đồ án cảnh báo nhiệt độ vùng nước bên ngoài cho nhà máy điện hạt nhân

LỜI CẢM ƠNLỜI CAM ĐOANNHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪNNHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆNDANH MỤC TỪ VIẾT TẮTDANH MỤC CÁC HÌNHLỜI NÓI ĐẦUCHƯƠNG 1: TÌM HIỄU CHUNG VỀ CẤU TẠO CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN HẠT NHÂNPPWR CỦA MITSUBISHI1. Cấu tạo ........................................................................................................................................12. Các thành phần chính trong lò phản ứng PWR Mitsubishi............................................................32.1 Thùng lò.........................................................................................................................32.1.1 Bó nhiên liệu...............................................................................................................52.1.2 Bó thanh điều khiển....................................................................................................62.2 Bình sinh hơi.................................................................................................................82.3 Bình điều áp..................................................................................................................92.4 Bơm tải nhiệt...............................................................................................................112.5 Các đường ống trong nhà máy điện hạt nhân .............................................................132.6 Turbine trong nhà máy điện hạt nhân..........................................................................132.77 Hệ thống điều khiển hóa chất trong nhà máy điện hạt nhân.......................................142.77.1 Hệ thống kiểm soát hóa học và thể tích (CVCS)......................................................142.7.2 Hệ thống làm mát tâm lò khẩn cấp (ECCS)..............................................................15CHƯƠNG 2: CƠ SỞ THỦY NHIỆT TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN HẠT NHÂN2. Lý thuyết thủy nhiệt trong lò phản ứng hạt nhân……………………......................……….…182.1 Quá trình sinh nhiệt trong lò phản ứng hạt nhân…………............................………..182.1.1 Năng lượng từ phản ứng phân hạch………………......................................………..192.1.2 Các thông số sinh năng lượng và truyền năng lượng…….......................……...……212.2 Phân bố thông lượng notron và công suất……………......…....................………….232.3 Tâm lò đồng nhất không có vành phản xạ………………....................……………..242.4 Lò phản ứng đồng nhất có vành phản xạ…………....................……………………242.5 Ảnh hưởng của các thanh điều khiển……………....................………………..……252.6 Truyền nhiệt trong viên nhiên liệu………………....................…………………..…262.7 Hệ số dẫn nhiệt của viên nhiên liệu…………...………....................…………….....262.8 Truyền nhiệt từ nhiên liệu tới chất làm mát…………...................…………..…......262.9 Dòng chảy một pha của nước trong bó thanh nhiên liệu……...................……........29CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG CẢNH BÁO NHIỆT ĐỘ NƯỚC SÔNG, BIỂN NGOÀI NƠIĐẶT ĐƯỜNG ỐNG TRAO ĐỔI NHIỆT VỚI NHÀ MÁY ĐIỆN HẠT HẠT NHÂN1. Giới thiệu về ngôn ngữ lập trình c và phần cứng Arduno……................................……..……302.1 Giới thiệu về ngôn ngữ lập trình C……...................…………………………...……312.2 Giới thiệu về phần cứng lập trình Arduino……...................…………………………322. Nguyên lý hoạt động của hệ thống…………………….......................…..........................……333. Code lập trình để hệ thống hoạt động………….........................................……........…...……344. Kết quả mô phỏng của chương trình sau khi xuất ra màng hình máy tính................................365. Kết luận…………………………………………………..……........................………….........37Tài liệu tham khảo………………………………………………....................………………....41

Em xin bày tỏ lòng biết ơn tới Ban Lãnh đạo Trường Đại học Điện lực

đã tạo điều kiện cơ sở vật chất, tài liệu trong quá trình học tập và nghiên cứu đề tài

Cuối cùng, em xin cảm ơn đến gia đình, bạn bè và tập thể Đ9ĐHN đã luôn động viên, giúp đỡ Tôi hoàn thành đồ án

Dù đã cố gắng hết sức, song thời gian hạn chế cũng như kinh nghiệm còn hạn chế, đồ án này không thể tránh khỏi những sai sót em rất mong nhận được

sự chỉ bảo, đóng góp ý kiến của thầy cô để tôi có điều kiện bổ sung, nâng cao ý thức của mình, phục vụ công tác thực tế sau này

Em xin chân thành cảm ơn!

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng Tôi và được sự hướng dẫn khoa học của ThS Đinh Văn Thìn Các nội dung nghiên cứu, kết quả trong đề tài này là trung thực và chưa công bố dưới bất kì hình thức nào trước đây Những số liệu trong các bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá được chính tác giả thu thập từ các nguồn khác nhau có hi rõ trong phần tài liệu tham khảo

Ngoài ra, trong luận văn còn sử dụng một số nhận xét, đánh giá cũng như số liệu củacác tác giả, cơ quan tổ chức khác đều có trích dẫn và chú thích nguồn gốc

Nếu phát hiện có bất kì sự gian lận nào Tôi xin cam đoan hoàn toàn chịu trách

nhiệm về nội dung đồ án của mình Trường Đại học Điện lực không liên quan đến những vi phạm tác quyền, bản quyền do Tôi gây ra trong quá trình thực hiện (nếu có)

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

TỪ VIẾT

TẮT

CDF Core Damage Frequency Tần Số Hỏng Tâm Lò

CS Core Spray Hệ Phun Vùng Hoạt

NPP Nuclear Power Plant Nhà Máy Điện Hạt Nhân

PRA Probabilistic Risk Analysis Phân Tích Rủi Ro Xác

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1 Tổng quan về cấu hình của PWR 1

Hình 3 Cấu tạo của viên nhiên liệu 5

Hình 7 Bộ phận chống rò rỉ của bơm 10 Hình 8 Sơ đồ khối của bộ phận chống rò rỉ của bơm 11 Hình 9 Hệ thống đường ống của nhà máy PWR Mitsubishi 11 Hình 10 Cấu tạo của Turbine và nhà máy phát điện 12

Hình 12 Mô hình hệ thống bơm áp suất cao 14 Hình 13 Mô hình hệ thống bơm áp suất thấp 16 Hình 14 Mô hình hệ thống bơm áp suất thấp 18 Hỉnh 15 Sơ đồ phản ứng phân hạch U 235 18 Hình 16 Cấu trúc giải phóng năng lượng trong lò phản ứng 20 Hình 17 Phản ứng phân hạch dây chuyền 21 Hình 18 Quá trình sinh nhiệt trong lò phản ứng 21 Hình 19 Ảnh hưởng của vành phản xạ tới phân bổ thông lượng notron nhiệt 20 Hình 20 Ảnh hưởng của các thanh điều khiển tới phân bố thông lượng notron 22 Hình 21 Phân bố nhiệt của viên nhiên liệu 21 Hình 22 Sự phân loại của các trạng thái dòng chảy 29

Hình 24 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của chương trình 33 Hình 25 Kết quả mô phỏng ở mức nhiệt độ 32 o c 36 Hình 26 Kết quả mô phỏng ở mức nhiệt độ 45 o c 36

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN

LỜI CAM ĐOAN

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC HÌNH

LỜI NÓI ĐẦU

CHƯƠNG 1: TÌM HIỄU CHUNG VỀ CẤU TẠO CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN HẠT NHÂNP PWR CỦA MITSUBISHI

1 Cấu tạo 1

2 Các thành phần chính trong lò phản ứng PWR Mitsubishi 3

2.1 Thùng lò 3

2.1.1 Bó nhiên liệu 5

2.1.2 Bó thanh điều khiển 6

2.2 Bình sinh hơi 8

2.3 Bình điều áp 9

2.4 Bơm tải nhiệt 11

2.5 Các đường ống trong nhà máy điện hạt nhân 13

2.6 Turbine trong nhà máy điện hạt nhân 13

2.77 Hệ thống điều khiển hóa chất trong nhà máy điện hạt nhân 14

2.77.1 Hệ thống kiểm soát hóa học và thể tích (CVCS) 14

2.7.2 Hệ thống làm mát tâm lò khẩn cấp (ECCS) 15

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ THỦY NHIỆT TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN HẠT NHÂN 2 Lý thuyết thủy nhiệt trong lò phản ứng hạt nhân……… ……….…18

2.1 Quá trình sinh nhiệt trong lò phản ứng hạt nhân………… ……… 18

2.1.1 Năng lượng từ phản ứng phân hạch……… ……… 19

2.1.2 Các thông số sinh năng lượng và truyền năng lượng…… …… ……21

2.2 Phân bố thông lượng notron và công suất……… … ………….23

2.3 Tâm lò đồng nhất không có vành phản xạ……… ……… 24

2.4 Lò phản ứng đồng nhất có vành phản xạ………… ………24

2.5 Ảnh hưởng của các thanh điều khiển……… ……… ……25

2.6 Truyền nhiệt trong viên nhiên liệu……… ……… …26

2.7 Hệ số dẫn nhiệt của viên nhiên liệu………… ……… ……… 26

2.8 Truyền nhiệt từ nhiên liệu tới chất làm mát………… ………… … 26

2.9 Dòng chảy một pha của nước trong bó thanh nhiên liệu…… …… 29

CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG CẢNH BÁO NHIỆT ĐỘ NƯỚC SÔNG, BIỂN NGOÀI NƠI ĐẶT ĐƯỜNG ỐNG TRAO ĐỔI NHIỆT VỚI NHÀ MÁY ĐIỆN HẠT HẠT NHÂN 1 Giới thiệu về ngôn ngữ lập trình c và phần cứng Arduno…… …… ……30

2.1 Giới thiệu về ngôn ngữ lập trình C…… ……… ……31

2.2 Giới thiệu về phần cứng lập trình Arduino…… ………32

2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống……… … ……33

3 Code lập trình để hệ thống hoạt động………… …… … ……34

4 Kết quả mô phỏng của chương trình sau khi xuất ra màng hình máy tính 36

5 Kết luận……… …… ………… 37

Tài liệu tham khảo……… ……… 41

LỜI MỞ ĐẦU

Với những đóng góp đáng kể cho công cuộc phát triển bền vững, năng lượng hạt nhân được coi là động lực của việc thúc đẩy sự phát triển của khoa học và công nghệ Hiện nay, công nghệ hạt nhân đang được ứng dụng rộng rãi không chỉ trong ngành công nghiệp năng lượng mà còn ở nhiều lĩnh vực khác Việc ứng dụng các công nghệ này trong quá trình sản xuất đã mang đến giải pháp cho việc đương đầu với những thách thức của quá trình phát triển toàn cầu, như đảm bảo an ninh năng lượng, môi trường, an toàn thực phẩm hay thúc đẩy sự tiến bộ của nền khoa học

Như chúng ta đã biết việc xây dựng các nhà máy điện hạt nhân luôn được ưu tiên xây dựng tại các khu vực gần bờ biển, các con sông lớn với mục đích là tận dụng các nguồn nước lớn đó để trao đổi nhiệt cho nhà máy

Chính vì nguyên nhân trao đổi nhiệt với nhà máy điện hạt nhân nên nhiệt độ tại các vùng biển, sông ngoài này có khả năng tăng cao, ảnh hưởng đến môi trường sống của các sinh vật tại đó Xuất phát từ vấn đề này em đã xây dựng đồ án hệ thống cảnh báo nhiệt độ cao tại vùng biển, sông ngoài nơi đặt nhà máy điện hạt nhân để góp phần cảnh báo khi nhiệt độ lên cao góp phần bảo vệ môi trường sống của sinh vật cũng như con người xung quanh nhà máy

Đồ án của em chia thành 3 chương chính: chương 1 là tìm hiễu chung về cấu tạo của nhà máy điện hạt nhânp PWR của Mitsubishi; Chương 2 là cơ sở thủy nhiệt trong nhà máy điện hạt nhân; Chương 3 là hệ thống cảnh báo nhiệt độ nước biển, sông ngoài nơi đặt đường ống trao đổi nhiệt với nhà máy điện hạt hạt nhân

Do thời gian hạn hẹp và kinh nghiệm còn hạn chế nên đồ án này không thể tránh khỏi những sai sót, kính mong thầy cô giúp đỡ và chỉ bảo thêm để đồ án của

em được hoàn chỉnh hơn

Người thực hiện (Kí và ghi rõ họ tên)

Lưu Võ Nhất Duy

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2019

1

SV: Lưu Võ Nhất Duy

CHƯƠNG I : CẤU TẠO NHÀ MÁY ĐIỆN HẠT

NHÂN PWR CỦA MITSUBISHI

1 Cấu tạo nhà máy điện hạt nhân PWR của Mitsubishi

Hình 1: Tổng quan về cấu hình của PWR

Các thành phần chính của nhà máy điện hạt nhân PWR của Mitsubishi

• Tòa nhà lò phản ứng

• Tòa nhà sử lí nhiên liệu

• Tòa nhà hỗ trợ

• Tòa nhà chứa hệ thống tải nhiệt

Nhà lò được coi là lớp rào cản cuối cùng của Hệ thống làm mát nhà lò

và các thành phần chính khác chứa phóng xạ đều được bao quanh bởi nhà lò

Hệ thống thay đảo nhiên liệu và bể chứa nhiên liệu đã qua sử dụng được

đặt trong tòa nhà xử lí nhiên liệu

Một hệ thống máy phát điện và tuabin chính được đặt trong tòa nhà lò nhà

hệ thống phát điện

Tòa nhà chứa thùng lò phản ứng, chính là nơi xảy ra các phản ứng phân

hạt nhân để tạo thành năng lượng làm quay tuabin để sản xuất ra điện, là con

tim của nhà máy điện hạt nhân PWR Một lò phản ứng hạt nhân PWR được cấu

tạo bởi những thành phần sau: thùng lò phản ứng, bình điều áp, bình sinh

hơi, hệ thống bơm cấp nước, các đường ống, và hệ thống hỗ trợ để lò phản ứng

Hình 2: Cấu tạo của thùng lò PWR

Thùng lò là một thùng hình trụ với đáy và đỉnh là hình bán cầu Đỉnh của thùng có mở ra được khi thay thế nhiên liệu bên trong Thùng là chủ yếu được tạo từ thép hợp kim thấp Tất cả các bề mặt bên trong của thép hợp kim được phủ bởi một lớp phủ bằng thép không gỉ để chống lại sự ăn mòn khi xúc với nước tải nhiệt Thùng lò được thiết kế để có thể chịu được áp suất để chống lại nếu như xuất hiện sự cố hoặc các tai nạn nghiêm trọng

Mỗi cửa dành cho con người được thiết kế để đáp ứng được yêu cầu kín gió, và có một buồng với cửa đôi Vùng hoạt và nhiều bộ phận quan trọng khác đều được đặt trong thùng lò Vùng hoạt là nơi tập trung các bộ nhiên liệu và các

bộ thanh điều khiển

Hình 3: Cấu tạo của thùng lò PWR

Chiều cao của lớp vỏ ngoài là 76800 mm, đường kính bên trong thùng

lò là 40000mm, chiều dày của đỉnh thùng lò là 300mm, và độ dày của các

điểm như trên hình vẽ

Thùng lò có một cửa sập to dành cho máy móc hoặc dụng cụ bảo dưỡng Một cửa dành cho lối vào của con người, một cửa để đề phòng trường hợp di tản khẩn cấp Mỗi cửa dành cho con người được thiết kế để đáp ứng được yêu cầu kín gió, và có một buồng với cửa đôi Vùng hoạt và nhiều bộ phận quan trọng khác đều được đặt trong thùng lò Vùng hoạt là nơi tập trung các bộ nhiên liệu và các bộ thanh điều khiển

ra thành 2 mảnh vỡ bởi sự phân hạch Năng lượng nhiệt được sinh ra bởi phản ứng phân hạch trong một viên nhiên liệu khoảng 200 (J/s) Theo đó, thông lượng nhiệt trên bề mặt của lớp vỏ thanh nhiên liệu khoảng 580 kilojoule/ 𝑚2 trên giây Giữa các viên nhiên liệu và lớp vỏ tồn tại một khe hở nhỏ để cân bằng sự giãn

nở vì nhiệt của các chất, tuy nhiên khe hở này sẽ làm giảm khả năng truyền nhiệt

từ lõi thanh sang chất tải nhiệt Để tăng cường khả năng dẫn nhiệt, người ta lấp đầy khí Heli vào không gian này (do Heli dẫn nhiệt rất tốt) Trong quá trình hoạt động, khe hở này (khoảng 100 micro met) dần dần được lấp đầy bởi giãn nở nhiệt cũng như các sản phẩm phân hạch và có thể hoàn toàn biến mất đồng thời

dễ phát hiện ra hở nhiên liệu

Kích thước của một viên nhiên liệu được sử dụng cho lò phản ứng PWR có dạng hình trụ đường kính 8.2mm và chiều cao của viên nhiên liệu là 11.5mm

Hình 4: Cấu tạo của viên nhiên liệu

Viên nhiên liệu được xếp vào trong thanh nhiên liệu được làm từ hợp kim Zirconium hình trụ có đường kính 9,5 mm Chiều dài của nhiên liệu trong một thanh là 3.66 m Nhiều thanh nhiên liệu gộp lại tạo thành bó nhiên liệu Bó nhiên

Chiều cao của bộ nhiên liệu tính cả 2 giá đỡ bên trên và dưới khoảng 4.06

m Chiều cao của thanh nhiên liệu là 3.66m Chiều rộng của bộ nhiên liệu khoảng 214mm Các bó nhiên liệu được sắp xếp trong thùng lò tạo thành một dạng gần giống hình trụ, gọi là vùng hoạt lò phản ứng

2.1.2 Bó thanh điều khiển

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2019

7

SV: Lưu Võ Nhất Duy

- Các thanh điều khiển được đưa vào vùng hoạt lò phản ứng PWR theo chiều

từ trên xuống Ở phần trên của thùng lò sẽ có bộ phận dẫn động thanh điều khiển

• Vật liệu của thanh điều khiển

- Thanh điều khiển thường được làm chủ yếu từ nguyên tố có khả hấp thu mạnh notron, không bị phân hạch hạt nhân như Cadminium, Gadolinium

- Vỏ của thanh điều khiển có dạng hình trụ bằng thép không gỉ

• Phương thức hoạt động

- Thanh điều khiển được gắn liền với một bộ phận máy móc nâng hạ bằng điện

tử, nhưng vẫn có bộ phận điều khiển bằng tay khi hệ thống điện tử bị sự cố Để tối ưu hóa an toàn cho nhà máy hạt nhân, khi hệ thống điều khiển điện tử cơ học bị sự cố, các thanh điều khiển sẽ rơi tự do xuống vùng hoạt dưới tác dụng của trọng lực để dập lò trong trường hợp khẩn cấp

Hình 6: Cấu tạo bình sinh hơi

Bình sinh hơi (SG) tạo ra hơi nước bão hòa từ nước ở vòng sơ cấp để cấp cho tua bin hơi chính bằng cách lấy nhiệt từ chất tải nhiệt chính là phản ứng hạt nhân Có 2 loại bình sinh hơi được gọi là 54F và 70F - 1 có công suất khác nhau được sử dụng trong nhà máy điện hạt nhân

Xu hướng thiết kế của bình sinh hơi là để tối đa hóa hiệu quả truyền nhiệt

từ vòng sơ cấp đến vòng thứ cấp Bình sinh hơi của lò phản ứng PWR

Mitsubishi là một bộ phận trao đổi nhiệt được trang bị nhiều ống theo chiều thẳng đứng hình chữ U, các ống này được làm từ hợp kim Ni - Cr – Fe (TT690) để có thể tạo ra hơi nước một cách hiệu quả cao Bên trong bình sinh hơi có thể tưởng tượng rằng được chia làm 3 phần, là đầu vào và ra của bình sinh hơi, phần chứa các ống truyền nhiệt, và phần tách hơi nước Nước tải nhiệt

đi vào bình sinh hơi từ chân vào và đi lên và xuống qua các ống truyền nhiệt

2.3 Bình điều áp

Bình điều áp trong lò phản ứng PWR có 2 chức năng chính, là giữ cho chất tải nhiệt lò phản ứng ở điều kiện dưới lạnh bên ngoài bình điều áp và điều khiển sự thay đổi thể tích chất làm mát lò phản ứng xảy ra trong hệ thống làm mát lò phản ứng

Hình 7: Cấu tạo bình điều áp

cả hệ thống lò phản ứng hạt nhân Nó làm việc với một hỗn hợp giữa nước và hơi nước, nếu áp suất trong hệ thống lệch khỏi giá trị cho phép thì bình điều áp

sẽ làm việc để đưa áp suất trở lại giá trị an toàn Bình điều áp có thể tích khoảng 65m, trọng lượng nặng 134 tấn, chiều cao của bình là 12654 mm, bình được đặt theo chiều thẳng đứng với các đường phun và đầu nung điện với công suất 32kW Có 3 van an toàn và 1 van xả khi có sự cố tai nạn nghiêm trọng xảy ra Bình điều áp hoạt động theo cơ chế :

- Các đầu nung điện sẽ làm việc để biến nước thành hơi nước để cung cấp thêm lượng hơi cho hệ thống lò phản ứng và tăng áp suất của hệ thống làm mát lò phản ứng

- Khi muốn giảm áp suất hoặc giảm bớt hơi nước bằng cách ngưng tụ, các vòi phun sẽ phun nước lạnh vào để làm ngưng tụ hơi, từ đó kiểm soát và điều được áp suất của cả hệ thống

Bơm tải nhiệt trong lò phản ứng được thiết kế lắp đặt để lưu thông chất

tải nhiệt trong lò phản ứng PWR

Bơm tải nhiệt có dạng thẳng đứng, một chiều Tỷ lệ dòng chảy lớn là điều cần thiết để làm mát các thanh nhiên liệu hạt nhân vì mật độ công suất trong lõi

lò phản ứng hạt nhân rất lớn Những mô hình bơm tải nhiệt được lắp đặt phổ biến là 93A (60Hz) hoặc 100D (50Hz) có thể bơm chất làm mát lò phản ứng khoảng 5,6 (m/s) Chất làm mát lò phản ứng đi qua lõi lò trong khoảng 3 - 4s và lưu thông trong toàn bộ hệ thống làm mát lò phản ứng trong vòng 15 - 16s do bơm tải nhiệt có lưu lượng lớn Tốc độ dòng chảy này có thể giữ cho nhiệt độ phản ứng trong khoảng 288°C đến 325 °C Bơm tải nhiệt lò phản ứng được chạy bằng một mô tơ điện với công suất khoảng 4600 Kw đối với mô hình bơm tải nhiệt 100D

Máy bơm làm mát lò phản ứng được trang bị cơ chế vòng đệm trục để

bảo vệ sự rò rỉ của chất làm mát lò phản ứng khi trục của máy bơm tải nhiệt

quay Rào chắn vòng đệm trục gồm có 3 bậc

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2019

12

SV: Lưu Võ Nhất Duy

Hình 9: Sơ đồ khối của bộ phận chống rò rỉ của bơm

• Vai trò của vòng đệm số 1 là để ngăn chặn áp suất của chất làm mát lò

phản ứng bị rò rỉ bằng phương pháp cấp nước áp lực cao bởi một máy

bơm nạp Áp suất nước từ bơm nạp cao hơn hệ thống làm mát lò phản

ứng Vì thế, hầu hết lượng nước từ vòng đệm số 1 được bơm vào hệ

thống làm mát sơ cấp để chống lại sự rò rỉ Cơ chế này có thể ngăn chặn

sự rò rỉ chất làm mát lò phản ứng bị nhiễm bẩn

• Phần nước còn lại của vòng đệm thứ 1 sẽ chảy lên trên bề mặt của trục

Nước này có chứa ít chất phóng xạ và hầu hết nó được thu gom vào hệ

thống kiểm soát hóa chất và dung lượng qua một đường rò rỉ

• Vẫn còn rò rỉ rất nhỏ xung quanh trục quay Vai trò của vòng đệm số 2

là để ngăn chặn áp suất nước rò rỉ và để giảm dòng chảy rò rỉ từ vòng

đệm số 1 bằng cách cung cấp nước tẩy không bị ô nhiễm từ bể đầu Vai

trò của vòng đệm thứ 3 là ngăn chặn áp suất nước rò rỉ và để giảm dòng chảy rò rỉ từ vòng đệm thứ 2

• Công suất danh định của bơm tải nhiệt lò phản ứng là 6,6kW Tốc độ

dòng chảy 24792 m/giờ Trọng lượng của bơm khoảng 100 tấn với chiều cao = 8791mm Có độ an toàn cao trong suốt 60 năm vận hành

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2019

13

SV: Lưu Võ Nhất Duy

2.5 các đường ống trong nhà máy điện hạt nhân

Các đường ống làm mát chính như chân nóng và chân lạnh của thùng lò được làm từ thép không gỉ (thép hợp kim cao) để chống lại sự ăn mòn Ngoài

ra, các đường ống sử dụng trong vòng thứ cấp được làm từ thép cacbon với tỉ lệ 0,02%< Cacbon < 2,14% với các ưu điểm như giá thành rẻ, cứng và có tính dẻo thấp, nhưng chịu ăn mòn thấp Các đường ống trong vòng thứ cấp được làm từ hợp kim thép không gỉ

Có 2 loại thép không gỉ để làm vật liệu sản xuất các đường ống này là SUS304 với tỉ lệ các nguyên tố Cr: 18 - 20%, Ni: 8 - 10,5% và SUS316 có tỉ lệ nguyên tố Cr: 18%, Ni: 12%, Mo 2,5% Loại vật liệu này có các đặc tính như mềm, có độ dẻo cao, chịu ăn mòn tốt nhưng lại có giá thành đắt Các đường ống chất tải nhiệt có đường kính trong 780mm

2.6 Turbine trong nhà máy điện hạt nhân

Tuabine trong nhà máy điện có cấu tạo như hình vẽ sau:

Hình 10: Cấu tạo của Turbine và nhà máy phát điện

Cấu trúc của turbine hơi chính gần giống như cấu trúc của một turbine trong nhà máy nhiệt điện thông thường Sự khác nhau của chúng chính là sự khác biệt giữa đặc tính của hơi nước mà chúng sử dụng Hơi chính của nhà máy nhiệt điện thông thường là hơi quá nhiệt còn hơi trong bình sinh hơi của lò PWR

là hơi bão hòa

2.77 Hệ thống điều khiển hóa chất trong nhà máy điện hạt nhân 2.77.1 Hệ thống kiểm soát hóa học và thể tích (CVCS)

CVCS là sự kết hợp của hệ thống kiểm soát hóa học và hệ thống kiểm soát khối lượng CVCS được thiết kế để cung cấp các dịch vụ sau cho hệ thống làm mát lò phản ứng

Hình 11: Hệ thống CVCS

Đối với hệ thống kiểm soát hóa học, CVCS có nhiệm vụ :

- Giảm nồng độ các sản phẩm phân hạch và các sản phẩm ăn mòn từ hệ thống

làm mát lò phản ứng

- Điều khiển nồng độ axit boric trong hệ thống làm mát lò phản ứng nếu cần

thiết

- Điều chỉnh tính chất của chất làm mát lò phản ứng

Chất làm mát lò phản ứng chứa một vài chất hóa học như axit boric và lithium hidroxit ( Li - OH ) Nồng độ của axit boric được điều chỉnh để kiểm soát độ phản ứng của lò bằng cách thêm vào hoặc làm loãng đi nồng độ axit boric

Đối với kiểm soát thể tích, CVCS làm :

Duy trì mức nước trong bình điều áp ở mức an toàn theo yêu cầu :

- Cung cấp dòng bơm phun kín cho các ống ren RSC

- Cung cấp phương tiện để làm đầy, rút nước, và kiểm tra áp suất của chất làm mát lò phản ứng

1.7.2 Hệ thống làm mát tâm lò khẩn cấp (ECCS)

Hệ thống làm lạnh vùng hoạt khẩn cấp (Emergency Core Cooling System ECCS) có chức năng làm lạnh vùng hoạt trong điều kiện sự cố mất chất tải nhiệt ( LOCA ) nhằm hạn chế sự phá hủy vỏ thanh nhiên liệu dẫn tới hạn chế sự thải các chất phóng xạ vào môi trường Hầu hết trong các nhà máy điện hạt nhân, các ECCS gồm chủ yếu hai hệ cao áp và hai hệ thấp áp

Hình 12: Mô hình hệ thống bơm áp suất cao