其它装置和设备以形成一个完整的蒸汽发生系统。
[0082]2013年4月25日提交的国际PCT申请(N0.PCT/US 13/38289)对蒸汽发生器502进行了更为全面的介绍，该申请全文通过引用并入本文。正如该申请所述以及本申请图11，12和24所示，蒸汽发生器502可以垂直走向，并可轴向伸长，类似于浸没式管束热交换器620。蒸汽发生器502可以包括一套管式热交换器，垂直堆砌配置，用来通过重力驱动无源式流动装置来提取来自一次冷却剂的反应堆衰变热。
[0083]图23示出了在反应堆和发电站正常运行期间，电站涡轮发电机组(T-G)提供可利用电源的情况下，一次冷却剂(液态水)和二次冷却剂(液体供给水和蒸汽)流过反应堆容器和蒸汽发生器的循环流动环路。为了本文讨论，流体连接的蒸汽发生器502和反应堆容器500之间的一次冷却剂流形成了第一闭式流动环路。在一个实施方式中，一次冷却剂流在反应堆容器500内被核燃料堆芯501加热时，依靠冷却剂的温度和相应密度的变化情况，被重力驱动，然后，当热量传输到兰金循环的二次冷却剂回路时，在蒸汽发生器502内被冷却，兰金循环带动涡轮发电机组。一次冷却剂的不断变化的不同温度所形成的压力水头(即，热时为低密度和冷时为高密度)在反应堆容器-蒸汽发生容器系统内引导流动或循环，如方向流动箭头所示。
[0084]—般来讲，关于第一闭式流动环路，一次冷却剂由核燃料堆芯501加热并沿立管224向上流动。来自反应堆容器500的一次冷却剂然后流过反应堆容器500和蒸汽发生器502之间的一次冷却剂流体接头273，并进入蒸汽发生器。一次冷却剂在位于立管337中央内向上流动到蒸汽发生器顶部的稳压器380处。一次冷却剂改变方向并通过蒸汽发生器502管侧向下流动，通过流体接头273而返回到反应堆容器500处，在流体接头处，冷却剂进入环形下降环腔(downcorner) 222，形成一次冷却剂的流动环路。
[0085]蒸汽发生器502可包括三个垂直堆砌的传热部分，从下往上，预热器部分351、蒸汽发生器部分352、和过热器部分350 (例如，见图11，12和23)。二次冷却剂在蒸汽发生器502容器的壳侧流动。液态供给水形式的二次冷却剂来自兰金循环的涡轮-发电机组(T-G)，进入预热器部分351内底部的蒸汽发生器，并向上流过蒸汽发生器部分352，转换为蒸汽。蒸汽向上流入过热器部分350并达到过热状态。从那儿，过热的蒸汽被提取并流向涡轮发电机组(T-G)而发电。
[0086]辅助散热系统
[0087]现在，主要参照图2-3，图16，和图18，安全壳容器200可进一步包括辅助散热系统340，该系统包括独立的一套或一排散热管道341 (HDD)。在一个实施方式中，辅助散热系统340和相关的散热管道341可构成无源式反应堆芯冷却系统的组成部分，下面将详细介绍，并如图22和图23所示。
[0088]散热管道341包括多个内部纵向管道(即，流动管道)，围绕安全壳容器壳体204的周缘周向隔开配置。管道341与垂直轴线VA平行垂直延伸，并在一个实施方式中，这些管道连接到壳体204的内表面上。管道341可采用金属制成，诸如钢，并可焊接到壳体204内部。在一个可能的配置中，但不限于此，管道341可包括垂直走向的C形结构槽钢(横截面)或管材的半截面，以便槽钢两个支腿或管子都可在其整个高度上滚焊到壳体204上，从而形成密封的垂直流动管道。因此，在这个实施方式中，散热管道中的流体(液体或蒸汽相)直接接触反应堆安全壳容器200，通过安全壳容器而将热量最大限度地传输到环形储存器(主环形空间313)中的水里，储存器形成了反应堆安全壳容器200和散热管道的散热器。只要管道中输送的流体接触至少一部分内部安全壳容器的壳体204来将热量传输至充水环形空间313，就可提供这种类型结构的其它合适形状和配置的散热管道341。
[0089]在其它可能的但并不是最佳的可接受实施方式中，散热管道341可采用完全管状壁流动管道来形成(例如，全周向管截面，而不是半截面)，这些都焊接到内部安全壳容器的壳体204上。在这些类型的结构中，管道341内所输送的流体将首先通过管道的壁间接地传输热量给反应堆安全壳容器的壳体204，而后再输送到充水的环形空间313。
[0090]根据冷却流经管道的流体所要求的传热表面面积，可提供任何合适数量和配置形式的管道341。管道341可均匀地或非均匀地间隔配置在安全壳容器的壳体204的内部，且在一些实施方式中，成组的管束可以沿周向分布在安全壳容器的周围。根据管道所输送的流体流速量和传热考虑因素，管道341可以带有任何合适的横截面尺寸。
[0091]管道341的敞开的上下端部341a，341b都可流体连接到共用的上进水环形集管(ring header) 343和下出水环形集管344上。环形集管343，344垂直彼此隔开，以合适高度设置在安全壳容器200的内部，从而使管道341内垂直流动流体和安全壳容器的壳体204之间的热量传输在主动传热区内最大化，该传热区由安全壳容器各个部分构成，所述各个部分带有位于主环形空间313内的外纵向翅片220。为了利用主充水环形空间313来进行传热，上下环形集管343，344都可分别位于安全壳容器的壳体204的内部，邻近于环形空间的顶部和底部。
[0092]在一个实施方式中，如图所示，环形集管343，344都可采用弧形弯曲的钢管的半截面形成，按所示方式直接焊接到安全壳容器的壳体204的内表面上。在其它实施方式中，环形集管343，344都可采用弧形弯曲管子的整个截面来形成，以任何合适方式由壳体204的内部来支撑并与其相连接。
[0093]在一个实施方式中，散热系统340流体地连接到蒸汽源上，后者从安全壳容器200内部的水团产生，以排出反应堆芯的放射性物质衰变热。由管道341所封闭的安全壳容器表面用作传热表面来将管道内部的蒸汽的潜热送到安全壳容器200的壳体204，用来通过外部纵向翅片220和充水环形空间313来进行冷却。在使用时，蒸汽进入进水环形集管343并分配到穿过集管的管道341的敞开进水端。蒸汽进入管道341并沿安全壳容器的壳体204内部高度在其内向下流动，蒸汽经历从蒸汽到液体的相变。冷凝的蒸汽通过管道中的重力排出，被下面的环形集管344收集，蒸汽从该集管处返回到蒸汽源，在一个实施方式中，同样优选采用重力进行。应该注意的是，在上述过程中没有涉及到或不需要任何栗。
[0094]应该清楚的是，在某些实施方式中，提供了不止一组或一排散热管道341，这些管道配置在由安全壳容器形成的安全壳容器空间内的内部安全壳容器200的内表面上。
[0095]辅助空气冷却系统
[0096]根据本公开内容的另一个方面，如果由于某种原因主环形空间313内的储水在热反应堆相关事件期间要排空时(例如，L0CA或反应堆紧急停堆)，提供了一种辅助或备用的无源式空气冷却系统400，以便启用自然对流对安全壳容器200进行空气冷却。参照图8，空气冷却系统400可由多个垂直进气管道401组成，这些管道在主环形空间313内围绕安全壳容器200沿周向间隔配置。每个空气管道401包括进气口 402，其穿过安全壳容器外壳结构(CES)300的侧壁320，通向外部大气环境，以吸入环境冷却空气。进气口 402优选位于安全壳容器外壳结构侧壁320的上端附近。空气管道401在环形空间313内部垂直向下延伸，其端部在基底的基垫304上方不远距离处(例如，大约1英尺)，以便空气从管道的敞开低端逸出。
[0097]通过使用空气导管401，配合环形空间313建立自然对流冷却空气流路。如果主环形空间313内的冷却水量因为热事件而蒸发排空时，自动启动自然对流空气冷却，因为环形空间内部的空气将继续被安全壳容器200加热。经过加热的空气在主环形空间313内上升，流过二次环形空间330，进入封头空间318，并通过通风口 317而流出安全壳容器外壳结构(CES)300的穹顶316 (见方向流动箭头，图8)。上升的经加热的空气在朝向主环形空间313的底部造成空气压力下降，足够通过空气管401而向下吸取外部环境空气，从而建立了自然循环模式，继续冷却被加热的安全壳容器200。有利的是，这种无源式空气冷却系统和循环可以继续无限期地冷却安全壳容器200。
[0098]应该注意的是，主环形空间313起的作用是安全壳容器200内部产生的热量的最终散热器。另外，该环形储存器内的水的作用是将吊车所有垂直支柱331(如前所述)的温度保持在基本同一温度上，从而始终确保吊车轨道(图中未示)的水平，这些轨道安装在安全壳容器200的较大部分216内。
[0099]下面结合图19简要介绍反应堆安全壳容器系统100作为热交换器的使用原理。该图为反应堆安全壳容器系统100的简化示意图，此处为了清晰起见，没有示出所有的装置设备和结构部件，旨在说明系统所执行的主动传热和排热程序。
[0100]在冷却剂丧失(L0CA)情况下，高能流体或液态冷却剂(其通常为水)会逸出而进入安全壳容器200所形成的安全壳容器环境中。液体瞬间闪蒸为蒸汽，水蒸气会与安全壳容器内部的空气混合而后流向安全壳容器200侧壁或壳体204的内表面(因为环形空间313内的水的缘故，安全壳容器的壳体会比较冷)。水蒸气然后在垂直壳体壁上凝结，将其潜热留给安全壳容器结构金属上，后者通过纵向翅片220和环形空间内壳体204的裸露部分再将热量排放到环形空间313内的水中。环形空间313内的水加热并最终蒸发形成水蒸气，水蒸气在环形空间内上升并通过辅助环形空间330、封头空间318离开安全壳容器外壳结构(CES) 300，最终经由通风口 317而进入大气环境中。
[0101]在某些实施方式中，由于环形空间313内的储储存器位于安全壳容器环境的外部，储水量可以使用外部装置(如果有的话)而很容易地补充，以便补偿水的蒸发损失。然而，如果不能提供或没有补充水，那么，环形空间313内水柱的高度会开始下降。当环形空间313内的水位降低时，安全壳容器200也开始对水位上方环形空间内的空气加热，从而将一部分热量排放到空气中，空气上升并经由通风口 317随水蒸气一起从安全壳容器外壳结构(CES)300排出。当水位下降到一定程度，即空气管401的敞开底端(例如，见图8)暴露于水线上方时，那么，新鲜的外部环境空气会从上述的空气管401被吸入而开始自然对流空气循环模式，从而继续冷却安全壳容器200。
[0102]在一个实施方式中，提供了一些预备措施(例如，进水管路)穿过安全壳容器外壳结构(CES)300用于环形空间313内的水补充，尽管为确保适当散热是不需要的。该环形储存器内的储水量被计量为使得安全壳容器200内产生的衰变热量会充分下降，从而一旦水量排空时，安全壳容器能够只通过空气冷却就可排出其所有热量。安全壳容器200优选具有充分的排热能力，通过迅速排放热能，以限定安全壳容器内水蒸气混合物的压力和温度(在其设计极限内)。
[0103]如果出现全厂停电事故，反应堆芯会被强制进行“紧急停堆”，无源式堆芯冷却系统将会对堆芯的蒸汽形式的衰变热量排放，蒸汽会被引