qui ne rejette que de la chaleur sans fuite de fluide de refroidissement, et un tel échangeur de chaleur peut être immergé dans de l'eau telle que de l'eau de mer ou de rivière pour évacuer la chaleur par échange thermique.
Comme décrit ci-dessus, la méthode dans laquelle l'échangeur de chaleur est immergé dans le liquide de refroidissement (eau) est appelée "piscine en ébullition". Dans l'échange de chaleur de la méthode de piscine en ébullition, il y a un problème dans le fait que le taux de transfert de chaleur n'est pas satisfaisant, et donc que le taux de décharge de chaleur peut être plus lent que le taux auquel le réacteur nucléaire produit de la chaleur, et par conséquent, un système entier devrait être agrandi.
En outre, les réacteurs nucléaires conventionnels sont prévus pour être exploités par l'opérateur selon un manuel en cas d'urgence. Le problème est que, lorsqu'un accident important se produit, l'opérateur peut également être blessé, tué ou évacué, ce qui entraîne son absence, et comme le manuel est trop compliqué à comprendre, il peut arriver qu'un accident ne puisse pas être bloqué en raison d'une erreur de l'opérateur lors d'une urgence.
Document de l’art antérieur
Document brevet
Brevet coréen enregistré sous le No. 10-1731817 B1
La présente invention vise à fournir un système de refroidissement passif infini pour un réacteur nucléaire, dans lequel une circulation de refroidissement infini est effectuée par elle-même tandis que l'eau de refroidissement est mise en circulation passivement par la chaleur et la pression générées lorsqu'une anomalie se produit dans le réacteur nucléaire, qu'aucune opération séparée d'un opérateur n'est nécessaire, que l'alimentation en énergie externe est minimisée et qu'un taux de décharge de chaleur est augmenté de sorte que la taille d'un système de refroidissement entier est réduite et que la sécurité est améliorée, ainsi qu'une méthode d'exploitation de celui-ci.
La portée de la présente invention n'est pas limitée à l'objet décrit ci-dessus et d'autres objets non mentionnés peuvent être clairement compris par l’homme du métier à partir des descriptions qui suivent.
Selon un aspect de la présente invention, il est prévu un système de refroidissement passif infini pour un réacteur nucléaire. Le système inclut un espace de libération d'énergie dans lequel est logée une cuve de réacteur, dans laquelle est logé un cœur de réacteur, un espace d'absorption d'énergie dans lequel est logée de l'eau de refroidissement tout en étant séparée de l'espace de libération d'énergie et auquel est transférée une pression de l'espace de libération d'énergie, un espace de transfert d'énergie, qui est prévu au-dessus de l'espace d'absorption d'énergie, qui absorbe et refroidit la chaleur transférée depuis la cuve du réacteur, et qui décharge la chaleur absorbée vers l'extérieur à travers une paroi extérieure de celui-ci, un espace de refroidissement configuré pour séparer l'espace d'absorption d'énergie et l'espace de transfert d'énergie de l'espace de libération d'énergie, un premier circuit de refroidissement par lequel la chaleur dans la cuve du réacteur est transférée à l'espace de transfert d'énergie, un tuyau d'équilibrage de pression par lequel la pression dans l'espace de libération d'énergie est transférée à l'espace d'absorption d'énergie, et un tuyau de pulvérisation de liquide de refroidissement par lequel l'eau de refroidissement dans l'espace d'absorption d'énergie pressurisée par le tuyau d'équilibrage de pression est transférée à l'espace de transfert d'énergie. L'espace de transfert d'énergie inclut une chambre de refroidissement à pression de vapeur saturante, qui est formée pour être reliée à un côté intérieur d'une paroi extérieure supérieure de l'espace de refroidissement, et dans laquelle l'eau de refroidissement est logée, un échangeur de chaleur du premier circuit de refroidissement est situé, et une extrémité côté pulvérisation du tuyau de pulvérisation du liquide de refroidissement est située, et une chambre de référence à pression atmosphérique, qui se trouve sous la chambre de refroidissement à pression de vapeur saturante et qui communique avec la chambre de refroidissement à pression de vapeur saturante, est remplie d'air de manière à obtenir un équilibre de pression avec l'eau de refroidissement dans la chambre de refroidissement à pression de vapeur saturante, et dont le niveau d'eau varie en fonction de la pression dans la chambre de refroidissement à pression de vapeur saturante.
Le premier circuit de refroidissement peut comprendre un premier échangeur de chaleur configuré pour absorber la chaleur de la cuve du réacteur, et un second échangeur de chaleur, qui est prévu dans la chambre de refroidissement à pression de vapeur saturante et qui évacue la chaleur absorbée par le premier échangeur de chaleur. Une extrémité supérieure du tuyau de pulvérisation du liquide de refroidissement peut être prévue pour pulvériser l'eau de refroidissement dans l'espace d'absorption d'énergie sur le deuxième échangeur de chaleur.
Le premier circuit de refroidissement peut en outre inclure une vanne de décharge de vapeur configurée pour décharger sélectivement la vapeur d'eau du premier circuit de refroidissement dans l'espace de libération d'énergie afin d'augmenter la pression dans l'espace de libération d'énergie.
L'espace de transfert d'énergie peut inclure une paroi de séparation à la pression atmosphérique de référence qui sépare la chambre de refroidissement à pression de vapeur saturante de la chambre à pression atmosphérique de référence et est prévue pour faire communiquer la chambre de refroidissement à pression de vapeur saturante avec la chambre à pression atmosphérique de référence en dessous de la chambre de refroidissement à pression de vapeur saturante et de la chambre à pression atmosphérique de référence.
Le système peut en outre inclure un deuxième circuit de refroidissement qui est prévu à côté du deuxième échangeur de chaleur dans l'espace de transfert d'énergie et qui évacue la chaleur de l'espace de transfert d'énergie vers l'extérieur de l'espace de refroidissement.
L'eau de refroidissement, qui est pulvérisée à partir du tuyau de pulvérisation du liquide de refroidissement vers le second échangeur de chaleur, peut être vaporisée tout en absorbant la chaleur du second échangeur de chaleur, et la chaleur peut être transférée par un mécanisme de transfert de chaleur à deux phases dans lequel la vapeur d'eau vaporisée est refroidie et condensée dans le second circuit de refroidissement.
Le deuxième circuit de refroidissement peut inclure un troisième échangeur de chaleur, qui est placé dans la chambre de refroidissement à pression de vapeur saturante et qui absorbe la chaleur de la chambre de refroidissement à pression de vapeur saturante chauffée par le premier circuit de refroidissement.
Le deuxième circuit de refroidissement peut également inclure un quatrième échangeur de chaleur, qui est situé dans l'espace d'absorption d'énergie et qui absorbe la chaleur de l'espace d'absorption d'énergie.
Dans le deuxième circuit de refroidissement, le quatrième échangeur de chaleur peut être formé à un niveau plus élevé que le troisième échangeur de chaleur, et le quatrième échangeur de chaleur peut être prévu à un niveau plus bas que le troisième échangeur de chaleur.
Le système peut en outre comprendre un tuyau d'injection de liquide de refroidissement configuré pour introduire l'eau de refroidissement de la chambre à pression atmosphérique de référence dans l'espace de libération d'énergie, et une vanne d'ouverture ou de fermeture du tuyau d'injection configurée pour ouvrir le tuyau d'injection de liquide de refroidissement.
L'espace de refroidissement peut être situé à côté de l'eau de mer ou de rivière.
Le système peut en outre inclure un module de refroidissement de la paroi extérieure configuré pour faire circuler l'eau ou l'air du côté de la paroi extérieure de l'espace de refroidissement sous une pression de vapeur d'eau dans l'espace de libération d'énergie.
Le module de refroidissement de la paroi extérieure peut inclure un tuyau d'entrée sous pression dans lequel la vapeur d'eau de l'espace de libération d'énergie est introduite, une turbine configurée pour produire de l'énergie sous la pression de la vapeur d'eau évacuée par le tuyau d'entrée sous pression, et un ventilateur de refroidissement, qui est prévu au-dessus de l'espace de refroidissement et qui tourne pour que l'eau ou l'air du côté de la paroi extérieure de l'espace de refroidissement s'écoule vers le haut par une force de rotation de la turbine.
Le module de refroidissement de la paroi extérieure peut en outre comprendre une soupape de décompression configurée pour ouvrir sélectivement le tuyau d'entrée de pression.
Le système peut également inclure une ailette de refroidissement située sur la paroi extérieure de l'espace de refroidissement.
L'ailette de refroidissement peut être formée parallèlement à une direction d'écoulement de l'eau générée par l'ailette de refroidissement du côté de la paroi extérieure de l'espace de refroidissement correspondant à l'espace de libération d'énergie.
Le système peut en outre inclure un tuyau d'alimentation en eau de refroidissement configuré pour guider l'eau de refroidissement dans l'espace d'absorption d'énergie vers un côté inférieur de la cuve du réacteur de l'espace de libération d'énergie, et un corps en alliage fondu à basse température, qui est prévu sur un côté d'extrémité du tuyau d'alimentation en eau de refroidissement pour protéger le tuyau d'alimentation en eau de refroidissement et qui est fondu par la chaleur transférée depuis la cuve du réacteur pour ouvrir le tuyau d'alimentation en eau de refroidissement lorsqu'une température dans la cuve du réacteur augmente de manière excessive.
Un tuyau anti-refoulement de fluide à haute température peut être formé en forme de U inversé courbé vers le haut à partir de l'extrémité du tuyau d'alimentation en eau de refroidissement dans lequel le corps en alliage fondu à basse température est prévu.
Le système peut en outre comprendre un corps lesté prévu sur une partie d'extrémité extérieure du corps en alliage fondu à basse température.
Selon un autre aspect de la présente invention, il est prévu une méthode de fonctionnement d'un système de refroidissement passif infini pour un réacteur nucléaire. La méthode inclut une opération d'augmentation de la pression dans laquelle une température dans un espace de libération d'énergie augmente de sorte qu'une pression dans l'espace de libération d'énergie augmente, une opération de cavitation dans laquelle la chaleur dans une cuve de réacteur est transférée à une chambre de refroidissement à pression de vapeur saturante par un deuxième échangeur de chaleur d'un premier circuit de refroidissement, l'eau de refroidissement dans la chambre de refroidissement à pression de vapeur saturante chauffée par le deuxième échangeur de chaleur est vaporisée de sorte qu'une cavité est générée, et le deuxième échangeur de chaleur du premier circuit de refroidissement et un troisième échangeur de chaleur d'un deuxième circuit de refroidissement sont exposés au-dessus d'une surface d'eau, une opération de transfert de pression dans laquelle une pression dans l'espace de libération d'énergie est transférée à un espace d'absorption d'énergie par un tuyau d'équilibrage de pression, une opération de pulvérisation d'eau de refroidissement dans laquelle une pression dans l'espace d'absorption d'énergie augmente de sorte que l'eau de refroidissement dans l'espace d'absorption d'énergie est élevée par un tuyau de pulvérisation de liquide de refroidissement et pulvérisée sur le deuxième échangeur de chaleur du premier circuit de refroidissement, et une opération de refroidissement par transfert de chaleur en deux phases dans laquelle l'échange de chaleur est effectué un mécanisme de transfert de chaleur en deux phases dans lequel l'eau de refroidissement pulvérisée par le tuyau de pulvérisation du liquide de refroidissement est vaporisée dans le deuxième échangeur de chaleur et est condensée dans le troisième échangeur de chaleur.
La méthode peut en outre inclure une opération d'injection d'eau de refroidissement dans laquelle, lorsqu'une température dans l'espace d'absorption d'énergie augmente jusqu'à une température prédéfinie ou plus, une vanne d'ouverture ou de fermeture du tuyau d'injection est ouverte et de l'eau de refroidissement d’une chambre à pression atmosphérique de référence est injectée dans l'espace de libération d'énergie.
La méthode peut en outre inclure une opération de rotation du ventilateur de refroidissement dans laquelle, lorsque la pression dans l'espace d'absorption d'énergie augmente jusqu'à une pression préréglée ou plus élevée, un tuyau d'entrée de pression est ouvert, une turbine est mise en rotation sous la pression dans l'espace de libération d'énergie, et un ventilateur de refroidissement est mis en rotation par une force de rotation de la turbine.
La méthode peut en outre inclure une opération de prévention de la fusion dans laquelle, lorsqu'une température de la cuve du réacteur augmente jusqu'à une température prédéfinie ou supérieure, un tuyau d'alimentation en eau de refroidissement est ouvert en faisant fondre un corps en alliage fondu à basse température de sorte que l'eau de refroidissement dans l'espace d'absorption d'énergie est introduite dans un côté inférieur de la cuve du réacteur pour refroidir la cuve du réacteur.
Les descriptions détaillées des exemples de modes de réalisation de la présente invention décrits ci-dessous et le résumé décrit ci-dessus seront mieux compris lorsqu'ils seront lus conjointement avec les dessins annexés. Afin d'illustrer la présente invention, les dessins illustrent les exemples de modes de réalisation. Toutefois, il faut comprendre que la présente invention ne se limite pas aux configurations et aux unités précises illustrées.
Les objets, caractéristiques et avantages de la présente invention, ci-dessus et autres, deviendront plus évidents pour l’homme du métier en décrivant en détail des exemples de modes de réalisation de celle-ci en se référant aux dessins qui l'accompagnent :
est une vue schématique illustrant un réacteur nucléaire conventionnel ;
est une vue illustrant un état avant fonctionnement ou un état initial de fonctionnement d'un système de refroidissement passif infini pour un réacteur nucléaire selon un mode de réalisation de la présente invention ;
est une vue illustrant un état pendant le fonctionnement du système de refroidissement passif infini d’un réacteur nucléaire de la ;
est une vue illustrant un état dans lequel l'eau pulvérisée par un tuyau de pulvérisation de liquide de refroidissement est condensée dans un troisième échangeur de chaleur après avoir été évaporée dans un deuxième échangeur de chaleur par un mécanisme de transfert de chaleur à deux phases ;
est une vue illustrant un état dans lequel le système de refroidissement passif infini d'un réacteur nucléaire de la est encore chauffé ;
illustre des vues illustrant des états dans lesquels la cuve d'un réacteur est surchauffée de sorte que la fusion, dans laquelle le matériau fondu du cœur s'échappe, se produit ;
est une vue illustrant un état dans lequel un tuyau d'alimentation en eau de refroidissement est prévu sous la cuve du réacteur ;
est une vue en coupe transversale illustrant un tuyau d'alimentation en eau de refroidissement et un corps en alliage fondu à basse température de la ;
est une vue illustrant un état dans lequel un corps en alliage fondu à basse température fondu par la chaleur dans une cuve de réacteur est détaché d'un tuyau d'alimentation en eau de refroidissement de sorte que le tuyau d'alimentation en eau de refroidissement est ouvert ;
est une vue illustrant une autre forme de corps lesté de la ; et
est un organigramme illustrant une méthode de fonctionnement d'un système de refroidissement passif infini pour un réacteur nucléaire selon un mode de réalisation de la présente invention.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE D’EXEMPLES DE MODES DE R É ALISATION
Ci-après, des exemples de réalisation de la présente invention, dans lesquels les objets de la présente invention peuvent être spécifiquement réalisés, seront décrits en référence aux dessins annexés. Dans les descriptions des exemples de modes de réalisation, le même nom et le même numéro sont utilisés pour la même configuration, et toute description additionnelle sera omise.
Ci-après, un système de refroidissement passif infini pour un réacteur nucléaire selon un mode de réalisation de la présente invention sera décrit.
Le système de refroidissement passif infini d'un réacteur nucléaire selon la présente invention peut comprendre un espace de libération d'énergie (ERS) 110, un espace d'absorption d'énergie (EAS) 210 et un espace de transfert d'énergie (ETS) 220, comme illustré à la .
L'ERS 110 accueille un système d'entraînement de réacteur nucléaire 120. Le système d'entraînement du réacteur nucléaire 120 peut inclure une cuve de réacteur 122 qui abrite un cœur de réacteur 124, un générateur de vapeur, qui génère de la vapeur en utilisant la chaleur générée dans le cœur de réacteur 124 et qui est prévu à l'intérieur de la cuve de réacteur 122 pour faire circuler la vapeur générée vers une turbine externe 253, un circuit d'écoulement, etc.
L'EAS 210 peut recevoir un fluide de refroidissement et être séparé de l'ERS 110. L'EAS210 peut être prévu pour communiquer avec l'ERS 110 sur sa partie supérieure et pour transférer une pression de l'ERS 110 vers l'EAS 210. Dans ce cas, comme fluide de refroidissement, différents types de substances peuvent être utilisés, et un exemple représentatif du fluide de refroidissement peut être l'eau.
L'ETS 220 est isolé de l'ERS 110 et l'EAS 210, et en particulier, est fourni au-dessus de l'EAS 210. L'ETS 220 est prévu pour absorber et refroidir la chaleur générée dans la cuve de réacteur 122 de l'ERS 110 et pour transférer la chaleur absorbée vers l'extérieur et dissiper la chaleur. La dissipation de la chaleur peut être effectuée à travers une paroi extérieure d'un espace de refroidissement 200.
Dans ce cas, l'ERS 110 peut être installé dans un premier espace 100, et l'EAS 210 et l'ETS 220 peuvent être installés dans l'espace de refroidissement 200.
Le premier espace 100 et l'espace de refroidissement 200 peuvent être séparés l'un de l'autre, et leurs parois extérieures peuvent être en béton ou en métal afin de résister aux explosions.
En outre, le premier espace 100, incluant l'ERS 110, peut être installé sur la terre L, comme sous terre ou dans le sol, et l'espace de refroidissement 200 peut être installé dans l'eau, comme dans la mer S ou dans une rivière, ou installé à côté de l'eau. Bien entendu, la présente invention ne se limite pas à cela, et le premier espace 100 et l'espace de refroidissement 200 peuvent être installés en divers endroits, par exemple sur un moyen de transport tel qu'un navire ou autre.
Dans ce cas, l'ETS 220 peut être installé pour être en contact avec une paroi extérieure de l'espace de refroidissement 200 et peut être prévu pour transférer la chaleur absorbée par transfert de chaleur à l'eau présente à l'extérieur de l'espace de refroidissement 200 et dissiper la chaleur.
En parallèle, un premier circuit de refroidissement 130 peut être prévu. Le premier circuit de refroidissement 130 est un composant qui transfère la chaleur de la cuve de réacteur122 à l’ETS 220 et peut inclure un premier échangeur de chaleur 132 qui absorbe la chaleur de la cuve de réacteur 122, un deuxième échangeur de chaleur 134 qui dissipe la chaleur absorbée, et un tuyau 136 qui guide un milieu d'absorption de chaleur circulant à travers le premier échangeur de chaleur 132 et le deuxième échangeur de chaleur 134 dans le premier échangeur de chaleur 132 et la cuve de réacteur 122 de manière à être mis en circulation. Dans ce cas, le premier échangeur de chaleur 132 peut être situé dans la cuve de réacteur 122. Dans ce cas, comme milieu d'absorption de la chaleur, des matériaux de divers composants peuvent être utilisés, et un exemple représentatif du milieu d'absorption de la chaleur peut être l'eau.
Dans ce cas, le premier échangeur de chaleur 132 du premier circuit de refroidissement130 peut être le générateur de vapeur du système d'entraînement du réacteur nucléaire 120 décrit ci-dessus ou peut être un composant séparé du générateur de vapeur. En d'autres termes, lorsque le premier échangeur de chaleur 132 est le générateur de vapeur du système d'entraînement du réacteur nucléaire 120, le tuyau 136 du premier circuit de refroidissement 130 peut être prévu pour se brancher ou se joindre à n'importe quel point d'un tuyau du circuit d'entraînement du système d'entraînement du réacteur nucléaire 120.
En outre, l'ERS 110 et l'EAS 210 peuvent communiquer entre eux de manière à transférer la pression. À cette fin, un tuyau d'équilibrage de pression 214 qui transfère la pression de l'ERS 110 à l'EAS 210 peut être formé pour traverser le premier espace 100 et l'espace de refroidissement 200. Dans ce cas, une extrémité du côté de l'espace de refroidissement200 du tuyau d'équilibrage de pression 214 peut être située dans l'EAS210. En outre, le tuyau d'équilibrage de la pression 214 peut être formé par un pliage en forme de U inversé de sorte que l'eau de refroidissement de l'EAS 210 ne reflue pas à travers le tuyau d'équilibrage de la pression 214 vers le premier espace 100, et une extrémité supérieure de la partie pliée peut être située à un niveau plus élevé qu'une extrémité du côté supérieur de l'EAS 210.
Par conséquent, lorsque la pression dans l'ERS 110 augmente par le tuyau d'équilibrage de pression 214, la pression accrue peut être transférée à l'EAS 210. En d'autres termes, lorsque la cuve du réacteur 122 est surchauffée de sorte que la température dans l'ERS110 augmente, la pression dans l'ERS 110 peut également augmenter en raison de la température accrue, et la pression accrue peut être transférée à l'EAS 210 par le tuyau d'équilibrage de pression 214 afin que l'eau de refroidissement contenue dans l'EAS 210 puisse être pressurisée.
En outre, un tuyau de pulvérisation de liquide de refroidissement 228 peut être fourni. Le tuyau de pulvérisation de liquide de refroidissement 228 peut être fourni pour guider l'eau de refroidissement dans l'EAS 210 pressurisée par le tuyau d'équilibrage de pression 214 vers l'ETS 220.
En parallèle, l'ETS 220 peut inclure une chambre de refroidissement à pression de vapeur saturante 222 et une chambre de référence à pression atmosphérique 224.
La chambre de refroidissement à pression de vapeur saturante 222 peut être formée pour être reliée à un intérieur de la paroi extérieure de l'espace de refroidissement 200, et l'eau de refroidissement peut y être logée. En outre, le deuxième échangeur de chaleur 134 du premier circuit de refroidissement 130 peut être situé à l'intérieur de la chambre de refroidissement à pression de vapeur saturante 222, et une extrémité côté pulvérisation du tuyau de pulvérisation de liquide de refroidissement 228 peut être prévue pour pulvériser l'eau de refroidissement sur le deuxième échangeur de chaleur 134.
En outre, la chambre à pression atmosphérique de référence 224 peut être prévue en dessous de la chambre de refroidissement à pression de vapeur saturante 222, peut communiquer avec un côté inférieur de la chambre de refroidissement à pression de vapeur saturante 222 à un côté inférieur de celle-ci, et peut être remplie d'air pour obtenir un équilibre de pression avec l'eau de refroidissement dans la chambre de refroidissement à pression de vapeur saturante 222. L'étanchéité à l'air peut être obtenue de telle sorte que l'air à l'intérieur de la chambre de référence à pression atmosphérique 224 ne fuit pas vers l'extérieur. C'est-à-dire que l'eau de refroidissement dans la chambre de refroidissement à pression de vapeur saturante 222 est soutenue par une pression de l'air à l'intérieur de la chambre à pression atmosphérique de référence 224.
Par conséquent, lorsque la pression dans la chambre de refroidissement à pression de vapeur saturante 222 augmente, l'eau de refroidissement peut être introduite dans la chambre à pression atmosphérique de référence 224, et lorsque la pression dans la chambre de refroidissement à pression de vapeur saturante 222 diminue, un niveau d'eau de l'eau de refroidissement dans la chambre à pression atmosphérique de référence 224 peut être modifié en fonction de la pression dans la chambre de refroidissement à pression de vapeur saturante 222, par exemple, en fonction du fait que l'eau de refroidissement dans la chambre à pression atmosphérique de référence 224 est poussée vers la chambre de refroidissement à pression de vapeur saturante 222 et similaire.
En outre, l’ETS 220 peut inclure une paroi de séparation à pression atmosphérique de référence 226. La paroi de séparation à pression atmosphérique de référence 226 peut séparer la chambre de refroidissement à pression de vapeur saturante 222 de la chambre à pression atmosphérique de référence 224 et peut être prévue de telle sorte que la chambre de refroidissement à pression de vapeur saturante 222 communique avec la chambre à pression atmosphérique de référence 224 sur les côtés inférieurs de la chambre de refroidissement à pression de vapeur saturante 222 et de la chambre à pression atmosphérique de référence 224.
En attendant, lorsqu'un intérieur de la chambre de refroidissement à pression de vapeur saturante 222 est entièrement rempli d'eau de refroidissement, la chambre de refroidissement à pression de vapeur saturante 222 peut être formée de manière à avoir une hauteur aussi élevée que possible lorsqu'une cavité n'est pas générée en raison de la pression de l'air à son extrémité supérieure. Par conséquent, lorsque la température de l'eau de refroidissement dans la chambre de refroidissement à pression de vapeur saturante 222 augmente, l'eau de refroidissement dans la chambre de refroidissement à pression de vapeur saturante 222 peut être plus facilement vaporisée à l'extrémité supérieure de la chambre de refroidissement à pression de vapeur saturante 222.
En outre, le deuxième échangeur de chaleur 134 du premier circuit de refroidissement130 peut être prévu à proximité de l'extrémité supérieure de la chambre de refroidissement à pression de vapeur saturante 222. Par conséquent, l'eau de refroidissement dans la chambre de refroidissement à pression de vapeur saturante 222 chauffée par le second échangeur de chaleur 134 du premier circuit de refroidissement 130 peut être facilement vaporisée à l'extrémité supérieure de la chambre de refroidissement à pression de vapeur saturante 222.
En outre, un deuxième circuit de refroidissement 230 peut être prévu.
Le deuxième circuit de refroidissement 230 peut être prévu dans l’ETS 220 et peut rejeter la chaleur de l’ETS 220 dans l'eau de mer, l'eau de rivière ou l'atmosphère à l'extérieur de l’espace de refroidissement 200.
Le deuxième circuit de refroidissement 230 peut comprendre un troisième échangeur de chaleur 232 qui réabsorbe la chaleur absorbée par l'eau de refroidissement qui est pulvérisée sur le deuxième échangeur de chaleur 134 à partir du conduit de pulvérisation de fluide de refroidissement 228.
Le deuxième échangeur de chaleur 134, la conduite de pulvérisation du liquide de refroidissement 228 et le troisième échangeur de chaleur 232 peuvent être installés dans la chambre de refroidissement à pression de vapeur saturante 222.
Comme décrit ci-dessus, normalement, un côté intérieur de la chambre de refroidissement à pression de vapeur saturante 222 est entièrement rempli d'eau de refroidissement, alors que comme illustré à la , lorsque la température de l'eau de refroidissement augmente, l'eau de refroidissement peut être vaporisée à partir de l'extrémité supérieure de la chambre de refroidissement à pression de vapeur saturante 222 de sorte qu'une cavité peut être formée, et par conséquent, le deuxième échangeur de chaleur 134, le tuyau de pulvérisation de liquide de refroidissement 228, et le troisième échangeur de chaleur 232 peuvent être exposés à la cavité. Dans ce cas, la cavité autour du deuxième échangeur de chaleur, du tuyau de pulvérisation du liquide de refroidissement 228 et du troisième échangeur de chaleur 232 peut être à l'état de pression de vapeur saturante.
Dans ce cas, comme l'illustre la , lorsque l'eau de refroidissement est pulvérisée sur le deuxième échangeur de chaleur 134 à partir du tuyau de pulvérisation de liquide de refroidissement 228 à l'état d'égouttement, la chaleur est absorbée par le deuxième échangeur de chaleur 134 de sorte que l'eau de refroidissement pulvérisée est vaporisée en vapeur d'eau. La vapeur d'eau peut être à nouveau condensée en eau par la chaleur absorbée par le troisième échangeur de chaleur 232 adjacent à celui-ci et refroidie.
Par conséquent, la chaleur est absorbée ou dissipée par la chaleur de vaporisation dans laquelle l'eau est vaporisée et la chaleur de condensation dans laquelle la vapeur d'eau est condensée en eau. Le phénomène de transfert de chaleur provoqué par la vaporisation et la condensation de l'eau de refroidissement, tel que décrit ci-dessus, est appelé mécanisme de transfert de chaleur à deux phases.
Le mécanisme de transfert de chaleur à deux phases est évalué comme ayant un taux de transfert de chaleur élevé d'environ 20 fois ou plus que celui de la méthode de piscine en ébullition décrite ci-dessus.
En outre, le deuxième circuit de refroidissement 230 peut également comprendre un quatrième échangeur de chaleur 234. Le quatrième échangeur de chaleur 234 peut être prévu dans l'EAS 210 et peut servir à refroidir l'eau de refroidissement dans l'EAS 210.
Par conséquent, le deuxième circuit de refroidissement 230 peut refroidir l'ETS 220 et également refroidir l'eau de refroidissement de l'EAS 210.
Dans ce cas, le troisième échangeur de chaleur 232 peut être installé au-dessus du deuxième circuit de refroidissement 230, et le quatrième échangeur de chaleur 234 peut être installé à un niveau relativement inférieur à celui du troisième échangeur de chaleur232.
Étant donné que la chaleur absorbée par le troisième échangeur de chaleur 232 est supérieure à celle absorbée par le quatrième échangeur de chaleur 234, l'eau peut naturellement s'écouler du quatrième échangeur de chaleur 234 vers le troisième échangeur de chaleur 232 situé au-dessus du deuxième circuit de refroidissement 230. En conséquence, l'eau peut être introduite à partir d'un côté inférieur du quatrième échangeur de chaleur 234, et l'eau chauffée par l'absorption de la chaleur peut être évacuée vers un côté supérieur du troisième échangeur de chaleur 232.
Les deux extrémités du deuxième circuit de refroidissement 230, c'est-à-dire une entrée236 dans laquelle l'eau est introduite et une sortie 238 d'où l'eau est introduite, peuvent communiquer avec l'eau à l'extérieur de l'espace de refroidissement 200. Par conséquent, l'eau dans le deuxième circuit de refroidissement 230 peut circuler par convection naturelle sans nécessairement avoir une pompe séparée ou autre. Dans ce cas, l'entrée 236 est prévue en-dessous du quatrième échangeur de chaleur 234, et la sortie 238 peut être prévue au-dessus du troisième échangeur de chaleur 232.
En outre, un tuyau d'injection de liquide de refroidissement 242 et un tuyau d'injection ouvrant ou fermant la vanne 244 peuvent être prévus.
Le tuyau d'injection de liquide de refroidissement242 peut être un tuyau formé pour traverser le premier espace 100 et l'espace de refroidissement 200 de telle sorte que l'eau de refroidissement dans la chambre à pression atmosphérique de référence 224 soit introduite dans l'ERS 110. En outre, la vanne d'ouverture ou de fermeture du tuyau d'injection 244 peut être prévue pour ouvrir ou fermer de manière sélective le tuyau d'injection de liquide de refroidissement 242.
Normalement, la vanne d'ouverture ou de fermeture du tuyau d'injection 244 est fermée, et lorsque la température ou la pression dans la cuve de réacteur 122 ou dans l’ERS 110 augmente de manière excessive, lorsque le niveau de l'eau de refroidissement dans la chambre à pression atmosphérique de référence 224 est excessivement élevé, ou lorsqu'aucune cavité ne se forme dans la chambre de refroidissement à pression de vapeur saturante 222, la vanne d'ouverture ou de fermeture du tuyau d'injection 244 peut être ouverte.
Lorsque la vanne d'ouverture ou de fermeture du tuyau d'injection 244 est ouverte, l'eau de refroidissement de la chambre à pression atmosphérique de référence 224 peut s'écouler dans l’ERS 110, et une partie de la partie inférieure de la cuve du réacteur 122 peut être immergée dans l'eau de refroidissement, comme illustré à la , afin que la cuve du réacteur 122 puisse être refroidie.
Le tuyau d'injection ouvrant ou fermant la vanne 244 peut être refermé après un certain débit d'eau de refroidissement. Bien entendu, la présente invention ne s'y limite pas, et la vanne 244 d'ouverture ou de fermeture du tuyau d'injection peut être ouverte lorsque la pression dans l'ERS 110 augmente jusqu'à une pression préréglée ou supérieure en fonction de la pression appliquée à la vanne 244 d'ouverture ou de fermeture du tuyau d'injection, et la vanne 244 d'ouverture ou de fermeture du tuyau d'injection peut être fermée lorsque la pression dans l'ERS 110 n'atteint pas la pression préréglée. En outre, la vanne d'ouverture ou de fermeture 244 du tuyau d'injection peut être prévue pour s'ouvrir lorsque la température dans l'ERS 110 est supérieure à une température préréglée et pour se fermer lorsque la température dans l'ERS 110 est inférieure à la température préréglée.
En outre, comme l'illustre la , une vanne d'entrée de circulation 126 peut être prévue à un endroit arbitraire de la partie inférieure de la cuve du réacteur 122. L'eau de refroidissement s'écoulant dans l'ERS 110 par la vanne d'entrée de circulation 126 peut être introduite dans la cuve du réacteur 122 pour refroidir directement le cœur du réacteur124.
En outre, une vanne de décharge de circulation 128 peut être prévue au-dessus de la cuve du réacteur 122 afin que l'eau de refroidissement vaporisée par la chaleur du cœur du réacteur 124 puisse être déchargée dans l'ERS 110.
En attendant, le premier circuit de refroidissement 130 peut en outre inclure une vanne de décharge de vapeur 138 qui décharge sélectivement la vapeur d'eau du premier circuit de refroidissement 130 dans l'ERS 110 afin d'augmenter la pression dans l'ERS 110. Il est donc possible d'ajuster artificiellement un moment où la pression dans l'ERS 110 augmente. Par exemple, lorsqu'un refroidissement à l'aide du mécanisme de transfert de chaleur à deux phases est nécessaire avant que la pression dans l'ERS 110 augmente, la vanne de décharge de vapeur 138 peut être ouverte pour augmenter directement la pression dans l'ERS 110 et ainsi le refroidissement à l'aide du mécanisme de transfert de chaleur à deux phases décrit ci-dessus peut être mis en circulation.
En attendant, le système de refroidissement passif infini d'un réacteur nucléaire, selon la présente version, peut en outre comprendre un module de refroidissement de la paroi extérieure 250, comme illustré dans les figures 2 et 5.
Le module de refroidissement de la paroi extérieure 250 est un composant qui refroidit la paroi extérieure de l'espace de refroidissement 200 à l'aide d'eau ou d'air en appliquant une pression de la vapeur d'eau dans l'ERS 110.
Le module de refroidissement de la paroi extérieure 250 peut comprendre un tuyau d'entrée de pression 251, une turbine 253, un ventilateur de refroidissement 255, une soupape de décharge 257 et une ailette de refroidissement 259.
Le tuyau d'entrée de pression 251 est un composant auquel est appliquée la pression de la vapeur d'eau dans l'ERS 110. Une extrémité du tuyau d'entrée de pression 251 peut être située dans l'ERS 110, et l'autre extrémité du tuyau d'entrée de pression 251 peut être située dans l'ETS 220 ayant une pression différente de la pression dans l'ERS 110. Dans ce cas, comme la chambre de refroidissement à pression de vapeur saturante 222 de l'ERS110 est entièrement remplie d'eau de refroidissement, la chambre de refroidissement à pression de vapeur saturante 222 de l'ERS 110 peut être séparée de l'ERS 110 en raison de la pression, et l'autre extrémité du tuyau d'entrée de pression 251 peut être située dans la chambre de pression atmosphérique de référence 224 dans laquelle l'air est présent.
En outre, la soupape de décharge de pression 257 peut être prévue dans le tuyau d'entrée de pression 251, et lorsqu'une pression supérieure à une pression préréglée est appliquée au tuyau d'entrée de pression 251, la soupape de décharge de pression 257 peut être ouverte afin que le tuyau d'entrée de pression 251 puisse être ouvert. Bien entendu, lorsqu'une pression inférieure à la pression prédéfinie est appliquée au tuyau d'entrée de pression 251, la soupape de décharge de pression 257 peut être fermée.
La turbine 253 est prévue pour tourner à la pression d'un gaz à haute pression circulant dans le tuyau d'entrée de pression 251. Comme l'autre extrémité du tuyau d'entrée de pression 251 est située dans la chambre à pression atmosphérique de référence 224, la turbine 253 peut également être située dans la chambre à pression atmosphérique de référence 224.
En outre, le gaz utilisé pour faire tourner la turbine 253 peut être condensé en étant immergé dans l'eau de refroidissement de la chambre à pression atmosphérique de référence 224 et peut être réduit en eau de refroidissement. En général, lorsqu'un gaz est condensé en eau, un volume de gaz est considérablement réduit, et l'effet sur la pression dans la chambre de pression atmosphérique de référence 224 peut donc être négligeable.
Le ventilateur de refroidissement 255 peut être installé à une extrémité supérieure extérieure de l'espace de refroidissement 200 et être mis en rotation par une force de rotation de la turbine 253. Le ventilateur de refroidissement 255 peut être fourni de manière à être relié mécaniquement à la turbine 253 pour recevoir la force de rotation ou à être entraîné en rotation par la puissance générée par la turbine 253.
Le ventilateur de refroidissement 255 peut être fourni pour générer un flux forcé traversant la paroi extérieure de l'espace de refroidissement 200 dans l'eau de la paroi extérieure de l'espace de refroidissement 200 et pour refroidir la paroi extérieure de l'espace de refroidissement 200. Dans ce cas, le ventilateur de refroidissement 255 peut être prévu pour générer un flux d'eau s'écoulant vers le haut à partir du fond de l'espace de refroidissement 200.
Par conséquent, l'eau chauffée par l'absorption de la chaleur de la paroi extérieure peut être évacuée vers le haut plus rapidement, et l'eau à basse température présente dans la partie inférieure peut être introduite dans la paroi extérieure de l'espace de refroidissement200.
En outre, une ou plusieurs ailettes de refroidissement 259 peuvent être installées sur la paroi extérieure de l'espace de refroidissement 200. Les ailettes de refroidissement 259 décrites ci-dessus peuvent être prévues pour être formées parallèlement à l'écoulement de l'eau générée par le ventilateur de refroidissement 255 afin de ne pas interférer avec l'écoulement de l'eau.
Comme décrit ci-dessus, étant donné que la chambre de refroidissement à pression de vapeur saturante 222 dans laquelle le transfert de chaleur se produit en raison du mécanisme de transfert de chaleur à deux phases est disposée pour être en contact avec le côté intérieur de la paroi extérieure de l'espace de refroidissement 200, la chaleur dans la chambre de refroidissement à pression de vapeur saturante 222 peut être conduite à travers la paroi extérieure de l'espace de refroidissement 200 et la chaleur conduite peut être refroidie par l'écoulement de l'eau s'écoulant le long de la paroi extérieure de l'espace de refroidissement 200 et des surfaces des ailettes de refroidissement 259.
En outre, comme décrit ci-dessus, l'entrée 236 et la sortie 238 du deuxième circuit de refroidissement 230 peuvent être formées de manière à être ouvertes vers l'extérieur de l'espace de refroidissement 200 et à communiquer avec l'eau présente à l'extérieur de l'espace de refroidissement 200. Dans ce cas, la sortie 238 du deuxième circuit de refroidissement 230 peut être placée sous le ventilateur de refroidissement 255. Par conséquent, en raison de l'eau circulant dans le ventilateur de refroidissement 255, une pression négative peut se former dans la sortie 238 du deuxième circuit de refroidissement230 et l'eau dans le deuxième circuit de refroidissement 230 peut donc s'écouler sans problème.
En attendant, il existe différents types d'accidents de réacteur nucléaire, et lorsque la cuve du réacteur 122 est endommagée par un accident de réacteur nucléaire, quel qu'il soit, le liquide de refroidissement ou l'eau de refroidissement présent à l'intérieur de la cuve du réacteur 122 fuit complètement vers l'extérieur de la cuve du réacteur 122, ce qui fait que la chaleur de désintégration du cœur du réacteur 124 n'est pas évacuée et que la température du cœur du réacteur 124 augmente continuellement pour finir par faire fondre le cœur du réacteur 124, et donc que la partie inférieure de la cuve du réacteur 122 est fondue à cause de la chaleur, comme illustré dans les figures 6 (a) et 6 (b). Comme l'illustre la (c), la fusion, par laquelle la matière fondue du cœur du réacteur 124 s'écoule vers la partie inférieure de la cuve du réacteur 122, peut se produire, ce qui est traité comme un accident grave très dangereux et critique parmi les accidents de réacteur nucléaire.
Afin d'empêcher une telle fusion, divers systèmes et dispositifs de sécurité sont installés. Toutefois, lorsqu'une action appropriée n'est pas prise en raison d'une défaillance ou d'un dysfonctionnement de certains de ces dispositifs, de l'absence ou d'une erreur de l'opérateur, il existe un risque que des accidents graves se produisent.
Afin de prévenir le risque susmentionné, comme illustré dans les figures 7 et 8, en cas d'urgence où la température dans la cuve du réacteur 122 augmente rapidement en raison de la fusion du cœur du réacteur 124, de sorte qu'il y a lieu de craindre une fusion et des dommages de la cuve du réacteur 122, une conduite d'alimentation en eau de refroidissement 261 et un corps en alliage fondu à basse température 263 peuvent être prévus pour que la cuve du réacteur 122 soit refroidie en réagissant directement à l'augmentation de la température dans la cuve du réacteur 122 et que la fusion puisse être évitée.
Le tuyau d'alimentation en eau de refroidissement 261 peut guider l'eau de refroidissement de l'EAS 210 vers le côté inférieur de la cuve du réacteur 122 de l'ERS110. À cette fin, le tuyau d'alimentation en eau de refroidissement 261 peut être prévu pour traverser le premier espace 100 et l'espace de refroidissement 200. Une extrémité du tuyau d'alimentation en eau de refroidissement 261 peut être située dans l'ERS 110, et l'autre extrémité du tuyau d'alimentation en eau de refroidissement 261 peut être située dans l'EAS 210. Dans ce cas, l'autre extrémité du tuyau d'alimentation en eau de refroidissement 261 située dans l'EAS 210 peut être formée à un niveau supérieur à celui d'une extrémité de l'ERS 110 et à condition que l'eau de refroidissement s'écoule par gravité.
Le corps en alliage fondu à basse température 263 peut être un composant, qui est prévu à une extrémité du côté ERS 110 du tuyau d'alimentation en eau de refroidissement 261, qui bloque habituellement le tuyau d'alimentation en eau de refroidissement 261 pour bloquer l'écoulement de l'eau de refroidissement et ouvre le tuyau d'alimentation en eau de refroidissement 261 en étant fondu par la chaleur transférée depuis la cuve du réacteur122 lorsque la cuve du réacteur 122 est surchauffée.
Dans ce cas, la conduite d'alimentation en eau de refroidissement 261, dans laquelle le corps en alliage fondu à basse température 263 est prévu, peut être installée pour être en contact avec la cuve du réacteur 122 ou pour être très proche de la cuve du réacteur 122. Cela permet de mieux recevoir la chaleur dans la cuve du réacteur 122.
En outre, dans la conduite d'alimentation en eau de refroidissement 261, il est possible de former une conduite anti-retour de fluide à haute température 265 qui empêche l'eau de refroidissement à haute température de la conduite d'alimentation en eau de refroidissement 261 chauffée par la cuve du réacteur 122 de refluer dans l'EAS 210.
Le tuyau de prévention du reflux de fluide à haute température 265 peut être formé en forme de U inversé courbé vers le haut à partir d'un point espacé de l'extrémité du tuyau d'alimentation en eau de refroidissement 261 dans lequel est prévu le corps en alliage fondu à basse température 263. C'est-à-dire qu'une extrémité supérieure du tuyau anti-refoulement de fluide à haute température 265 est formée à un endroit plus élevé que l'extrémité du côté EAS 210 du tuyau d'alimentation en eau de refroidissement 261.
Comme l'extrémité de la conduite d'alimentation en eau de refroidissement 261 est en contact avec la cuve du réacteur 122, la chaleur dans la cuve du réacteur 122 peut être conduite, de sorte que l'eau de refroidissement présente à l'intérieur de l'extrémité de la conduite d'alimentation en eau de refroidissement 261 peut être chauffée par la chaleur dans la cuve du réacteur 122. Lorsque l'eau de refroidissement à haute température est introduite dans l'EAS 210, l'eau de refroidissement à haute température peut nuire à la performance de refroidissement globale, et c'est pourquoi la conduite anti-refoulement de fluide à haute température 265 est prévue pour empêcher l'eau de refroidissement chauffée à haute température d'être introduite dans l'EAS 210.
En outre, un corps lesté 267 peut être fourni dans une partie terminale du corps 263 en alliage fondu à basse température. Cela permet de séparer le corps en alliage fondu à basse température 263 de la conduite d'alimentation en eau de refroidissement 261 par un poids du corps lesté 267 lorsque le corps en alliage fondu à basse température 263 est fondu.
Lorsque le fluide de refroidissement de la cuve du réacteur 122 fuit complètement, la température de la paroi extérieure de la cuve du réacteur 122 augmente rapidement en raison de l'accumulation de la chaleur de désintégration du cœur du réacteur 124 et augmente continuellement au-delà d'une température maximale de gestion de la sécurité, par exemple 350 °C.
En général, la cuve du réacteur 122 commence à fondre à environ 1500 °C. Compte tenu de la température maximale de la gestion de la sécurité et de la température de fusion dans la cuve du réacteur 122, lorsque l'eau de refroidissement est fournie dans une plage d'environ 350 °C à 600 °C, la fusion causée par la surchauffe de la cuve du réacteur 122 peut être évitée de manière fiable.
Par conséquent, le corps en alliage fondu à basse température 263 peut être constitué d'un alliage fondu à basse température ayant un point de fusion compris entre 350 °C et 600°C. En vue d'améliorer la sécurité, le point de fusion de l'alliage est de préférence d'environ 400 °C.
Toutefois, la plage de température décrite ci-dessus est une valeur fixée arbitrairement en considération de la sécurité et peut être n'importe quelle valeur tant qu'elle dépasse la plage de température normale de la cuve du réacteur 122 dans un état de fonctionnement normal du réacteur nucléaire.
L'alliage fondu à basse température ayant le point de fusion dans la plage de température décrite ci-dessus peut être fabriqué en combinant de manière appropriée des métaux ayant un faible point de fusion, tels que l'aluminium (Al), le magnésium (Mg), l'antimoine (Sb), le zinc (Zn), le plomb (Pb), le cadmium (Cd), le bismuth (Bi), l'étain (Sn) et autres.
En outre, le corps lesté 267 (70) a de préférence un poids élevé sans être affecté par l'augmentation de la température dans la cuve du réacteur 122 (20), et peut par exemple être fabriqué en acier. Bien entendu, la présente invention ne se limite pas à cela, et le corps lesté 267 peut être fait d'une pierre ou d'un matériau céramique.
Par conséquent, comme l'illustre la , lorsque la cuve du réacteur 122 est surchauffée, le corps en alliage fondu à basse température 263 peut être fondu en raison de la surchauffe et le corps en alliage fondu à basse température 263 peut tomber en raison de son propre poids avec le corps lesté 267.
Comme le corps en alliage fondu à basse température 263 qui protège la conduite d'alimentation en eau de refroidissement 261 est retiré, la conduite d'alimentation en eau de refroidissement 261 peut être ouverte pour que l'eau de refroidissement de l'EAS 210 puisse être introduite dans la partie inférieure de la cuve du réacteur 122 de l'ERS 110, une partie de la partie inférieure de la cuve du réacteur 122 peut être immergée dans l'eau de refroidissement introduite pour que le refroidissement soit effectué, et ainsi la fusion de la cuve du réacteur 122 peut être évitée.
Alternativement, afin de retirer de manière plus fiable le corps en alliage fondu à basse température 263 lorsque le corps en alliage fondu à basse température 263 est fondu, comme illustré à la , une bielle 268 peut être formée pour faire saillie depuis une paroi latérale intérieure du corps lesté 267 et une plaque d'engagement 269 ayant un diamètre élargi peut être formée dans une partie d'extrémité de la bielle 268.
La bielle 268 passe à travers le corps en alliage fondu à basse température 263, et la plaque d'engagement 269 est formée de manière à croiser une surface latérale à l'intérieur d'une sortie du corps en alliage fondu à basse température 263.
Lorsque la structure décrite ci-dessus est appliquée, le corps en alliage fondu à basse température 263 est fondu de sorte que la plaque d'engagement 269 peut retirer une plus grande quantité de matériau fondu du corps en alliage fondu à basse température 263 de la conduite d'alimentation en eau de refroidissement 261 lorsque le corps lesté 267 tombe sous l'effet de son propre poids, et ainsi l'état ouvert peut être amélioré et une plus grande quantité d'eau à basse température peut être fournie plus rapidement.
Ci-après, un mode de réalisation d'une méthode de fonctionnement du système de refroidissement passif infini d'un réacteur nucléaire décrite ci-dessus sera décrit en référence à la .
Le système de refroidissement passif infini d'un réacteur nucléaire selon le présent mode de réalisation peut comprendre une opération d'augmentation de la pression S110, une opération de cavitation S120, une opération de transfert de pression S130, une opération de pulvérisation d'eau de refroidissement S140 et une opération de refroidissement par transfert de chaleur en deux phases S150, comme illustré à la .
Premièrement, lorsque le réacteur nucléaire est en fonctionnement normal, toute la chaleur générée dans le cœur du réacteur 124 est utilisée pour produire de l'énergie par le biais d'un système d'entraînement du réacteur nucléaire 120. Dans ce cas, un système de sécurité du réacteur nucléaire, tel qu'un EAS 210 ou un ETS 220, n'est pas utilisé, et l'ensemble de l'EAS 210 et une chambre de refroidissement à pression de vapeur saturante222 peuvent maintenir un état de remplissage d'eau de refroidissement, comme illustré sur la .
En attendant, lorsque le réacteur nucléaire est anormalement surchauffé pour diverses raisons pendant le fonctionnement du réacteur nucléaire, le système de sécurité du réacteur nucléaire peut être activé.
Lorsque le système de sécurité du réacteur nucléaire est en fonctionnement, le système d'entraînement du réacteur nucléaire 120 peut être arrêté, et toute la chaleur générée dans le cœur du réacteur 124 peut être évacuée par un premier circuit de refroidissement 130.
Lorsque le réacteur nucléaire est anormalement surchauffé, le processus peut entrer dans l'opération d'augmentation de pression S110. L'opération d'augmentation de pressionS110 est une opération dans laquelle une température dans l'ERS 110 augmente de sorte qu'une pression dans le premier espace 100 augmente. L'ERS 110 est entièrement rempli d'un gaz tel que l'air. Lorsque le cœur du réacteur 124 est surchauffé, la chaleur peut être transférée au gaz dans l'ERS 110 par l'intermédiaire d'une cuve de réacteur 122, et la pression du gaz dans l'ERS 110 chauffé peut augmenter en raison des célèbres lois de Boyle et Charles.
Entre-temps, comme décrit ci-dessus, la chaleur générée dans le cœur du réacteur 124 peut être évacuée par le premier circuit de refroidissement 130, entrant ainsi dans l'opération de cavitation S120.
Dans l'opération de cavitation S120, la chaleur dans la cuve du réacteur 122 peut être transférée à la chambre de refroidissement à pression de vapeur saturante 222 par un second échangeur de chaleur 134 du premier circuit de refroidissement 130, comme illustré sur la , et l'eau de refroidissement dans la chambre de refroidissement à pression de vapeur saturante 222 chauffée par le second échangeur de chaleur 134 peut être vaporisée de manière à générer une cavité. En conséquence, une partie ou la totalité du deuxième échangeur de chaleur 134 du premier circuit de refroidissement 130 et un troisième échangeur de chaleur 232 d'un deuxième circuit de refroidissement 230 peuvent être exposés au-dessus d'une surface d'eau.
Entre-temps, le processus peut entrer dans l'opération de transfert de pression S130 dans laquelle la pression dans l'ERS 110 augmentée dans l'opération d'augmentation de pression S110 est transférée à l'EAS 210.
Dans l'opération de transfert de pression S130, la pression dans l'ERS 110 peut être transférée à l'EAS 210 par une conduite d'équilibrage de pression 214.
La pression qui est transférée à l'EAS 210 par la conduite d'équilibrage de la pression 214 peut presser vers le bas l'eau de refroidissement de l'EAS 210 au niveau d'une partie supérieure, et ainsi le processus peut entrer dans l'opération de pulvérisation d'eau de refroidissement S140.
Dans l'opération de pulvérisation d'eau de refroidissement S140, l'eau de refroidissement pressurisée par la conduite d'équilibrage de pression 214 peut être amenée à la chambre de refroidissement à pression de vapeur saturante 222 par une conduite de pulvérisation de liquide de refroidissement 228 par la pression de l'eau de refroidissement et pulvérisée sur le deuxième échangeur de chaleur 134.
Pendant ce temps, lorsque l'eau de refroidissement est pulvérisée sur le deuxième échangeur de chaleur 134, l'opération de refroidissement par transfert de chaleur en deux phases S150 peut être effectuée.
Dans l'opération de refroidissement par transfert de chaleur à deux phases S150, comme illustré à la , l'eau de refroidissement pulvérisée par le tuyau de pulvérisation du liquide de refroidissement peut être vaporisée tout en absorbant la chaleur du deuxième échangeur de chaleur 134 sur une surface du deuxième échangeur de chaleur 134, et le refroidissement peut être effectué en utilisant un mécanisme de transfert de chaleur à deux phases dans lequel la vapeur d'eau autour du troisième échangeur de chaleur 232 est refroidie et condensée par le troisième échangeur de chaleur 232 et retourne sous forme d'eau. La chaleur absorbée par le troisième échangeur de chaleur 232 peut être évacuée à l'extérieur de l'espace de refroidissement 200 par le deuxième circuit de refroidissement.
En outre, comme la chambre de refroidissement à pression de vapeur saturante 222 est reliée à une paroi extérieure de l'espace de refroidissement 200, la dissipation de la chaleur peut être effectuée par transfert de chaleur à travers la paroi extérieure de l'espace de refroidissement 200.
Lorsque le réacteur nucléaire est encore surchauffé et que le refroidissement n'est pas obtenu de manière satisfaisante par la procédure décrite ci-dessus, le processus peut entrer dans une opération d'injection d'eau de refroidissement S160.
Lorsque la chaleur évacuée depuis le deuxième échangeur de chaleur 134 est augmentée, une cavité d'un côté supérieur de la chambre de refroidissement 222 à pression de vapeur saturante peut être augmentée, et la quantité d'eau de refroidissement introduite dans la chambre à pression atmosphérique de référence 224 peut être augmentée d'autant que la cavité.
En outre, lorsque l'eau de refroidissement pulvérisée par la conduite de pulvérisation de liquide de refroidissement sur la chambre de refroidissement à pression de vapeur saturante 222 s'accumule, la quantité d'eau de refroidissement introduite dans la chambre à pression atmosphérique de référence 224 à partir de la chambre de refroidissement à pression de vapeur saturante 222 peut être augmentée. Par conséquent, le niveau d'eau dans la chambre à pression atmosphérique de référence 224 peut être augmenté.
Dans une telle situation, comme l'illustre la , lorsque le réacteur nucléaire est encore surchauffé, la vanne d'ouverture ou de fermeture de la conduite d'injection 244 peut être ouverte et le processus peut entrer dans l'opération d'injection d'eau de refroidissement S160.
Comme décrit ci-dessus, la vanne d'ouverture ou de fermeture 244 du tuyau d'injection peut être ouverte lorsque la pression dans l'ERS 110 augmente jusqu'à une pression prédéfinie ou plus élevée en fonction de la pression appliquée à la vanne d'ouverture ou de fermeture 244 du tuyau d'injection, et la vanne d'ouverture ou de fermeture 244 du tuyau d'injection peut être fermée lorsque la pression dans l'ERS 110 n'atteint pas la pression prédéfinie. En outre, la vanne d'ouverture ou de fermeture 244 du tuyau d'injection peut être prévue pour être ouverte lorsque la température dans l'ERS 110 est supérieure à une température préréglée et pour être fermée lorsque la température dans l'ERS 110 est inférieure à la température préréglée.
Lors de l'opération d'injection d'eau de refroidissement S160, l'eau de refroidissement de la chambre à pression atmosphérique de référence 224 peut être injectée dans l'ERS 110 de manière à ce que la cuve du réacteur 122 puisse être directement refroidie par l'eau de refroidissement.
L'eau de refroidissement chauffée par la cuve du réacteur 122 peut être vaporisée pour augmenter la pression dans l'ERS 110 et la pression accrue peut être transférée à une conduite d'augmentation de pression, et ainsi l'opération de transfert de pression S130 décrite ci-dessus, l'opération de pulvérisation d'eau de refroidissement S140 et l'opération de refroidissement par transfert de chaleur en deux phases S150 peuvent être effectuées de manière répétée.
En outre, lorsque le niveau de l'eau de refroidissement dans la cuve du réacteur 122 est abaissé, l'eau de refroidissement qui s'écoule dans l'ERS 110 par la vanne d’entrée de circulation 126 peut être introduite dans la cuve du réacteur 122 pour refroidir directement le cœur du réacteur 124.
En outre, une vanne de décharge de circulation 128 peut être prévue au-dessus de la cuve du réacteur 122 afin que l'eau de refroidissement vaporisée par la chaleur du cœur du réacteur 124 puisse être déchargée dans l'ERS 110. En outre, lorsque la pression dans l'EAS 210 augmente jusqu'à une pression préréglée, une opération de rotation du ventilateur de refroidissement S170 peut être effectuée. Lorsque la pression dans l'EAS210 augmente jusqu'à la pression préréglée ou plus, une soupape de décharge de pression 257 est actionnée et le processus peut entrer dans l'opération de rotation du ventilateur de refroidissement S170.
La vanne de décharge de pression 257 peut être ouverte, la pression élevée de l'EAS 210 peut être appliquée à la conduite d'entrée de pression 251, une turbine 253 peut être mise en rotation par la pression, et un ventilateur de refroidissement 255 peut être mis en rotation par la force de rotation de la turbine 253.
Le ventilateur de refroidissement 255 est mis en rotation, et ainsi un flux est généré dans l'eau autour de l'espace de refroidissement 200, et la chaleur transférée à la paroi extérieure de l'espace de refroidissement 200 peut être plus facilement absorbée pour refroidir l'espace de refroidissement 200.
En attendant, lorsque la cuve du réacteur 122 est anormalement surchauffée, elle peut entrer dans une opération de prévention de la fusion S180.
Lorsque la cuve du réacteur 122 est anormalement surchauffée, un corps en alliage fondu à basse température 263 prévu dans un tuyau d'alimentation en eau de refroidissement261 est fondu de sorte que le tuyau d'alimentation en eau de refroidissement 261 est ouvert. Par conséquent, l'eau de refroidissement de l'EAS 210 peut être introduite dans la partie inférieure de la cuve du réacteur 122 de sorte qu'une partie de la cuve du réacteur 122 puisse être immergée dans l'eau de refroidissement, et la cuve du réacteur 122 peut être directement refroidie par l'eau de refroidissement, ce qui permet d'éviter la fusion.
En attendant, lorsque le système de sécurité d'un réacteur nucléaire doit être mis en œuvre d'urgence avant que la pression dans l'ERS 110 n'augmente, une opération de dégagement de vapeur, au cours de laquelle la pression dans l'ERS 110 est directement augmentée, peut être effectuée en ouvrant la vanne de dégagement de vapeur 138.
Lorsque la soupape de décharge de vapeur 138 est ouverte lors de l'opération de libération de la vapeur, l'opération d'augmentation de la pression S110, l'opération de cavitationS120, l'opération de transfert de pression S130, l'opération de pulvérisation d'eau de refroidissement S140 et l'opération de refroidissement par transfert de chaleur en deux phases S150 décrites ci-dessus peuvent être effectuées séquentiellement ou simultanément.
Par conséquent, le système de refroidissement passif infini pour un réacteur nucléaire décrit ci-dessus peut être exploité sans contrôle séparé de l'opérateur, le système de sécurité du réacteur nucléaire peut être exploité par la chaleur générée dans le réacteur nucléaire et par l'augmentation de pression due à la chaleur sans alimentation en énergie séparée, et une opération de circulation infinie peut être effectuée jusqu'à ce que la pression dans le réacteur nucléaire soit abaissée sans supplément d'eau de refroidissement, et ainsi la sécurité du réacteur nucléaire peut être encore améliorée.
Selon le système de refroidissement passif infini d'un réacteur nucléaire et la méthode de fonctionnement de celui-ci, les effets suivants sont obtenus.
Premièrement, comme la circulation de l'eau de refroidissement peut se produire naturellement en raison de la chaleur générée dans un réacteur nucléaire et d'une pression, aucune opération séparée d'un opérateur ne peut être requise et l'alimentation en énergie externe peut être minimisée. Par conséquent, même lorsque l'absence de l'opérateur se produit en raison d'une évacuation ou d'une blessure, ou même lorsque l'alimentation en énergie d'un système de refroidissement est bloquée, le système de refroidissement peut fonctionner de manière autonome, ce qui améliore la sécurité.
Deuxièmement, en utilisant un mécanisme de transfert de chaleur à deux phases au lieu d'une méthode de piscine en ébullition, le taux de transfert de chaleur peut être considérablement amélioré, ce qui renforce la sécurité.
Troisièmement, en installant une chambre de refroidissement à pression de vapeur saturante d'un ETS, dans laquelle un mécanisme de transfert de chaleur à deux phases est réalisé, à côté d'une paroi extérieure d'un espace de refroidissement, la chaleur dans la chambre de refroidissement à pression de vapeur saturante peut être conduite à l'extérieur de l'espace de refroidissement à travers la paroi extérieure de l'espace de refroidissement, améliorant ainsi l'efficacité du refroidissement.
Quatrièmement, non seulement l’ETS mais aussi l'eau de refroidissement de l’EAS peuvent être refroidies par un second circuit de refroidissement qui refroidit l'eau de refroidissement, et ainsi la chaleur peut être dissipée plus facilement.
Cinquièmement, en fournissant un module de refroidissement de la paroi extérieure qui refroidit la paroi extérieure de l'espace de refroidissement en utilisant la pression dans l’ERS, la conduction de la chaleur par la paroi extérieure de l'espace de refroidissement peut être plus activée et le refroidissement peut donc être effectué plus efficacement.
Sixièmement, lorsque la cuve du réacteur est anormalement surchauffée, un tuyau d'alimentation en eau de refroidissement et un corps en alliage fondu à basse température peuvent être fournis pour refroidir la cuve du réacteur, et ainsi empêcher la fusion de la cuve du réacteur et l'échappement du matériau fondu du cœur du réacteur.
Les effets de la présente invention ne sont pas limités aux effets décrits ci-dessus et d'autres effets non mentionnés peuvent être clairement compris par l’homme du métier à partir de la description des revendications.
Les exemples de modes de réalisation selon la présente invention ont été décrits, et le fait que la présente invention peut être réalisée sous d'autres formes spécifiques sans s'écarter de l'esprit ou de la portée des modes de réalisation décrits ci-dessus devrait être évident pour l’homme du métier. Par conséquent, les modes de réalisation décrits ci-dessus doivent être considérés comme illustratifs plutôt que restrictifs et, par conséquent, la présente invention n'est pas limitée à la description ci-dessus et peut être modifiée dans le cadre de la portée des revendications et équivalents en annexe.

Claims (20)

  1. Un système de refroidissement passif infini pour un réacteur nucléaire, le système comprenant :
    un espace de libération d'énergie (110) dans lequel est logée une cuve de réacteur (122), dans laquelle est logé un cœur du réacteur (124) ;
    un espace d'absorption d'énergie (210) dans lequel l'eau de refroidissement est logée tout en étant séparée de l'espace de libération d'énergie (110) et auquel une pression de l'espace de libération d'énergie (110) est transférée ;
    un espace de transfert d'énergie (220), qui est prévu au-dessus de l'espace d'absorption d'énergie (210), absorbe et refroidit la chaleur transférée depuis la cuve du réacteur (122), et évacue la chaleur absorbée vers l'extérieur à travers une paroi extérieure de celui-ci ;
    un espace de refroidissement (200) configuré pour séparer l'espace d'absorption d'énergie (210) et l'espace de transfert d'énergie (220) de l'espace de libération d'énergie (110) ;
    un premier circuit de refroidissement (130) par lequel la chaleur de la cuve du réacteur (122) est transférée à l'espace de transfert d'énergie (220) ;
    un tuyau d'équilibrage de pression (214) par lequel la pression dans l'espace de libération d'énergie (110) est transférée à l'espace d'absorption d'énergie (210) ; et
    un tuyau de pulvérisation de liquide de refroidissement (228) par lequel l'eau de refroidissement de l'espace d'absorption d'énergie (210) pressurisé par le tuyau d'équilibre de pression (214) est transférée vers l'espace de transfert d'énergie (220),
    dans lequel l'espace de transfert d'énergie (220) comprend une chambre de refroidissement à pression de vapeur saturante (222), qui est formée pour être reliée à un côté intérieur d'une paroi extérieure supérieure de l'espace de refroidissement (200), et dans laquelle de l'eau de refroidissement est logée, un échangeur de chaleur du premier circuit de refroidissement est situé (130), et une extrémité côté pulvérisation du tuyau de pulvérisation du liquide de refroidissement (228) est située, et
    une chambre de référence à pression atmosphérique (224), qui est prévue en dessous de la chambre de refroidissement à pression de vapeur saturante (222) et qui communique avec la chambre de refroidissement à pression de vapeur saturante (222), est remplie d'air de manière à obtenir un équilibre de pression avec l'eau de refroidissement dans la chambre de refroidissement à pression de vapeur saturante (222), et dans laquelle un niveau d'eau de celle-ci varie en fonction d'une pression dans la chambre de refroidissement à pression de vapeur saturante (222).
  2. Le système de la revendication1, dans lequel le premier circuit de refroidissement (130) comprend :
    un premier échangeur de chaleur (132) configuré pour absorber la chaleur dans la cuve du réacteur (122) ; et
    un deuxième échangeur de chaleur (134), qui est prévu dans la chambre de refroidissement à pression de vapeur saturante (222) et qui évacue la chaleur absorbée par le premier échangeur de chaleur (132), et
    une extrémité supérieure du tuyau de pulvérisation du liquide de refroidissement (228) est prévue pour pulvériser l'eau de refroidissement de l'espace d'absorption d'énergie (210) sur le deuxième échangeur de chaleur (134).
  3. Le système de la revendication2, dans lequel le premier circuit de refroidissement (130) comprend en outre une soupape de décharge de vapeur (138) configurée pour décharger sélectivement la vapeur d'eau du premier circuit de refroidissement (130) dans l'espace de libération d'énergie (110) afin d'augmenter la pression dans l'espace de libération d'énergie (110).
  4. Le système de la revendication1, dans lequel l'espace de transfert d'énergie (220) comprend une paroi de séparation à la pression atmosphérique de référence (226) qui sépare la chambre de refroidissement à pression de vapeur saturante (222) de la chambre à pression atmosphérique de référence (224) et est prévue pour faire communiquer la chambre de refroidissement à pression de vapeur saturante (222) avec la chambre à pression atmosphérique de référence (224) en dessous de la chambre de refroidissement à pression de vapeur saturante (222) et de la chambre à pression atmosphérique de référence (224).
  5. Le système de la revendication2, comprenant en outre un deuxième circuit de refroidissement (230), qui est prévu dans l'espace de transfert d'énergie (220) et qui évacue la chaleur de l'espace de transfert d'énergie (220) vers un extérieur de l'espace de refroidissement (200),
    dans lequel l'eau de refroidissement, qui est pulvérisée à partir du tuyau de pulvérisation du liquide de refroidissement (228) vers le second échangeur de chaleur (134), est vaporisée tout en absorbant la chaleur du second échangeur de chaleur (134), et la chaleur est transférée par un mécanisme de transfert de chaleur à deux phases dans lequel la vapeur d'eau vaporisée est refroidie et condensée dans le second circuit de refroidissement (230).
  6. Le système de la revendication5, dans lequel le deuxième circuit de refroidissement (230) comprend un troisième échangeur de chaleur (232), qui est prévu dans la chambre de refroidissement à pression de vapeur saturante (222) et qui absorbe la chaleur dans la chambre de refroidissement à pression de vapeur saturante (222) chauffée par le premier circuit de refroidissement (130).
  7. Le système de la revendication6, dans lequel le deuxième circuit de refroidissement (230) comprend en outre un quatrième échangeur de chaleur (234), qui est prévu dans l'espace d'absorption d'énergie (210) et qui absorbe la chaleur dans l'espace d'absorption d'énergie (210).
  8. Le système de la revendication7, dans lequel, dans le deuxième circuit de refroidissement (230), le quatrième échangeur de chaleur (234) est disposé avant le troisième échangeur de chaleur (232), et le quatrième échangeur de chaleur (234) est prévu à un niveau plus bas que le troisième échangeur de chaleur (232).
  9. Le système de la revendication1, comprenant en outre :
    un tuyau d'injection de liquide de refroidissement (242) configuré pour introduire l'eau de refroidissement de la chambre à pression atmosphérique de référence (224) dans l'espace de libération d'énergie(110) ; et
    une vanne d’ouverture ou de fermeture d’un tuyau d'injection configurée pour ouvrir le tuyau d'injection du liquide de refroidissement (242).
  10. Le système de la revendication1, dans lequel l'espace de refroidissement (200) est situé à proximité de l'eau de mer ou de rivière.
  11. Le système de la revendication1, comprenant en outre un module de refroidissement de la paroi extérieure (250) configuré pour faire circuler l'eau ou l'air du côté de la paroi extérieure de l'espace de refroidissement (200) sous une pression de vapeur d'eau dans l'espace de libération d'énergie (110).
  12. Le système de la revendication11, dans lequel le module de refroidissement de la paroi extérieure (250) comprend :
    un tuyau d'entrée de pression (251) dans lequel est introduite la vapeur d'eau de l'espace de libération d'énergie (110) ;
    une turbine (253) configurée pour produire de l'énergie sous la pression de la vapeur d'eau évacuée par le tuyau d'entrée de pression (251) ;
    un ventilateur de refroidissement (255), qui est prévu au-dessus de l'espace de refroidissement (200) et qui tourne pour faire en sorte que l'eau ou l'air du côté de la paroi extérieure de l'espace de refroidissement (200) s'écoule vers le haut par une force de rotation de la turbine (253) ; et
    une soupape de décharge de pression (257) configurée pour ouvrir sélectivement le tuyau d'entrée de pression (251).
  13. Le système de la revendication12, comprenant en outre une ailette de refroidissement (259) prévue sur le côté de la paroi extérieure de l'espace de refroidissement (200).
  14. Le système de la revendication1, comprenant en outre :
    un tuyau d'alimentation en eau de refroidissement (261) configuré pour guider l'eau de refroidissement dans l'espace d'absorption d'énergie vers un côté inférieur de la cuve du réacteur (122) de l'espace de libération d'énergie ; et
    un corps en alliage fondu à basse température (263), qui est prévu sur une extrémité du tuyau d'alimentation en eau de refroidissement (261) pour protéger ce dernier (261) et qui est fondu par la chaleur transférée de la cuve du réacteur (122) pour ouvrir le tuyau d'alimentation en eau de refroidissement (261) lorsque la cuve du réacteur (122) est surchauffée.
  15. Le système de la revendication14, dans lequel un tuyau de prévention du reflux de fluide à haute température (265) est formé en forme de U inversé, courbé vers le haut à partir d'un point espacé de l'extrémité du tuyau d'alimentation en eau de refroidissement (261) dans lequel le corps en alliage fondu à basse température (263) est prévu.
  16. Le système de la revendication14, comprenant en outre un corps lesté (267) prévu sur une partie d'extrémité extérieure du corps en alliage fondu à basse température (263).
  17. Une méthode de fonctionnement d'un système de refroidissement passif infini pour un réacteur nucléaire, la méthode comprenant :
    une opération d'augmentation de la pression dans laquelle une température dans un espace de libération d'énergie (110) augmente de sorte qu'une pression dans l'espace de libération d'énergie (110) augmente ;
    une opération de cavitation dans laquelle la chaleur dans une cuve de réacteur (122) est transférée à une chambre de refroidissement à pression de vapeur saturante (222) par un deuxième échangeur de chaleur (134) d'un premier circuit de refroidissement (130), l'eau de refroidissement dans la chambre de refroidissement à pression de vapeur saturante (222) chauffée par le deuxième échangeur de chaleur (134) est vaporisée de sorte qu'une cavité est générée, et le deuxième échangeur de chaleur (134) du premier circuit de refroidissement (130) et un troisième échangeur de chaleur (232) d'un deuxième circuit de refroidissement (230) sont exposés au-dessus d'une surface d'eau ;
    une opération de transfert de pression dans laquelle une pression dans l'espace de libération d'énergie (110) est transférée à un espace d'absorption d'énergie (210) par un tuyau d'équilibre de pression (214) ;
    une opération de pulvérisation d'eau de refroidissement dans laquelle une pression dans l'espace d'absorption d'énergie (210) augmente de sorte que l'eau de refroidissement dans l'espace d'absorption d'énergie (210) est soulevée par un tuyau de pulvérisation de liquide de refroidissement (228) et pulvérisée sur le deuxième échangeur de chaleur (134) du premier circuit de refroidissement (130) ; et
    une opération de refroidissement par transfert de chaleur en deux phases dans laquelle l'échange de chaleur est effectué un mécanisme de transfert de chaleur en deux phases dans lequel l'eau de refroidissement pulvérisée par le tuyau de pulvérisation du liquide de refroidissement (228) est vaporisée dans le deuxième échangeur de chaleur (134) et est condensée dans le troisième échangeur de chaleur (232).
  18. La méthode de la revendication17, comprenant en outre une opération d'injection d'eau de refroidissement dans laquelle, lorsqu'une température dans l'espace d'absorption d'énergie (210) augmente jusqu'à une température prédéterminée ou supérieure, une vanne d'ouverture ou de fermeture du tuyau d'injection (242) est ouverte et de l'eau de refroidissement d’une chambre à pression atmosphérique de référence (224) est injectée dans l'espace de libération d'énergie (110).
  19. La méthode de la revendication17, comprenant en outre une opération de rotation d'un ventilateur de refroidissement (255) dans laquelle, lorsque la pression dans l'espace d'absorption d'énergie augmente jusqu'à une pression préréglée ou supérieure, un tuyau d'entrée de pression (251) est ouvert, une turbine (253) est mise en rotation sous la pression dans l'espace de libération d'énergie, et un ventilateur de refroidissement (255) est mis en rotation par une force de rotation de la turbine (253).
  20. La méthode de la revendication17, comprenant en outre une opération de prévention de la fusion dans laquelle, lorsqu'une température de la cuve du réacteur (122) augmente jusqu'à une température préétablie ou plus élevée, un tuyau d'alimentation en eau de refroidissement (261) est ouvert en faisant fondre un corps en alliage fondu à basse température (263) de sorte que l'eau de refroidissement dans l'espace d'absorption d'énergie est introduite dans un côté inférieur de la cuve du réacteur (122) pour refroidir la cuve du réacteur (122).
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