PHÂN TÍCH HỆ THỐNG AN TOÀN TRONG LÒ PHẢN ỨNG WWER1000 BẰNG PHẦN MỀM MÔ PHỎNG IAEA (Khóa luận tốt nghiệp)

PHÂN TÍCH HỆ THỐNG AN TOÀN TRONG LÒ PHẢN ỨNG WWER1000 BẰNG PHẦN MỀM MÔ PHỎNG IAEA (Khóa luận tốt nghiệp)PHÂN TÍCH HỆ THỐNG AN TOÀN TRONG LÒ PHẢN ỨNG WWER1000 BẰNG PHẦN MỀM MÔ PHỎNG IAEA (Khóa luận tốt nghiệp)PHÂN TÍCH HỆ THỐNG AN TOÀN TRONG LÒ PHẢN ỨNG WWER1000 BẰNG PHẦN MỀM MÔ PHỎNG IAEA (Khóa luận tốt nghiệp)PHÂN TÍCH HỆ THỐNG AN TOÀN TRONG LÒ PHẢN ỨNG WWER1000 BẰNG PHẦN MỀM MÔ PHỎNG IAEA (Khóa luận tốt nghiệp)PHÂN TÍCH HỆ THỐNG AN TOÀN TRONG LÒ PHẢN ỨNG WWER1000 BẰNG PHẦN MỀM MÔ PHỎNG IAEA (Khóa luận tốt nghiệp)PHÂN TÍCH HỆ THỐNG AN TOÀN TRONG LÒ PHẢN ỨNG WWER1000 BẰNG PHẦN MỀM MÔ PHỎNG IAEA (Khóa luận tốt nghiệp)PHÂN TÍCH HỆ THỐNG AN TOÀN TRONG LÒ PHẢN ỨNG WWER1000 BẰNG PHẦN MỀM MÔ PHỎNG IAEA (Khóa luận tốt nghiệp)PHÂN TÍCH HỆ THỐNG AN TOÀN TRONG LÒ PHẢN ỨNG WWER1000 BẰNG PHẦN MỀM MÔ PHỎNG IAEA (Khóa luận tốt nghiệp)

PHÂN TÍCH H TH NG AN TOÀN TRONG LÒ PH N NG WWER-1000

B NG PH N M M MÔ PH NG IAEA

hoàn thành khóa lu n t t nghi k t qu ngày hôm nay,

t ng d ng viên và truy t v n ki n th c quý báu và

t o m u ki n thu n l i cho em trong quá trình h c t p và th c hi n khóa lu n

quý Th y, Cô Khoa Khoa K Thu t H t Nhân và

t v n ki n th em có m t n n móng ki n th c v ng ch th c hi tài nghiên c u ngày hôm nay

n trong l p K36 cánh cùng tôi trong nh c qua, dành s

có th hoàn thành t t khóa lu n t t nghi p này

Sinh viên

PWR Pressurizer Water Reactor Lò ph n c áp l c

Reactor

Ki u lò ph n c thi t k b i Nga

3 ng, ph m vi kh o sát 1

4 u 1

5 B c c 2

NG QUAN V LÒ PH N NG H T NHÂN 3

1.1 T ng quan v lò ph n ng 3

1.1.1 Ph n ng phân h ch 3

1.1.2 Phân lo i các lò 4

1.2 Gi i thi c áp l c 6

1.3 Lò ph n ng WWER 7

1.3.1 Gi i thi u lò ph n ng WWER-1000 7

1.3.2 C u t o lò ph n ng WWER-1000 7

1.3.2.1 Lò ph n ng: 7

1.3.2.2 Nhiên li u và vùng ho t 8

10

t t i nhi t lò ph n ng 11

1.4 H th ng an toàn c a lò ph n ng WWER-1000 .11

1.4.1 H th ng làm mát kh n c p (ECCS) áp su t cao 11

1.4.2 H th ng b o v p áp su t cao 11

1.4.3 H th ng làm ngu i kh n c p theo k ho ch 12

1.4.4 Ph n th ng c a h th ng làm ngu i kh n c p vùng ho t 12

1.4.5 H th ng phun .12

1.4.6 H th ng kh khí- c 13

1.4.7 H th ng bù kh n c p c 13

1.4.8 H th ng cung c t cho các thi t b 13

N M 15

ng h c lò ph n ng h t nhân 15

ph n ng 15

2.1.2 ng c ph n i v i ho ng c a lò ph n ng 16 c tính c a tr ng thái lò ph n ng trong các vùng công su t .17

2.2.1 Kh ng ph n m m .18

2.2.2 Các màn hình hi n th trong ph n m m IAEA Simulator 19

2.2.2.1 CPS ( Control and Protection Screen) 19

2.2.2.2 TAB 21

2.2.2.3 Màn hình 1C 22

2.2.2.4 Màn hình TK (Feed and bleed) 23

2.2.2.5 Màn hình TQ 24

2.2.2.6 Màn hình 2C 25

2.2.2.7 Màn hình GRP 26

2.2.2.8 B ng tham s c a lò ph n ng (PAR) 27

2.2.2.9 Màn hình 3D 28

TH NG AN TOÀN KHI X Y RA CÁC S C 30

3.1 Lò ph n ng x y ra SCRAM và khôi ph c l i công su u .30

3.1.1 Lò ph n ng x y ra SCRAM 30

3.1.2 Lò ph n ng khôi ph c công su t 32

3.2 Thông s c a lò khi x y ra các tai n 35

3.2.1 1 b k t 36

3.2.1.1 Cách th c hi n .36

3.2.1.2 Di n bi n c a s c 36

3.2.2 M h 1) 40

3.2.2.1 Cách th c hi n 40

3.2.2.2 Di n bi n c a tai n n 41

3.2.3 c c p FWP-1 b h ng 45

3.2.3.1 Cách th c hi n 45

3.2.3.2 Di n bi n 45

K T LU N 48

TÀI LI U THAM KH O 49

t trong nh ng ngu ng s ch, gi m thi ng

h t nhân khi nhà máy g p s c ho c tai n n do s thi u kinh nghi m c i v n

n hành c a các h th ng an toàn bên trong lò ph n ng b ng ph n

Thu th p tài li lý lu tài nghiên c u.Nghiên c u tài li u

n lò ph n ng WWER-1000 và tài li n ph n m m mô

ph ng IAEA

Reactor) (Robin Chaplin, June 2015, tr.8)

1.1 T ng quan v lò ph n ng

Hình 1.1 C u t o c a lò ph n ng h n

1.1.1 Ph n ng phân h ch

Lò ph n ng h t nhân ng d a trên ph n ng phân h ch Khi m tron b n phá h t nhân U235, h t nhân này b v thành hai h t nhân con

Uranium tnhiên Graphit c nh

Lò khí graphit c i

ti n

Uranium tnhiên Graphit Khí He

8 FBR Lò tái sinh

nhanh

Uranium làm giàu ho c Plutonium

g trong tòa nhà lò ph n ng Thi t k lò ph n ng WWER-1000 bao g m h u khi n t ng, h th ng an toàn th ng và h th ng che ch n cùng v i m t s thi t k lò ph n ng h t nhân th h th 3 theo tiêu chu n c a IAEA.(Dan Gabriel Cacuci, 2010, tr.2249).

1.3.2 C u t o lò ph n ng WWER-1000

1.3.2.1

8 W/cm

Hình 1.7 Các

21500 /h

16.02 MPa

350 0C17.64 MPa1.2 /h

1.4 H th ng an toàn c a lò ph n ng WWER-1000.

H th ng an toàn c a lò ph n ng WWER-1000 bao g m các h th c

thi t b c bi t

H th ng an toàn luôn tr ng thái s n sàng ho ng Trong nh ng

h p mà các h th u khi i v n hành không th gi cho các thông s

i m c gi i h n thì h th ng an toàn s c kh ng

1.4.1 H th ng làm mát kh n c p (ECCS) áp su t cao

H th ng làm mát kh n c p (ECCS) áp su cung c p boron cho lò ph n ng khi chênh l ch áp su t c a ch t l ng trong lò ph n ng nh

2

)

N boron (16g/kg axit boric ) nhi 60- 700 n lò

ph n ng t các b áp su ng d c l p Trong vòng 30 phút

u tiên thì không c n s can thi p c i v ng t

c dùng cho vi c v n chuy n ch t làm mát vào lò ph n ng Ngoài ra, còn có các

1.4.2 H th ng b o v p áp su t cao

trong thùng lò ph n ng, b u áp và các thi t b

- Làm ngu i theo k ho ch c m thi t b lò ph n ng trong th i gian

d ng lò và d n thoát nhi a vùng ho t khi ti o nhiên li u

- H th ng còn có nhi m v d n nhi n hành s a ch a các thi t b c a c m thi t b lò ph n ng h p m t ch t t i nhi t

th ng thu c lo i các h th ng b o v an toàn, còn v c p ch a ch n thu c

lo i c p I

1.4.5 H th ng phun.

Có nhi m v :

Làm gi m áp su t khu nhà lò khi h p và vòng th c p.Liên k ng v phóng x i t và làm y b trong các ch mà

n ra quá trình liên k t i t, cá các ch t phóng x d ng khí khác S ng các kênh c a h th ng v i s kênh c a các h

th ng an toàn trong các t máy M i h th ng có:

Thùng ch a dung d ch phun

trong tình hu ng kh n c ng h p sôi ch t t i nhi p,

Duy trì các gi i h u ki n v n hành an toàn các thi t b lò ph n

ng trong ch tu n hoàn t nhiên ch t t i nhi p

1.4.7 H th ng bù kh n c p c

nhà máy và trong các ch kh n c m b o d n thoát kh n c p nhi

và làm ngu i c m thi t b trong lò ph n c và h ng hóc h

1.4.8 H th ng cung c t cho các thi t b

Là h th ng quan tr i v i an toàn và kiêm nhi m các ch m

b o an toàn ( d n thoát nhi t t vùng ho t qua các thi t b i nhi t làm ngu i

kh n c p, làm ngu i các thi t b c a h th ng an toàn) và c a h th ng làm vi c

ng; d n thoát nhi t t các thi t b i nhi t c a m ng trung gian ).Nhi m v :

- D n thoát nhi t t các thi t b tiêu th ng c ng lò ( các

b , thi t b i nhi t c a m ng trung gian, m t lo t các h th ng thông

các ch làm ngu i theo k ho ch c a c m thi t b lò ph n ng)

- D n thoát nhi t t các thi t b c a các h th ng an toàn khi có s c

nh ng ph n h i nhanh chóng v tin c y cao Sau khi rút g t s h th ng

b u khi n th u khi n ph c dùng cho vi c phân tích

ph n ng có th d i nhi nhiên li u và ch t làm ch m.

ph n ng ph thu c riêng vào nhi nhiên li u và nhi ch t làm

ch a 2 thông s nhi là r t l n Vì v y, chúng không tách r i thành các tham s riêng bi t

S phân b nhi ph thu c vào v t li u, ki u thành ph n c p nhi

công su t t i v trí nh i v i thành ph n cung c p nhi t r n, nhi cao nh t t i trung tâm vùng ho t và càng gi phía biên Khi công su t b ng 0, nhi trung bình bên trong nhiên li u b ng nhi

ch t làm ch m Khi công su t khác 0, nhi trung bình bên trong nhiên li u

t làm ch i v i m t ki u c u trúc c p nhi c thì s

chùm neutron và nhi ch t làm ch m

ii) Ti t di n phân h ch c a nhiên li u ph thu c vào nhi ch t làm ch m

;iii) Ti t di n tán x c ( và công su t trung bình ph thu c vào nhi ch t làm ch m;

iv) S h p th c ng c a neutron ph thu c vào nhi c a nhiên

li u;

v) Ti t di n c a l p che ph ph thu c vào nhi ch t làm ch m

V i nh ng lý do trên, ta có th k t lu n r ph n ng ph thu c tr c ti p vào nhi c a ch t làm ch m (m c i, iii, v), ho c thông qua nhi nhiên li u

- W

5 0

ngoài

2.2 Ph n m m IAEA Simulator

Ph n m m mô ph ng lò ph n ng WWER- c phát tri n cho m c

o nhân viên v n hành Ph n m m này có th th c hi n trên máy tính cá nhân v i th i gian th c và cung c p các ph n ng chân th ng c a lò

Có 2 lo u 1 l n ho c thay nhiên li u 5 l n

- Ch n lo i t p tin

L a ch s p x p các công vi c v i các lo i t p tin khác nhau

- Thanh công c

2.2.2 Các màn hình hi n th trong ph n m m IAEA Simulator

2.2.2.1 CPS ( Control and Protection Screen)

Hình 2.2 Màn hình CPS

à màn hình chính c a ph n m m mô ph ng Màn hình th hi n các thông s c a nhà máy:

- Các thi t b u khi ph n ng

- Thông s c a lõi lò ph n ng và c a nhiên li u

Các thi t b u khi ph n ng trong mô ph ng bao g m:

- u ch nh các nhóm u khi n

- u khi n các thanh u khi

Hình 2.5 Thông s c a lõi lò

2.2.2.2 TAB

Màn hình TAB th hi n các tín hi u do các s c hay tai n n trong lò ph n ng.

2.2.2.4 Màn hình TK (Feed and bleed)

Màn hình TK th hi n các thi t b trong ba h th ng khác nhau:

- H th ng cung c p và làm loãng boron

H th ng cung c p th hi n phía trên bên ph i màn hình

ng, b i nhi ng ng cung c c n i v i chân l nh c a 4 SG

th ng này bao g ng ng thoát t chân l nh c a SG-2, 2 b i nhi t,

2 b u khi n t ng

c a màn hình H th ng này bao g m b ch ng ng cung c p boron v i

ch c s làm loãng boron Trong quá trình cung c p

c l y t b ch ng ng cung c p Trong

p Làm loãng và cung c p boron có th c hi n b ng tay

Hình 2.8 Màn hình h th ng các thi t b cung c p và thi t b thoát (TK)

H th ng cung c c th hi n bên trái c a màn hình Bao g m 2

b ch a boron, b áp su t th c l t bên trong tòa nhà lò và b áp su t cao

n m ngoài tòa nhà lò

th ng bao g m các thi t b : b ch ng d n v ng d n v i 4

u khi n t ng

Hình 2.10 Màn hình vòng th c p (2C)

2.2.2.7 Màn hình GRP

Màn hình này th hi th c a các tham s c mô ph ng Tr c n m ngang th hi n th i gian mô ph ng, tr ng th hi n các tham s c ch n

- giàu nhiên li u (% U-235)

- BUR: nhiên li t chat ( MW*day)

Giá tr t i thi u c a tham s c ch n th hi n l t b ng màu

h ng và xanh

Hình 2.12 Màn hình hi n th các thông s trong lõi lò (PAR)

2.2.2.9 Màn hình 3D

Màn hình th hi c gi 3 chi u c a các tham s c mô ph ng

Hình 2.13 Màn hình gi ba chi u (3D)

cho vi c phân tích các thông s trong lò ph n ng WWER-1000.

gi m thi c các r i ro cho lò ph n ng xung quanh.

s trình bày các thông s c a lò ph n ng khi x y

3.1 Lò ph n ng x y ra SCRAM và khôi ph c l i công su u.

SCRAM là cách th d p lò ph n ng kh n c p khi x y ra các tai

n n gây n s an toàn c a lò ph n ng Trong lò ph n ng

u khi ng lõi lò ph n ng trong vòng 2 giây và công su t lò ph n ng nhanh chóng gi m xu ng m c 0%

Các tín hi u xu t hi n trong màn hình TAB:

khi n

Hình 3.1 Các tín hi u xu t hi n khi lò ph n ng x y ra SCRAM

m b ph n ng âm và duy trì SCRAM trong lò ph n ng thì cung

c p thêm boron vào p b ng cách:

Kh ng TB10D02, m van TB10S17, TB10S26, TB10S24 và thêm

Tình tr ng d p lò kh n c t Các thông s c c th hi n trong b ng 3.1

B ng 3.1 Giá tr c a m t s ng sau khi x y ra SCRAM

p l ph n ng âm r t l n trong lò ph n ng do dung d ch boron và các

t u khi n bên trong lò ph n ng lò ph n ng h i ph c công su t ban

u b ng cách:

ra kh i lò ph n u khi n t 1-9 ra ngoài hoàn toàn, riêng nhóm 10 thì kéo lên kho ng 60-75% so v

có th u khi n ra ngoài thì c o r ng không có

b t kì m t tín hi u nào xu t hi n trong màn hình TAB M t trong nh ng tín hi u

thì c n : t t các van RA11S01, RA12S01, RA13S01 ,RA14S01 và b t van chính RA11S03

Nâng công su t lò b ng cách: làm loãng dung d ch boron trong lò ph n ng

lò ph n ng t b TK70B01

Hình 3.3 V trí các thi t b p

Ti p t c làm loãng dung d ch boron Gi các van TK70S11, TK70S14 m và thêm vào vòn c s ch t b TK70B01

Khi n boron t 6.4 -6.7 g/kg thì ng ng làm loãng dung d ch boron

t h th u khi n công su t t ng Ti p t c nâng công su t lò

b ng cách làm loãng dung d ch boron trong lò ph n ng

u khi n t n nhóm 9 ra kh i lò ph n ng hoàn toàn và ch u khi u khi n s 10 khi c n thi t

Nâng công su t m c kho ng 10 % Khi công su t kho ng 70% công su u thì nâng công su t m c ch kho ng 5% Khi công su t

m c 97% -98% thì b t b u khi n công su t t u ch nh

c c p b h ng Trong ph n này, tác gi s trình bày di n bi n c a lò ph n

ng khi x y ra tai n n c l p và ho ng c a h th ng an toàn trong lò ph n ng khi x y ra các tai n n nêu trên

B ng 3.2 Thông s c a các b ph n khi lò ph n ng tr ng thái bình ng

nh công su t 65%

di n ra nhanh chóng

- Th m 300 giây: Khi công su t lò ti p t c gi m nhanh thì h th ng

u khi n và b o v lò ph n ng nh m c công su t là 65%

c trong SG-1 b u suy gi m thì h s c a b u khi n m c trong SG-1

198 mm trong vòng 10 giây k t lúc tai n n x y ra Kho ng th i gian này có th

cho vi c s a ch a nguyên nhân c a tai n n này

xu ng còn 2940C giúp cho m c trong SG-1 tr l i giá tr u.

c kích ho t

tr ng thài nh

k 1, công su t lò ph n ng gi m xu ng 66% sau khi 90 giây Và công

su t lò ph n c duy trì b i ACP

b u gi m Sau khi cân b ng thì h s u khi n m c

tr l i giá tr nh m u Bên c s u khi n m c c a bình

các nhó u khi n vào lò ph n ng thì PP-1 ch t s nhóm thanh

u khi n vào lò ph n ng , ví d nhóm s 10 V u khi n s 10 lúc này là kho ng 25% so v Cùng th u khi n công su t

m u là 224 mm Bên c nhi c a chân nóng c a vòng 1

gi m t 3200C( lúc tai n n x y ra) xu ng còn 2900C ( lúc m c trong SG-1 h i

ph t lí do giúp cho m c trong SG-1 tr l i giá tr ban

Trong c a s danh sách bài t p (Hình 2.1) ch Trip of 1 out of 2

- 70 giây: b u khi n công su t t c kích ho t và nhóm

u khi n s duy trì công su t lò ph n ng

Bên c tai n n này ng t i m c trong c 4 SG T t c các

c cung c c do FWP-1 b h ng Tuy nhiên,

Vai trò c a h th ng an toàn

50 % so v u này làm cho công su t lò ph n ng gi m xu ng 45% trong vòng 10 giây.

lò ph n u này làm cho h th ng b o v ch n s c kích ho t và làm h n ch s t c a lò ph n ng PP-2 giúp gi v trí c a nhóm

u khi n s 1 và s 10 l t v trí 0 % và 50 % so v

N u không có h th ng AUU và PP-2, công su t lò ph n c

gi m và nhi trong lò có th t quá giá tr a s an toàn c a

lò ph n ng

an toàn cho lò ph n ng H s c a b u khi n m c c

xu ng 39 %, h th c b t lên và duy trì m c công su t này

K t lu :

Trong ph n 1 c , tác gi hi c các thông s c a các thi t b trong lò ph n ng khi x y ra SCRAM và cách th c giúp lò ph n ng tr v

s bài thí nghi m v các tai n n x y ra trong lò ph n ng bao g m : tai n n máy

Khóa lu n xây d ng các bài th c t p mô ph ng ho ng c a lò ph n ng

h t nhân VVER-1000 b ng ph n m m IAEA Simulator v i mong mu n r ng giúp

Th y Cô Gi ng viên và các b n sinh viên theo h c ngành h t nhân có cách ti p c n

3 IAEA (2011) WWER-1000 Reactor Manual (3rded.) Vienna,Austria

4 Lê Th M Vân.Mô ph ng m t s tham s ho ng c a lò VVER-440

b ng ph n m m PC 2.Khóa lu n t t nghi p K33

5 Ngô Quang Huy (2004) V t lý lò ph n ng h t nhân i h c qu c gia Hà N i

6 Robin Chaplin (June 2015) Introduction to Nuclear Reactors.

7 X.A.Andrushenko & A.M.Aphrov & B.IU Vaciliev & V.N Genheralov

& K.B Koxounov & IU.M Shemchenkov & V.Ph Ukraixev (2012)

i d ch : Nguy c Kim n h t nhân s d ng lò ph n

ng WWER-1000 Hà N i, Vi t Nam