KR20170105499A - 증기 발생기를 통해 수냉식, 수감속 원자로로부터 수동으로 열기를 제거하는 시스템 - Google Patents

증기 발생기를 통해 수냉식, 수감속 원자로로부터 수동으로 열기를 제거하는 시스템 Download PDF

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세르게이 빅토로비치 스베트로프
블라디미르 올레고비치 쿠크테비치
세르게이 이브게니비치 세마시코
테이무라즈 게오르기에비치 바르다니드제
이고르 미하일로비치 이프코프
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Abstract

본 발명은 개략적으로 원자력 분야에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 증기 발생기(SG PHRS)를 통한 가압수형 원자로로부터의 수동 열제거 시스템에 관한 것이며, 이는 시스템 회로에서 냉각재(물)의 자연 순환에 의해 원자로를 냉각하도록 설계된다. 본 발명의 기술적 결과는 열제거 효율, 회로에서의 냉각재 유동 안정성, 및 결과적으로 시스템 작동의 신뢰성을 증가시키는 것이다. 수동 열제거 시스템은 증기 발생기와, 냉각수 공급 탱크의 내부에서 상기 증기 발생기의 상부에 배치되고, 입구 파이프라인 및 출구 파이프라인에 의해 상기 증기 발생기에 연결되는 섹션 열교환기를 포함하는 하나 이상의 냉각재(물) 순환 회로를 구비한다. 상기 열교환기는 열교환 튜브에 의해서 서로 연결되는 하부 헤더 및 상부 헤더를 포함하며, 상기 출구 파이프라인에 장착되고 상이한 공칭 보어를 갖는 시동 밸브를 구비한다. 또한, 상기 열교환기는 다음의 가정에 기초하여 병렬로 위치되는 섹션들로 나뉘어지며: L/D ≤ 20, 여기서 L은 하프 섹션 길이이고, D는 헤더 보어이다. 순환 회로의 입구 파이프라인 및 출구 파이프라인 섹션은 상기 열교환기 섹션의 각각에 개별적으로 연결되는 분기된 일련의 병렬 파이프라인으로 설계된다.

Description

증기 발생기를 통해 수냉식, 수감속 원자로로부터 수동으로 열기를 제거하는 시스템 {SYSTEM FOR THE PASSIVE REMOVAL OF HEAT FROM A WATER-COOLED, WATER-MODERATED REACTOR VIA A STEAM GENERATOR}
본 발명은 개략적으로 원자력 분야에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 증기 발생기(SG PHRS)를 통한 가압수형 원자로로부터의 수동 열제거 시스템에 관한 것이며, 이는 시스템 회로에서 냉각재(물)의 자연 순환에 의해 원자로를 냉각하도록 설계된다.
본 발명의 배경기술에 따르면, 수동 열제거 시스템의 상이한 구성을 개시하는 유사한 여러 가지 해결책이 존재한다.
2008년 11월 27일자의 러시아 실용신안 특허 RU78600, G21C15/18에는 증기 라인과 워터 라인, 응축기-증발기, 및 관류형 증기 발생기를 포함하는 비상 열제거 시스템이 개시되어 있다. 또한, 물 공급 탱크가 응축기-증발기와 평행하게 증기 및 워터 라인에 연결되어 있고, 물 공급 탱크의 상부가 응축기-증발기의 활성표면의 상부 아래에 있도록, 상기 탱크는 응축기-증발기에 대해 배치된다.
2006년 3월 10일자의 러시아 실용신안 특허 RU52245, G21C15/18에는 배기 파이프에 배치된 수냉 열교환기와 공냉 열교환기를 포함하는 수동 원자로 냉각 시스템이 기재되어 있다. 공냉 열교환기는 배기 파이프에 설치된 이젝터를 포함하며, 수냉 열교환기에 의해 발생한 증기는 이젝터를 작동시키는 매체이다.
청구한 본 발명과 가장 근접한 유사 장치로는 2010년 7월 20일자의 러시아 실용신안 특허 RU96283, G21C15에 개시된 증기 발생기를 통한 가압수형 원자로로부터의 수동 열제거 시스템이 있다. 이 시스템은 증기 발생기를 구비하는 냉각재 순환 회로를 포함하며, 증기 발생기는 입구 파이프라인 및 출구 파이프라인에 의해서 증기 발생기의 상부에 설치된 냉각재 공급 탱크의 내부에 배치된 열교환기와 연결된다. 열교환기의 출구 파이프라인 상에는 상이한 공칭 보어를 갖는 2개의 시동 밸브를 포함하는 시동 장치가 설치된다. 열교환기의 표면적은 다음의 기준을 충족한다.
Figure pct00001
여기서 Qphrs=Gsteam·r은 시스템 출력이고,
Gsteam은 순환 회로 입구에서의 증기 유동이고,
r은 증기 발생 열이고,
Khe는 열교환기 배관을 통한 열 전달 계수이며,
Figure pct00002
the는 원자로 격납용기 내의 포화 온도와 대기압 하의 포화 온도 간의 차이다.
그러나, 상기 설계는 시스템으로부터 적절한 열제거를 제공하지 못한다. 게다가, 공지된 시스템의 열교환 회로에서는 수격음(water hammer)이 발생할 수 있다.
본 발명의 목적은 증기 발생기를 통한 열제거를 위한 효율적이고 신뢰성 있는 시스템을 생성 제공하는데 있다.
본 발명의 기술적 결과는 열제거 효율, 회로에서의 유동 안정성, 및 결과적으로 시스템 작동의 신뢰성을 증가시키는 것이다.
상기 기술적 결과는, 증기 발생기를 통한 가압수형 원자로로부터의 수동 열제거 시스템이 증기 발생기와, 냉각수 공급 탱크의 내부에서 상기 증기 발생기의 상부에 배치되고, 입구 파이프라인 및 출구 파이프라인에 의해 상기 증기 발생기에 연결되는 단면형 열교환기를 포함하는 하나 이상의 냉각재(물) 순환 회로를 구비하는 사실에 의해서 달성된다. 상기 열교환기는 열교환 튜브에 의해서 서로 연결되는 하부 헤더 및 상부 헤더를 포함하며, 상기 출구 파이프라인에 장착되는 상이한 공칭 보어(nominal bore)를 갖는 시동 밸브를 구비하고, 상기 열교환기는 다음의 가정에 기초하여 병렬로 위치되는 섹션들로 나뉘어지며:
L/D ≤ 20,
여기서 L은 하프 섹션 길이이고,
D는 헤더 보어이고,
상기 순환 회로의 입구 파이프라인 및 출구 파이프라인 섹션은 상기 열교환기 섹션의 각각에 개별적으로 연결되는 분기된 일련의 병렬 파이프라인으로 설계된다.
상기 기술적 결과는 또한 다음과 같은 사실로 인해 본 발명의 특정한 옵션에서도 달성된다:
- 상기 열교환기는 다음의 기준을 충족하는 상부 헤더의 길이를 따라 압력 손실(ΔPhead)에 대한 열교환기 튜브 내의 압력 손실(ΔPtube)의 관계를 제공하도록 설계된다:
ΔPtube/ΔPhead ≥ 1.5;
- 공통 라인 분기점부터 상부까지 상기 입구 파이프라인의 적어도 일부는 수평선에 대해서 10° 이상의 각도로 상향 경사를 갖는다;
- 상기 공통 라인 분기점으로부터 상기 상부까지 상기 입구 파이프라인은 수평선에 대해서 10° 미만의 각도로 상향 경사를 갖고, 다음의 기준을 충족하는 길이 L sec1와 직경 Dsec1을 갖는 섹션을 포함한다:
Lsec1/Dsec1 ≤ 10;
- 상부로부터 상기 상부 열교환기 헤더까지 상기 입구 파이프라인의 적어도 일부는 수평선에 대해서 10° 이상의 하향 경사를 갖는다;
- 상부 점으로부터 상기 상부 열교환기 헤더까지 상기 입구 파이프라인은 수평선에 대해서 10° 미만의 하향 경사를 갖고, 다음의 기준을 충족하는 길이 Lsec2와 직경 Dsec2을 갖는 섹션을 구비한다:
Lsec2/Dsec2 ≤ 10;
- 상기 하부 열교환기 헤더로부터 공통 라인에서 합류하는 분기점까지 상기 출구 파이프라인의 적어도 일부는 수평선에 대해서 10° 이상의 하향 경사를 갖는다;
- 상기 하부 열교환기 헤더로부터 상기 공통 라인에서 합류하는 분기점까지 상기 출구 파이프라인은 수평선에 대해서 10° 미만의 하향 경사를 갖고, 다음의 기준을 충족하는 길이 Lsec3와 직경 Dsec3을 갖는 섹션을 구비한다:
Lsec3/Dsec3 ≤ 10;
- 상기 입구 파이프라인의 상부 점은 상기 냉각수 공급 탱크의 외부에 배치된다;
- 상기 열교환기 섹션의 열(row) 내의 열교환 튜브는 교차 배치된다;
- 상기 열교환기 섹션 내의 임의의 인접한 열교환 튜브 간의 최소 간격은 50㎜이다;
- 상기 열교환기 섹션 내의 상기 열교환 튜브는 수평선에 대해서 10° 이상의 하향 경사를 갖는 섹션을 구비한다;
- 상기 시스템은 4개의 독립된 채널을 포함하고, 이들 채널은 각각 하나의 상기 순환 회로를 구비한다.
실험은 상기 시스템 파라미터의 상관 관계가 시스템의 입구 파이프라인 및 출구 파이프라인의 최적화된 설계로 인한 증기 발생기로부터의 가장 효율적인 열제거, 열교환기 섹션으로의 개별 냉각제 공급 및 그로부터의 제거, 하프 섹션(half-section) 길이와 열교환기 헤더 보어 간의 최적으로 최소화된 상관 관계, 및 열교환기 튜브의 상대적인 최상의 위치결정을 제공하는 것을 보여준다.
열교환기 헤더의 하프 섹션 길이와 보어의 상관 관계는 열교환기 튜브들 간의 냉각재 유동 분포의 불균일성을 최소화하도록, 즉 소위 "헤더 영향(header effect)"을 감소시키도록 선택된다. 배관에서의 균일한 유량 분포는 개선된 열교환기의 에너지 효율 및 성능을 위한 주요 조건 중 하나이다. 헤더 열교환기 채널들 간의 냉각재 분포를 개선하는데 사용하는 방법 중 하나는 헤더 내에서 매체 유동의 압력 손실을 감소시키는 것이다. 이는 헤더 길이를 감소시키고 장치 제조 공정의 능력 및 기타 설계 특징 내에서 그의 보어를 증가시킴으로써 달성된다. L/D ≤ 20 기준을 충족하는 헤더의 경우, 헤더 길이를 따르는 압력 손실이 최소화되며, 열교환기 튜브들 간의 냉각재 유동 분포가 가장 균일하다. 상기 기준을 초과하는 경우, 열교환기 채널들 간의 매체 분포의 균일성이 저하되며, 이는 냉각재 질량 유동이 불안정해지고, 결과적으로 열교환기의 열 출력이 감소되는 결과를 가져온다.
본 발명의 설계는 도면에 도시되어 있다.
도 1은 냉각수 순환 회로 설계를 나타내는 도면이다.
도 2는 열교환기 섹션에 대한 입구 및 출구 파이프라인의 연결점의 설계를 나타내는 도면이다.
도 3은 열교환기 섹션 설계를 나타내는 도면이다.
도 4는 사고의 경우에 원자로 발전소의 냉각 동안, 증기 발생기 내의 압력, 열교환기의 열 출력, 및 SG PHRS 회로 내의 냉각재 유동의 계산(I) 및 실험(II)의 시간 함수를 나타내는 그래프이다.
도 5는 사고의 경우에 원자로 발전소의 냉각 동안, 코어 상부의 압력, 코어 출구에서의 냉각재 온도, 시스템 채널 용량 및 연료 요소 피복관(cladding)의 최대 온도의 시간 함수를 나타내는 그래프이다.
청구한 시스템은 냉각재(물) 순환 회로의 조합이다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 청구한 시스템은 4개의 완전히 독립된 채널로 구성되며, 이들 채널은 각각 하나의 그러한 순환 회로를 포함한다.
순환 회로(도 1)는 증기 발생기(1)와, 냉각수 공급 탱크(3) 내부에서 증기 발생기(1)의 상부에 배치되는 단면형 열교환기(2)를 포함한다. 열교환기(2)의 섹션은 열교환기(2)의 내부 체적이 증기 발생기(1)의 증기 체적에 연결되도록, 즉 시스템 순환 회로가 그의 내부 체적에서 폐쇄되도록, 입구 파이프라인(4) 및 출구 파이프라인(5)에 의해서 증기 발생기(1)에 연결된다.
열교환기는 16개의 평행 열교환 섹션으로 나뉘며, 이들 섹션은 각각 2개의 하프 섹션을 포함한다(도 2, 3 참조). 섹션에서 하프 섹션 길이(L)와 헤더 보어(D) 간의 관계는 다음의 기준을 충족해야 한다: L/D ≤ 20.
열교환기(2)(도 3a 및 3c)의 섹션은 입구 파이프라인(4) 및 출구 파이프라인(5)을 연결하기 위해 헤더 상에 설치되는 열교환 튜브(8)와, 상부 T-피스(9) 및 하부 T-피스(10)에 의해 서로 연결되는 상부 헤더(6) 및 하부 헤더(7)를 포함한다.
바람직한 실시예에서, 튜브(8)는(헤더와 접속되는) 절곡단 섹션(bent end section) 및 곧은 중앙 섹션을 갖는다. 절곡 섹션은 수평선에 대해서 10° 이상의 하향 경사를 갖는다. 이 섹션은 상이한 절곡 형태를 갖는 2개의 튜브(8) 유형: 즉 "짧은" 튜브(8a)와 "긴" 튜브(8b)(도 3b)를 포함한다. 상기 튜브는 열을 따라 교대로 열교환 튜브의 교차 배열을 제공한다.
레닌그라드-2 NPP에 대한 본 발명의 특정 실시예에서, 열교환 섹션은 탱크(3)의 하부에서 수위(H=5.8 m) 아래에 있다. 각 섹션의 열교환 다발은 16/12㎜의 외경/내경을 갖고, 108/90㎜의 외경/내경을 갖는 상부 입구 헤더와 하부 출구 헤더에 의해 연결되는 140개의 절곡 튜브로 구성된다. 상부 및 하부 헤더의 하프 섹션 길이는 960㎜이다. 인접한 열교환 튜브 간의 최소 간격은 50㎜이다. 헤더 간의 거리는 1.95m이며, 평균 섹션 튜브 길이는 2.124m이다. 각 섹션의 열전달 표면적은 14.1㎡이다. 그러므로, 이러한 설계의 특정 실시예는 239㎡의 각 시스템 채널의 총 열전달 표면적을 갖는다.
분기점까지의 입구 파이프라인(4)의 주요부의 외경/내경은 273/233㎜이고, 분기점 이후의 출구 파이프라인(5)의 주요부의 외경/내경은 108/90㎜이다.
16개의 병렬 열교환기 섹션이 작동하는 동안 헤더 영향을 없애기 위해, 시스템 설계에서는 공통 분포 및 수집 헤더가 없다. 이 목적을 위해, 순환 회로의 입구 파이프라인(4) 및 출구 파이프라인(5) 섹션은 각 열교환기 섹션(도 1 참조)에 개별적으로 연결되는 분기된 일련의 병렬 파이프라인으로 설계된다. 각 열교환기 섹션은 입구 파이프라인(4)으로부터 섹션(14)으로서의 개별 연결, 및 출구 파이프라인(5)(도 2)까지 섹션(15)으로서의 개별 연결을 갖는다. 상기 섹션(14 및 15)은 열교환기 섹션을 상기 2개의 하프 섹션(도 2 및 도 3 참조)으로 나누는 중심점에서 헤더(6 및 7)에 연결된다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 입구 파이프라인(4)은 파이프라인(4)을 2개의 분기로 나누는 상부 분기점(11)을 가지며, 각 분기는 추가로 2개의 분기 등으로 나뉜다. 따라서, 입구 파이프라인은 16개의 분기로 나뉘며, 이들 분기는 각각 관련 섹션의 상부 T-피스(9)에 연결된다. 입구 파이프라인의 상부점은 냉각수 공급 탱크의 외부에 배치된다. 16개의 열교환기 섹션의 각각을 공동으로 형성하는 2개의 열교환기 하프 섹션은 상부 T-피스(9) 및 하부 T-피스(10)에 연결된다.
보다 낮은 분기점(12)을 갖는 출구 파이프라인(5)은 섹션의 하부 T-피스(10)에 연결되는 그의 분기와 유사한 분기를 갖는다.
상부 헤더의 길이를 따라 압력 손실(ΔPhead)에 대한 열교환기 튜브 내 압력 손실(ΔPtube)의 관계는 다음의 기준을 충족한다:
ΔPtube/ΔPhead ≥ 1.5.
공통 라인 분기점부터 상부점까지의 입구 파이프라인은 수평선에 대해서 상향 경사를 가지며, 상부점과 상부 열교환기 헤더 간의 섹션에서는 하향 경사를 갖는다. 또한, 출구 파이프라인은 하향 경사도 갖는다. 파이프라인의 경사각은 10° 이상이다. 이것은 10°를 넘는 경사를 갖는 특정 파이프라인 섹션을 제외하고, 그들 간의 관계가 다음의 기준을 충족하는 길이 Lsec 와 직경 Dsec을 갖는다:
Lsec/Dsec ≤ 10
출구 파이프라인(5)상에는 서로 다른 공칭 보어를 갖는 "대형" 및 "소형" 의 2개의 시동 밸브(13)가 병렬로 설치된다. 밸브는 관련 냉각 모드에서 시스템을 자동으로 작동시킨다. 대기 모드에서, 시동 밸브는 닫혀 있다.
본 발명의 특정 실시예에서, DN50의 공칭 보어를 갖는 "소형" 시동 밸브는 T-피스에 의해 메인 하향 파이프라인에 연결되는 57×5.5㎜ 바이패스 라인에 장착된다. 수동 제어밸브는 응축액 유동을 제어하기 위해 바이패스 라인 상의 "소형" 밸브의 하류에 설치된다. "소형" 시동 밸브로서 솔레노이드 밸브가 사용된다. 밸브는 평상시 개방되어 있다.
DN100의 공칭 보어를 갖는 "대형" 시동 밸브는 바이패스 라인과 "소형" 밸브의 연결점 간의 파이프라인에 장착된다. 마찬가지로, 섹션에는 응축액 유동을 제어하기 위한 수동 제어밸브가 설치된다. "대형" 밸브로서는 전기 작동식 밸브가 사용된다. 이 밸브는 평상시 닫혀 있다. "대형" 밸브는 APCS(automatic process control system, 자동 공정 제어 시스템)로부터의 신호에 따라 자동으로 개방된다. 30℃의 탱크 내 수온에서 개방되는 "대형" 밸브를 갖는 하나의 SG PHRS 채널의 최대 용량은 약 52 MW이다. 유사한 조건 하에서 "소형" 밸브가 작동되는 경우, 용량은 약 28MW이다.
시스템은 다음과 같은 방식으로 작동한다.
작동을 시작하기 위해, 시동 밸브(13) 중 하나가 개방된다. 이것으로 입구 파이프라인(4)을 통해 증기 발생기(1)의 증기 공간으로부터 열교환기 섹션(2)에 공급된 증기에 의해 자연 냉각재 순환 회로가 시동된다. 증기는 열교환기에서 응축되며, 생성된 응축액은 출구 파이프라인(5)을 통해 증기 발생기(1)로 드레인된다. 증기가 열교환기(2) 배관의 내부에서 응축되면, 순환 회로 냉각재로부터 탱크(3)의 냉각수에 열 에너지가 전달된다. 냉각수가 비등 레벨까지 가열된 후, 증기는 탱크의 수량(water volume)으로부터 생성되고, 이어서 주변 환경으로 방출된다. 따라서, 열은 증기 발생기로부터 주변 환경으로 제거된다.
제안한 SG PHRS 설계의 조작성과 효율의 실험적 근거를 위해, NPO CKTI에서 SG PHRS 대규모 스탠드에 대한 광범위한 연구를 수행했다. 실물 크기의 설비를 갖는 모델의 용적 및 용량 유사성 계수는 약 1:110이다.
도 4는 시뮬레이트한 사고 과정 시간에 따른 증기 발생기 모델(a), 열용량(b) 및 냉각재 유동(c)의 압력 의존성을 보이는 전원장치 정전 사고의 경우, 원자로 발전소 냉각의 시뮬레이션에 대한 연구 결과를 나타낸다. 선 I은 KORSAR 코드를 사용하여 계산한 값을 나타내고, 선 II는 실험 데이터를 나타낸다.
연구의 계산 및 실험 결과는, 청구한 시스템이 냉각재 질량 유량비 및 온도 섭동없이 안정적으로 열을 제거하고, 꾸준한 증기 발생기 압력 감소를 제공하는 것을 보여준다. 발전소 시동 및 냉각 동안 수격음 발생은 없었다. 또한, 실험 및 계산 데이터는 상당히 일치한다.
도 5는 24시간 동안 장기간 전원장치 정전의 설계 기준외 사고에 대한 계산 결과를 나타내는 것으로, 사고 과정 시간에 따른 상부 코어 압력(a), 코어 출구 냉각재 온도(b), SG PHRS 채널 용량(c), 및 최대 연료 요소 피복재 온도(d)의 의존성을 보여준다.
계산 및 실험적 근거에 의해 입증된 바와 같이, 상기 파라미터를 갖는 청구한 시스템은, 이 시스템이 기능하는 경우, 모든 원자로 발전소의 사고 모드 하에서 증기 발생기로부터 열을 제거하는 동안 꾸준한 자연 냉각재 순환을 제공한다.
그러므로, 청구한 시스템은 고려한 모든 사고 모드에서 원자로 발전소의 효율적이고 신뢰성 있는 냉각을 제공한다. 전원장치의 정전 및 급수 공급원의 완전 고장과 관련된 사고 동안 시스템을 적용하면, 사고가 시작된 후 24 시간 동안 원자로 발전소의 자족적인 작동을 보증한다.

Claims (13)

  1. 증기 발생기를 통한 가압수형 원자로로부터의 수동 열제거 시스템에 있어서,
    증기 발생기(1)와, 냉각수 공급 탱크(3)의 내부에서 상기 증기 발생기(1)의 상부에 배치되고, 입구 파이프라인(4) 및 출구 파이프라인(5)에 의해 상기 증기 발생기(1)에 연결되는 단면형 열교환기(2)를 포함하는 하나 이상의 냉각재 순환 회로를 구비하고,
    상기 열교환기(2)는 열교환 튜브(8)에 의해서 서로 연결되는 하부 헤더(7) 및 상부 헤더(6)를 포함하며,
    상기 출구 파이프라인(5)에 장착되는 상이한 공칭 보어(nominal bore)를 갖는 시동 밸브(13)를 구비하고,
    상기 열교환기는 다음의 가정에 기초하여 병렬로 위치되는 섹션들로 나뉘어지며:
    L/D ≤ 20,
    여기서 L은 하프 섹션 길이이고,
    D는 헤더 보어이고,
    상기 순환 회로의 입구 파이프라인(4) 및 출구 파이프라인(5) 섹션은 상기 열교환기(2) 섹션의 각각에 개별적으로 연결되는 분기된 일련의 병렬 파이프라인으로 설계되는 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 열교환기(2)는 다음의 기준을 충족하는 상부 헤더의 길이를 따라 압력 손실(ΔPhead)에 대한 열교환기 튜브 내의 압력 손실(ΔPtube)의 관계를 제공하도록 설계되는 시스템:
    ΔPtube/ΔPthead ≥ 1.5.
  3. 제 1 항에 있어서,
    공통 라인 분기점부터 상부까지 상기 입구 파이프라인(4)의 적어도 일부는 수평선에 대해서 10° 이상의 각도로 상향 경사를 갖는 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 공통 라인 분기점으로부터 상기 상부까지 상기 입구 파이프라인(4)은 수평선에 대해서 10° 미만의 각도로 상향 경사를 갖고, 다음의 기준을 충족하는 길이 L sec1와 직경 Dsec1을 갖는 섹션을 포함하는 시스템:
    Lsec1/Dsec1 ≤ 10.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상부로부터 상기 상부 열교환기 헤더까지 상기 입구 파이프라인(4)의 적어도 일부는 수평선에 대해서 10° 이상의 하향 경사를 갖는 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상부점으로부터 상기 상부 열교환기 헤더까지 상기 입구 파이프라인(4)은 수평선에 대해서 10° 미만의 하향 경사를 갖고, 다음의 기준을 충족하는 길이 Lsec2와 직경 Dsec2을 갖는 섹션을 구비하는 시스템:
    Lsec2/Dsec2 ≤ 10.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 하부 열교환기 헤더로부터 공통 라인에서 합류하는 분기점까지 상기 출구 파이프라인(5)의 적어도 일부는 수평선에 대해서 10° 이상의 하향 경사를 갖는 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 하부 열교환기 헤더로부터 상기 공통 라인에서 합류하는 분기점까지 상기 출구 파이프라인(5)은 수평선에 대해서 10° 미만의 하향 경사를 갖고, 다음의 기준을 충족하는 길이 Lsec3와 직경 Dsec3을 갖는 섹션을 구비하는 시스템:
    Lsec3/Dsec3 ≤ 10.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 입구 파이프라인(4)의 상부점은 상기 냉각수 공급 탱크의 외부에 배치되는 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 열교환기(2) 섹션의 열(row) 내의 열교환 튜브(8)는 교차 배치되는 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 열교환기(2) 섹션 내의 임의의 인접한 열교환 튜브(8) 간의 최소 간격은 50㎜인 시스템.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 열교환기(2) 섹션 내의 상기 열교환 튜브(8)는 수평선에 대해서 10° 이상의 하향 경사를 갖는 섹션을 구비하는 시스템.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시스템은 4개의 독립된 채널을 포함하고, 이들 채널은 각각 하나의 상기 순환 회로를 구비하는 시스템.
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