2和頂蓋618的下側(cè)接合并形成密封。這意在防止或最大程度減小在隔板616相對側(cè)的輸入室614和輸出室615之間冷卻水的泄漏。在一個(gè)可能的布置中，隔板616可具有線性的底端或邊緣，當(dāng)頂蓋安裝在通道613上時(shí)，經(jīng)由合適的墊圈和/或密封墊，隔板616可被牢固地焊接到管板612的上側(cè)和與頂蓋618的下側(cè)可拆卸地接合的線性頂端或邊緣。可移動(dòng)的頂蓋618提供至通道內(nèi)部管板612的入口，用于插入泄漏管子，執(zhí)行對管板和管子的無損檢測和檢查，或用于其他目的。
[0104]主要參考圖20-25，尤其是圖24，在一個(gè)典型的實(shí)施例中，換熱器610可為無殼換熱器，其中U形管620未被封閉并裸露，直接沉浸或淹沒在形成于內(nèi)部安全殼200和外部安全殼密封結(jié)構(gòu)300之間的核反應(yīng)堆安全殼系統(tǒng)100的充水環(huán)腔313中。管620均可包括兩個(gè)直線部621和一個(gè)設(shè)于管板612末端并在管板612相對側(cè)的U形彎曲部622。各管620具有通過管板612連接到輸入室614的直線部621的第一端623和通過管板連接到輸出室615的直線部的第二端624。在一個(gè)實(shí)施例中，日tt鄰管末端的管620的端部可完全通過從管板的下側(cè)到頂側(cè)形成于管板612的垂直通孔延伸。管可通過任何合適的方式被固定到管板612，包括但不限于焊接，管端部相對管板的爆炸性膨脹，或其他本技術(shù)領(lǐng)域已知的方法。
[0105]U形管620可為裸露的或可選擇地包括翅片(如軸向的或螺旋的)，取決于預(yù)期應(yīng)用的熱流量要求和其他技術(shù)因素。管620可由任何合適的鐵的或非鐵的金屬或金屬合金制成，作為非限制性的示例，分別附接鍍鋁或?qū)嵭牟讳P鋼管板612的鋁或鋼管。優(yōu)選地，管620可選擇耐腐蝕的。管620可具有任何合適的外徑和壁厚。
[0106]參考圖20-25，示出的換熱器610安裝在圍繞內(nèi)部安全殼200的充水環(huán)腔313中(環(huán)形蓄水池)。環(huán)形蓄水池中的水可通過蓄水池再循環(huán)系統(tǒng)662(見圖23)的再循環(huán)泵663保持在非靜止?fàn)顟B(tài)，再循環(huán)泵663從環(huán)腔313中抽水并使水返回環(huán)腔313，攪動(dòng)水，從而防止水藻生長。這些泵也可用于不間斷地過濾蓄水池中的水以維持它的清潔度。環(huán)形蓄水池313中水的運(yùn)動(dòng)也利于促進(jìn)蒸發(fā)，有助于任何歸因于它的冷卻作用，如冷卻劑喪失事故(LOCA)熱量移除或在反應(yīng)堆正常工作期間，通過淹沒在蓄水池中的換熱器610從部件冷卻水系統(tǒng)的冷卻水移除熱。
[0107]在一個(gè)實(shí)施例中，換熱器610懸浮在充水環(huán)腔313中(具有適當(dāng)?shù)目拐鹦?并定位，以便管束611的底端(由U形管622限定)在環(huán)形蓄水池上方以垂直距離Vl隔開布設(shè)，如圖20和21所示。在一個(gè)非限制性布置中，換熱器610包括一個(gè)或多個(gè)徑向延伸的錨或支撐件640，優(yōu)選地以剛性方式連接到通道613，當(dāng)連接到環(huán)形蓄水池中的結(jié)構(gòu)構(gòu)件(下述的)時(shí)限制通道的移動(dòng)。該布置限制通道613，但有利地，在部件冷卻水系統(tǒng)600工作期間，當(dāng)根據(jù)在管620內(nèi)流動(dòng)的部件冷卻水的溫度變化，管620被加熱或冷卻時(shí)，允許管束611長度相對于通道613無約束地自由擴(kuò)展和縮短。在一個(gè)典型的實(shí)施例中，支撐件640可由焊接在水平板和通道613側(cè)面的被垂直加強(qiáng)板加固的水平取向的結(jié)構(gòu)鋼板形成。換熱器支撐件640的許多其他的變化和配置是可能的并可被使用。
[0108]支撐件640可由多種方式安裝到充水環(huán)腔313中的安全殼-封閉結(jié)構(gòu)組件200-300ο在一個(gè)示例中，支撐件640可螺栓固定或焊接到位于充水環(huán)腔313內(nèi)部并連接到安全殼-封閉結(jié)構(gòu)組件200-300的對應(yīng)的結(jié)構(gòu)支撐件641。在各種實(shí)施例中，支撐件641可為臺(tái)座式的，如在一些非限制性示例中示出的，從環(huán)形蓄水池的底部642上升，從外部安全殼密封結(jié)構(gòu)300的鋼質(zhì)內(nèi)部外殼310的內(nèi)表面懸臂突出(見圖21中的641)，或其組合。支撐件641的許多其他的變化可選擇性地提供。支撐件641可由任何合適的材料或材料組合制成，包括鋼材、混凝土，或其他。優(yōu)選地，換熱器支撐件和支座設(shè)計(jì)和布置為提供地震穩(wěn)定的充水環(huán)腔313中換熱器610的安裝。
[0109]參考圖20-25，換熱器610可被安置并懸掛在“灣”650之一中的合適位置，“灣”650形成于充水環(huán)腔313中，充水環(huán)腔313位于一對毗鄰隔開的翅片220之間。在一個(gè)布置中，換熱器610可位于環(huán)形蓄水池底部642附近，以便只要可能的情況下可持續(xù)熱傳導(dǎo)，如當(dāng)環(huán)腔313中的水位由于蒸發(fā)降低時(shí)，如果沒有準(zhǔn)備對蓄水池的補(bǔ)給水而發(fā)生的緊急停堆事件。
[0110]在一個(gè)實(shí)施例中，優(yōu)選地，換熱器610所在的灣650處于一個(gè)位置，在該位置，至少一個(gè)環(huán)形蓄水池再循環(huán)管道系統(tǒng)662的再循環(huán)泵663使水流過放置好的排放噴淋器664，以圍繞裸露的管束611攪動(dòng)水體。相比之下，與其他灣650中可能的流動(dòng)狀況相對更停滯的位置不同，該布置意在改善通過管及在管之間的流動(dòng)，以增強(qiáng)導(dǎo)熱性能。再循環(huán)泵663通過在一個(gè)合適位置流體連接到蓄水池的輸出管661從環(huán)形蓄水池313中抽水，通過流體連接到沉浸/淹沒在蓄水池中的噴淋器664的輸入管660排放水。在一些實(shí)施例中，輸入和輸出管660和661可延伸穿過合適的由外部安全殼密封結(jié)構(gòu)300的側(cè)壁形成的穿透部635 ;然而，在其他可能的布置中，輸入管可從除了通過側(cè)壁的位置引導(dǎo)再循環(huán)水進(jìn)入噴淋器664，如從環(huán)形蓄水池313的頂部(如從環(huán)形蓄水池內(nèi)其頂部垂直向下延伸的管道)。輸出管661可在任何合適的位置從環(huán)形蓄水池313中抽吸，如非限制地在包含噴淋器664的相同灣650或不同的灣中。
[0111]再循環(huán)泵663可為任何合適類型泵(如離心的等)，其針對應(yīng)用條件和期望流率具有合適的吸水和壓水揚(yáng)程。管道可為任何合適的金屬的或非金屬的管道。在各種實(shí)施例中，可提供一個(gè)以上的蓄水池再循環(huán)管道系統(tǒng)662和/或噴淋器664。
[0112]參考圖21和23，在一些實(shí)施例中，噴淋器664可由通常水平取向的具有多個(gè)面朝上的由任何合適間距隔開的輸出孔665的集管形成。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，噴淋器664位于換熱器管束661垂直下方并在管束向上排放再循環(huán)水。噴淋器664可在管束661下方以任何合適的距離間隔布設(shè)。噴淋器創(chuàng)建蓄水池水在其區(qū)域上方的局部向上流動(dòng)，并有助于從蓄水池抽取額外的水形成再循環(huán)向上流動(dòng)模式。根據(jù)此處討論的教示，替代的噴淋器布置是可能的。
[0113]在一些實(shí)施例中，安裝換熱器610的灣650優(yōu)選地進(jìn)一步在一位置，在該位置“冷的”補(bǔ)給水注入環(huán)形蓄水池313，以補(bǔ)充從蓄水池蒸發(fā)導(dǎo)致的失水。進(jìn)入在換熱器610附近的灣650的局部補(bǔ)給水增強(qiáng)了導(dǎo)熱性能和熱的部件冷卻水的冷卻。如圖23所示，補(bǔ)給水系統(tǒng)670可包括補(bǔ)給水泵671，其從任何合適的補(bǔ)給水源向外抽吸到環(huán)形蓄水池313并通過輸入管672使補(bǔ)給水排放入環(huán)形蓄水池。輸入管672可位于灣650中任何合適的位置，在該位置不干擾由噴淋器664產(chǎn)生的流動(dòng)模式，但足夠靠近換熱器610，以獲得相比于環(huán)形蓄水池313中的水大致更冷的水的導(dǎo)熱性能效益。輸入管672可延伸穿過通過外部安全殼密封結(jié)構(gòu)300的側(cè)壁形成的穿透部635 ;然而，在其他可能的布置中，輸入管可從不同于通過側(cè)壁的位置，如從環(huán)形蓄水池313的頂部(如從環(huán)形蓄水池內(nèi)由其頂部垂直向下延伸的管道)，引入補(bǔ)充水。泵671可為任何合適類型的泵(如，離心的等)，其針對應(yīng)用條件和期望流率具有合適的吸水和壓水揚(yáng)程。管道672可為任何合適的金屬的或非金屬的管道。
[0114]應(yīng)當(dāng)理解，關(guān)于補(bǔ)給水的術(shù)語“冷的”是相比而言的，通常指補(bǔ)給水從環(huán)形蓄水池以外的外部水源獲得的事實(shí)，并優(yōu)選地具有通常低于環(huán)形蓄水池313中水溫的溫度。由于反應(yīng)堆安全殼內(nèi)的核反應(yīng)堆運(yùn)轉(zhuǎn)而將一些水轉(zhuǎn)換成水蒸汽，這些水蒸汽從反應(yīng)堆安全殼流出到大氣中，如本文所述，所以環(huán)形蓄水池中的水可典型地具有高于環(huán)境的溫度。在確定的核電站工作條件下，補(bǔ)給水可能具有等于乃至高于環(huán)形蓄水池中正在更換的水溫的溫度。相應(yīng)地，術(shù)語“冷的”用于此處用于描述的目的，以更好地描述補(bǔ)給水系統(tǒng)，而非作為限制性術(shù)語。
[0115]在反應(yīng)堆和部件冷卻水系統(tǒng)600的正常工作模式中，由部件冷卻水泵601從各種流體連接到部件冷卻水系統(tǒng)的核電站設(shè)備接收的熱水，通過冷卻水輸入管632被泵送至換熱器610 (參考圖22，24和25)。熱的冷卻水通過入口噴嘴630流進(jìn)換熱器610的輸入室614。熱的冷卻水然后通過管板612和管束611的管620向下流動(dòng)，經(jīng)由管彎曲部622反向，通過管向上流進(jìn)通道613中的輸出室615。在管620內(nèi)流動(dòng)的熱的冷卻水通過將管壁上的熱傳導(dǎo)至充水環(huán)腔313 (環(huán)形蓄水池)中的水而被冷卻?，F(xiàn)在變冷的冷卻水隨后通過連接到換熱器610的輸出管635從輸出室615流動(dòng)并返回至部件冷卻水系統(tǒng)600，用于分配以冷卻各種核電站設(shè)備。由換熱器610存入環(huán)形蓄水池中的熱擴(kuò)散入蓄水池水體并將其加熱，最終通過從反應(yīng)堆安全殼系統(tǒng)100到環(huán)境的蒸發(fā)作用消散到環(huán)境中，如本文已經(jīng)描述的。在一個(gè)實(shí)施例中，來自環(huán)形蓄水池313的加熱的水蒸汽可通過安全殼密封結(jié)構(gòu)300的穹頂316上的出口 317流到環(huán)境中。
[0116]圖中所示的方向箭頭表示此處參考各圖討論的流體的流動(dòng)路徑。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)理解，此處描述的流體管道系統(tǒng)可包括各種必須的通過完整功能系統(tǒng)的輔助設(shè)備和附件，如閥門、過濾器、壓力調(diào)節(jié)器、流量和壓力指示器、管道支架等。
[0117]換熱器610已被描述為示例性但非限制性的具有U形管束結(jié)構(gòu)的無殼換熱器，由于僅為單個(gè)分開式通道613，以及熱傳導(dǎo)管沿其垂直邊和底到環(huán)形蓄水池313最大程度的暴露，以對流過管束進(jìn)行優(yōu)化，該無殼換熱器具有以下優(yōu)點(diǎn)，諸如:結(jié)構(gòu)緊湊、制造成本低(材料和加工)。然而，應(yīng)當(dāng)理解，可使用其他使管暴露在環(huán)形蓄水池313的水中的管結(jié)構(gòu)(如無殼換熱器)。其他可能的結(jié)構(gòu)可包括在隔開和相對布設(shè)的輸入和輸出通道之間的各管端處連接的直線管束。將進(jìn)一步理解的，除了垂直之外，可采用管束的其他取向，如水平的或在垂直和水平之間成一定角度。相應(yīng)地，本發(fā)明不受換熱器結(jié)構(gòu)和取向的限制。
[0118]本新發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)包括:取消了向當(dāng)前核電站中的設(shè)備冷卻換熱器供水和眾所周知的易受元件腐蝕和老化的長引水線路，換熱器管束不會(huì)受到困擾當(dāng)今技術(shù)的與原料水長時(shí)間接觸導(dǎo)致的傳熱表面污染。應(yīng)當(dāng)理解，在一些實(shí)施例中，根