Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu, tính toán sự cố bình điều áp lò phản ứng AP1000

Luận văn đã mô phỏng thành công bình điều áp lò AP1000 bằng chương trình tính toán thủy nhiệt RELAP5 tại trạng thái dừng và trạng thái chuyển tiếp khi xảy ra sự cố vô ý mở van an toàn.

L i c m  n ờ ả ơ

Trong th i gian làm lu n văn, em đã nh n đ ờ ậ ậ ượ c nhi u s  giúp đ , quan ề ự ỡ   tâm t  các th y cô, gia đình và b n bè. Qua đây, em xin g i l i c m  n chân ừ ầ ạ ử ờ ả ơ   thành và sâu s c đ n th y h ắ ế ầ ướ ng d n TS. Lê Chí Dũng (H i đ ng An toàn h t ẫ ộ ồ ạ   nhân qu c gia, nguyên C c phó C c An toàn b c x  và h t nhân) đã t n tình giúp ố ụ ụ ứ ạ ạ ậ  

h c t p t i tr ọ ậ ạ ườ ng.

Tác giả

M C L CỤ Ụ

DANH M C T  VI T T TỤ Ừ Ế Ắ

ACC (Accumulators): B  tích n c cao ápế ướ

ADS (Automatic Depressurization System): H  th ng gi m áp t  đ ng.ệ ố ả ự ộ

DVI (Direct Vessel Injection): Đường d n nẫ ước tr c ti p vào thùng lòự ế

IRWRT (In­Containment Refueling Water Storage Tank): B  tr  n c thay đ o ể ữ ướ ảnhiên li u boong­ke lò.ệ

LOCA (SmallLoss Of Coolant Accident): S  c  m t nự ố ấ ước làm mát nhỏ

PRHR (Passive Residual Heat Removal): H  th ng t i nhi t d  th  đ ngệ ố ả ệ ư ụ ộ  PXS (Passive core Cooling System): H  th ng làm mát vùng ho t th  đ ng.ệ ố ạ ụ ộ

DANH M C B NG BI UỤ Ả Ể

DANH M C HÌNH VỤ Ẽ

M  Đ UỞ Ầ

Do nhu c u đi n năng tăng cao, năm 2009, Qu c h i đã phê duy t chầ ệ ố ộ ệ ủ 

trương xây d ng hai nhà máy đi n h t nhân đ u tiên   nự ệ ạ ầ ở ước ta,   Ninh Thu n,ở ậ  theo công ngh  do Liên bang Nga (g i là Ninh Thu n 1) và Nh t B n (g i là Ninhệ ọ ậ ậ ả ọ  Thu n 2) đ  xu t. D  ki n công ngh  đ  xu t cho Ninh Thu n 2 có th  làậ ề ấ ự ế ệ ề ấ ậ ể  AP1000. Vì v y, Lu n văn này đã ch n m t n i dung nghiên c u liên quan đ nậ ậ ọ ộ ộ ứ ế  AP1000

AP1000 là lò ph n  ng h t nhân thu c lo i PWR (lò nả ứ ạ ộ ạ ước áp l c) c a T pự ủ ậ  đoàn Westinghouse.Đây là lo i lò có nhi u c i ti n theo hạ ề ả ế ướng an toàn th  đ ngụ ộ  (Advanced Passive)có m c đ  an toàn cao. AP1000 có bình đi u áp v i th  tíchứ ộ ề ớ ể  

g n g p đôi các lo i lò cùng công su t. ầ ấ ạ ấ

Nhà máy đi n h t nhân là lo i hình s  d ng năng lệ ạ ạ ử ụ ượng v i hi u su t cao,ớ ệ ấ  

nh ng khi tai n n x y ra thì thi t h i vô cùng l n, nên v n đ  an toàn luôn đư ạ ả ệ ạ ớ ấ ề ượ  c

đ t lên hàng đ u. B t c  c i ti n nào cũng yêu c u ph i có s  chú ý nghiên c uặ ầ ấ ứ ả ế ầ ả ự ứ  phù h p. Vì v y, Lu n văn này đ  xu t nghiên c u v  bình đi u áp và s  c  bìnhợ ậ ậ ề ấ ứ ề ề ự ố  

đi u áp có th  x y ra đ i v i lò ph n  ng AP1000. S  c  đề ể ả ố ớ ả ứ ự ố ược mô ph ng tínhỏ  toán b ng ph n m m RELAP5 – m t ph n m m đằ ầ ề ộ ầ ề ược s  d ng tử ụ ương đ i phố ổ 

c p hi n nay trong tính toán an toàn nhà máy đi n h t nhân nói chung, cũng nhậ ệ ệ ạ ư 

được s  d ng đ  mô ph ng các s  c  gi  đ nh đ i v i các b  ph n, h  th ngử ụ ể ỏ ự ố ả ị ố ớ ộ ậ ệ ố  

c a nhà máy đi n h t nhân nói riêng. ủ ệ ạ

Do v n đ  an toàn c a nhà máy đi n h t nhân đấ ề ủ ệ ạ ược xem xét ch  y u trênủ ế  

c  s  phân tích các s  c  gi  đ nh c a lò ph n  ng h t nhân. Vì v y, dơ ở ự ố ả ị ủ ả ứ ạ ậ ưới đây, trong lu n văn này, tác gi  s  dùng c m t  “nhà máy đi n h t nhân AP1000” v iậ ả ẽ ụ ừ ệ ạ ớ  cùng ý nghĩa nh  c m t  “lò ph n  ng h t nhân AP1000”.ư ụ ừ ả ứ ạ

1. CHƯƠNG 1. LÒ PH N  NG AP1000, BÌNH ĐI U ÁPẢ Ứ Ề

1.1. Gi i thi u v  lò ph n  ng AP1000ớ ệ ề ả ứ

1.1.1 Gi i thi u chungớ ệ

Lò ph n  ng h t nhân AP1000 có công su t 1117 MWe, trong lu n vănả ứ ạ ấ ậ  này, tác gi  th ng nh t g i t t là AP1000. D a trên 20 năm nghiên c u và phátả ố ấ ọ ắ ự ứ  tri n, AP1000 để ược xây d ng và c i ti n d a trên các công ngh  đã có t  các bự ả ế ự ệ ừ ộ 

ph n đang đậ ược s  d ng trong các thi t k  c a Westinghouse. Bao g m bìnhử ụ ế ế ủ ồ  sinh h i, bình đi u áp, thi t b  đi u khi n – đo đ c, nhiên li u và thùng lò đơ ề ế ị ề ể ạ ệ ượ  c

s  d ng r ng rãi trên toàn th  gi i và đử ụ ộ ế ớ ược ki m ch ng qua nhi u năm v i để ứ ề ớ ộ tin c y cao khi v n hành. Các thành ph n chính c a AP1000 đậ ậ ầ ủ ược gi i thi u ớ ệ ở Hình 1.1

AP1000 thi t k  hế ế ướng t i s  an toàn cao và hi u su t t i  u. H  th ngớ ự ệ ấ ố ư ệ ố  

an toàn được th  đ ng hóa b ng vi c s  d ng các l c t  nhiên: Áp su t, tr ngụ ộ ằ ệ ử ụ ự ự ấ ọ  

l c và đ i l u. Bên c nh đó các tác đ ng đi u hành ph c t p đ  đi u khi n sự ố ư ạ ộ ề ứ ạ ể ề ể ự 

an toàn được gi m thi u.ả ể

Vùng ho t AP1000 bao g m 157 bó nhiên li u, chi u dài 4.3 m, s p x pạ ồ ệ ề ắ ế  theo m ng 17ả 17. Vùng ho t AP1000 g m ba l p xuyên tâm có đ  giàu khácạ ồ ớ ộ  nhau; đ  giàu c a nhiên li u theo d i t  2.35 đ n 4,8%. Thi t k   m t chu kộ ủ ệ ả ừ ế ế ế ộ ỳ nhiên li u c a vùng ho t là 18 tháng v i  y u t  công su t là 93%, t c đ  trungệ ủ ạ ớ ế ố ấ ố ộ  bình l p phát ra cao c  60000 MWD/t, các thông s  chính c a AP1000 đớ ỡ ố ủ ược ch  raỉ  

Chi u dài ho t đ ng thanh nhiên li u, m (ft)ề ạ ộ ệ 4.3 (14)

H  s  tuy n tính nhi t, kw / ftệ ố ế ệ 5.71

L u lư ượng nhi t thùng lò 10mệ 3/h(103gpm) 68,1 (300)

Di n tích b  m t máy t o h i nệ ề ặ ạ ơ ước, m2(Ft2) 11.600 

(125.000)

Th  tích bình đi u áp, m ể ề 3 (Ft 3) 59,5 (2100)

Hình 1.Nhà máy đi n h t nhân AP1000 ệ ạ

Thùng lò: Thùng lò hình tr , đ u trên và dụ ầ ưới hình bán c u, có m t bích vàầ ặ  

có th  tháo r i ph c v  cho vi c s a ch a bên trong ho c thay đ o nhiên li u.ể ờ ụ ụ ệ ử ữ ặ ả ệ  Thùng lò ch a vùng ho t, k t c u đ  vùng ho t, thanh đi u khi n và các b  ph nứ ạ ế ấ ỡ ạ ề ể ộ ậ  khác tr c ti p liên quan đ n vùng ho t. Thùng lò còn có các chi ti t bên trong lòự ế ế ạ ế  

ph n  ng, c m đ u tích h p (head packager), đả ứ ụ ầ ợ ường  ng và đố ược đ  trên c uỡ ấ  trúc bê tông tòa nhà lò

Thùng lò có l i vào (chân l nh) và l i ra (chân nóng) đ t t i 2 b  m t ngangố ạ ố ặ ạ ề ặ  

gi a m t bích và đ nh c a vùng ho t. Chân l nh đữ ặ ỉ ủ ạ ạ ược đ t trong thùng lò nh mặ ằ  cung c p v n t c dòng ngang đ  l n cho l i ra và t o đi u ki n t i  u cho thi tấ ậ ố ủ ớ ố ạ ề ệ ố ư ế  

b  h  th ng t i nhi t lò ph n  ng. Chân nóng và chân l nh đị ệ ố ả ệ ả ứ ạ ược s p x p l chắ ế ệ  nhau, ch t t i nhi t vào thùng thông qua chân l nh và ch y xu ng phía dấ ả ệ ạ ả ố ưới vùng 

ho t (downcomer), r    đáy và ch y lên qua vùng ho t đ n chân nóng.ạ ẽ ở ả ạ ế

Bình sinh h i: Có hai cái bình sinh h i ki u Delta­125 đơ ơ ể ược s  d ng trongử ụ  AP1000. D a trên thi t k  đã đự ế ế ược ch ng minh và qua s  c i ti n, bình sinh h iứ ự ả ế ơ  

có thi t k  đáng tin c y cao, ho t đ ng trên c  quá trình x  lý bay h i hóa h cế ế ậ ạ ộ ả ử ơ ọ  

c a vùng nủ ước th  c p. ứ ấ

Thi t k  c i ti n c a bình sinh h i bao g m s  m  r ng c a các đế ế ả ế ủ ơ ồ ự ở ộ ủ ườ  ng

ng, đ ng  ng đ c làm t  h p kim nhi t 690 niken, c  rôm, s t ch a trong

các t m b ng đ c l , c i thi n thanh ch ng rung, nâng c p máy chia đ   m sấ ả ụ ỗ ả ệ ố ấ ộ ẩ ơ 

c p và th  c p, nâng cao tính năng b o trì và thi t k  m t đ u kênh s  c p đấ ứ ấ ả ế ế ộ ầ ơ ấ ể truy c p d  dàng và b o trì b i công c  máy móc. T t c  các đậ ễ ả ở ụ ấ ả ường  ng trongố  bình sinh h i có th  s  d ng  ng lót trong khi c n thi t.ơ ể ử ụ ố ầ ế

B m nơ ước làm mát: Có s  quán tính cao, đáng tin c y, ho t đ ng  n đ nh,ự ậ ạ ộ ổ ị  

đ ng c  máy b m độ ơ ơ ược bao kín do đó chu trình nước làm mát ch  xuyên qua vùngỉ  

ho t, đạ ường  ng và bình sinh h i. Kích thố ơ ước đ ng c  gi m thi u qua vi c dùngộ ơ ả ể ệ  

bi n đi u khi n t c đ  đ  làm gi m yêu c u đ ng c  ngu n. Hai máy b m g nế ề ể ố ộ ể ả ầ ộ ơ ồ ơ ắ  

tr c ti p vào đ u kênh c a m i bình sinh h i. C u hình này nh m t i thi u sự ế ầ ủ ỗ ơ ấ ằ ố ể ự 

gi m áp; đ n gi n hoá các n n t ng và h  tr  c a h  th ng cho bình sinh h i,ả ơ ả ề ả ỗ ợ ủ ệ ố ơ  máy b m và đơ ường  ng; và gi m các kh  năng rò rì vùng ho t trong s  c  m tố ả ả ạ ự ố ấ  

nước làm mát nh  ỏ LOCA (SmallLoss Of Coolant Accident). Máy b m nơ ước làm mát không có h  th ng d  báo, lo i b  các kh  năng d  báo LOCA sai, đi u đóệ ố ự ạ ỏ ả ự ề  

có ý nghĩa nâng cao s  an toàn và gi m b o trì máy b m. Máy b m dùng m t lo iự ả ả ơ ơ ộ ạ  bánh xe (flywheel) làm tăng  quán tính quay đ  đ m b o khi m t đi n máy h mể ả ả ấ ệ ơ  

v n có th  t  quay thêm m t th i gian n a.ẫ ể ự ộ ờ ữ

Đường  ng nố ước làm mát chính: Đường  ng c a h  th ng nố ủ ệ ố ước làm mát lò 

ph n  ng RCS đả ứ ược c u hình t  hai h  th ng đ n gi ng h t nhau, m i cái sấ ừ ệ ố ơ ố ệ ỗ ử 

d ng m t chân nóng có đụ ộ ường kính trong 790 mm (31­inch)  đ  v n chuy n nể ậ ể ướ  clàm mát lò ph n  ng đ n bình sinh h i. C  hai vòi c a máy b m nả ứ ế ơ ả ủ ơ ước làm mát lò 

ph n  ng đả ứ ược hàn tr c ti p đ n các kênh l i ra   đáy c a bình sinh h i. Haiự ế ế ố ở ủ ơ  

ng chân l nh có đ ng kính trong 560 mm (22­inch) trong m i h  th ng đ n

đáy dướ ủi c a đ u kênh bình sinh h i lo i b  s  chéo ngang qua các chân l nh,ầ ơ ạ ỏ ự ạ  

nh  v y tránh các kh  năng rò r  vùng ho t trong s  c  m t nư ậ ả ỉ ạ ự ố ấ ước làm mát nh ỏ

D  th y, cách s p x p t p trung c a RCS cũng cung c p nh ng l i íchễ ấ ắ ế ậ ủ ấ ữ ợ  khác: Hai dòng chân l nh c a hai h  th ng đ n gi ng h t nhau (ngo i tr  thi t bạ ủ ệ ố ơ ố ệ ạ ừ ế ị 

đo đ c và các dòng k t n i nh ) bao g m các khúc u n cong có đ  d o đ  cungạ ế ố ỏ ồ ố ộ ẻ ể  

c p m t hấ ộ ướng dòng ch y có s  c n tr  th p đ  ch u đả ự ả ở ấ ể ị ượ ực s  dãn n  khác nhauở  

gi a các  ng kênh nóng và l nh; Các đữ ố ạ ường  ng đố ược tôi luy n trệ ước sau đó u nố  cong, đi u đó s  làm gi m chi phí và các yêu c u ki m tra khi đang v n hành.ề ẽ ả ầ ể ậ  

C u hình h  th ng đ n và s  l a ch n v t li u đấ ệ ố ơ ự ự ọ ậ ệ ường  ng ph i có s  u n congố ả ự ố  

đ  th p đ  cho chu trình s  c p và các đủ ấ ể ơ ấ ường  ng ph  l n đáp  ng đố ụ ớ ứ ược yêu 

c u rò rĩ trầ ước khi v  (leak­before­break).ỡ

1.1.2 H  th ng t i nhi tệ ố ả ệ

H  th ng t i nhi t AP1000 bao g m hai h  th ng đ n, m i h  th ng đ nệ ố ả ệ ồ ệ ố ơ ỗ ệ ố ơ  

có m t chân nóng và hai chân l nh, bình sinh h i, hai máy h m nộ ạ ơ ơ ước đ t   chânặ ở  

l nh c a bình sinh h i và ch  m t bình đi u áp cho c  hai h  th ng đ n.ạ ủ ơ ỉ ộ ề ả ệ ố ơ

H  th ng làm mát vùng ho t th  đ ng PXS đ m b o quá trình làm mátệ ố ạ ụ ộ ả ả  vùng ho t khi x y ra nh ng s  c  PXS t i nhi t d  t  vùng ho t, b m nạ ả ữ ự ố ả ệ ư ừ ạ ơ ướ ấ  c c p

c u và gi m áp su t mà không c n dùng m t thi t b  tác đ ng nào nh  máy b mứ ả ấ ầ ộ ế ị ộ ư ơ  hay ngu n đi n. PXS dùng 3 ngu n nồ ệ ồ ước đ  làm mát vùng ho t là b  bù nể ạ ể ướ  cvùng ho t CMT, b  tích nạ ể ước cao áp ACC và b  tích nể ước thay đ o nhiên li uả ệ  IRWST

H  th ng CMT thay th  h  th ng phun an toàn áp su t cao HPSI (ệ ố ế ệ ố ấ High Pressure Safety Injection) c a nh ng lo i lò  ph n  ng h t nhân PWR thôngủ ữ ạ ả ứ ạ  

thường. CMT cung c p nấ ước tr n v i axit boric dộ ớ ưới áp su t cao và d n dungấ ẫ  

d ch axit boric theo hai đị ường song song. CMT được thi t k  đ  ho t đ ng dế ế ể ạ ộ ướ  i

m i áp su t c a h  th ng s  c p nh  s  tác đ ng c a tr ng l c do đọ ấ ủ ệ ố ơ ấ ờ ự ộ ủ ọ ự ược đ t caoặ  

h n nh ng đơ ữ ường  ng c a h  th ng làm mát lò ph n  ng RCS. M t đố ủ ệ ố ả ứ ộ ường đi uề  

ch nh áp su t n i chân l nh v i đ nh c a CMT và đỉ ấ ố ạ ớ ỉ ủ ường  ng ra k t n i ph nố ế ố ầ  

dướ ủi c a CMT qua đường d n nẫ ước tr c ti p vào thùng lò DVI (Direct Vesselự ế  Injection). 

ACC c a AP1000 gi ng nh  ACC c a nh ng lò ph n  ng h t nhân PWRủ ố ư ủ ữ ả ứ ạ  thông thường. ACC có d ng hình c u ch a ¾ nạ ầ ứ ướ ạc l nh có axit boric và ch u ápị  

su t nén b i khí nit  Đấ ở ơ ường  ng ra c a ACC đố ủ ược k t n i v i h  th ng DVI.ế ố ớ ệ ố  

M t c p van ki m tra (check valves) ngăn ch n nộ ặ ể ặ ước trong ACC khi v n hànhậ  bình thường. Khi áp su t gi m xu ng dấ ả ố ưới áp su t c a ACC (c ng v i áp su tấ ủ ộ ớ ấ  

c a van ki m tra), nủ ể ướ ẽ ược s  đ c đ a vào ph n dư ầ ướ ủi c a vùng ho t ­ downcomerạ  qua DVI

Hình 1. H  th ng làm mát lò ph n  ng AP1000 ệ ố ả ứ

PXS còn có h  th ng t i nhi t d  th  đ ng, đệ ố ả ệ ư ụ ộ ược thi t k  đ  t i nhi t dế ế ể ả ệ ư 

c a RCS trong quá trình s  c  PRHR n m trong IRWST   chi u cao trên vùngủ ự ố ằ ở ề  

ho t. Đạ ường  ng d n vào c a PRHR đố ẫ ủ ược k t n i v i m t chân nóng trong khiế ố ớ ộ  

đó đường  ng ra đố ược k t n i v i đ u ra c a m t trong hai bình sinh h i. Đế ố ớ ầ ủ ộ ơ ườ  ng

ng vào đ c m  v i áp su t nh  c a RCS,  đ ng  ng ra th ng b  đóng b i

hai van cô l p song song đ  th a mãi tiêu chí “sai h ng đ n”. Trong quá trình v nậ ể ỏ ỏ ơ ậ  hành bình thường, nước trong đường  ng c a PRHR cân b ng v i IRWST. Khiố ủ ằ ớ  tín hi u b m an toàn SI (Safety Injection) đệ ơ ược kích ho t sau m t s  c , nh ngạ ộ ự ố ữ  van cô l p trên s  m  và do đó nhi t d  c a RCS s  đậ ẽ ở ệ ư ủ ẽ ược truy n đi theo c  chề ơ ế 

đ i l u t  nhiên. Đ  gia tăng s  đ i l u t  nhiên, máy b m s  b  ng t khi tínố ư ự ể ự ố ư ự ơ ẽ ị ắ  

hi u SI kh i đ ng.ệ ở ộ

H  th ng nệ ố ước làm mát th  đ ng boong­ke lò PCS, t i nhi t đ i l u tụ ộ ả ệ ố ư ự nhiên   qua   b   tích   nể ước   làm   mát   boong­ke   lò   th   đ ng   PCCWST   (Passiveụ ộ  Containment Cooling Water Storage Tank) b ng tr ng l c. Nó t i nhi t qua hằ ọ ự ả ệ ệ 

th ng b n nhi t cu i cùng UHS (Ultimate Heat Sink) trong trố ồ ệ ố ường h p áp su tợ ấ  

c a boong­ke lò gia tăng quá cao.ủ

ph n đã đầ ược ki m ch ng, đ n gi n hóa toàn b  h  th ng nhà máy, thi t b ,ể ứ ơ ả ộ ệ ố ế ị  

ho t đ ng và b o trì. S  đ n gi n hóa h  th ng nhà máy làm gi m nhi u tácạ ộ ả ự ơ ả ệ ố ả ề  

đ ng ph  thu c vào s  đi u hành khi g p s  c  H  th ng th  đ ng ch  dùng l cộ ụ ộ ự ề ặ ự ố ệ ố ụ ộ ỉ ự  

t  nhiên nh  là l c h p d n, l u thông t  nhiên và nén khí – đây là nh ng nguyênự ư ự ấ ẫ ư ự ữ  

t c v t lý đ n gi n chúng ta tin c y hàng ngày. Không có máy b m, qu t, đ ngắ ậ ơ ả ậ ơ ạ ộ  

c  diesel, máy làm l nh, ho c máy móc làm quay nào khác trong h  th ng anơ ạ ặ ệ ố  toàn. Đi u này lo i b  các nhu c u cho h  th ng an toàn c n t i ngu n đi n xoayề ạ ỏ ầ ệ ố ầ ớ ồ ệ  chi u. M t vài van đ n gi n liên k t h  th ng an toàn th  đ ng, khi đó các vanề ộ ơ ả ế ệ ố ụ ộ  

được kh i đ ng m t cách t  đ ng. Trở ộ ộ ự ộ ường h p đ c bi t, nh ng van này b  "l iợ ặ ệ ữ ị ỗ  

an toàn". Chúng c n năng lầ ượng đ  tr  l i tr ng thái bình thể ở ạ ạ ường. Trong t t cấ ả 

trường h p, s  v n đ ng c a các van này là s  d ng năng lợ ự ậ ộ ủ ử ụ ượng l u tr  t  lò xo,ư ữ ừ  nén khí ho c pin.ặ

Thi t k  c a AP1000 cung c p nhi u m c b o v  trong vi c gi m nh  taiế ế ủ ấ ề ứ ả ệ ệ ả ẹ  

n n (b o v  chi u sâu), k t qu  là xác su t h  h i vùng ho t vô cùng th p trongạ ả ệ ề ế ả ấ ư ạ ạ ấ  khi gi m thi u s  c  B o v  chi u sâu đả ể ự ố ả ệ ề ược thi t k  cho toàn b  nhà máyế ế ộ  AP1000, v i vô s  tính năng riêng có kh  năng cung c p m t s  m c đ  b o vớ ố ả ấ ộ ố ứ ộ ả ệ 

an toàn c a nhà máy. Có sáu khía c nh c a thi t k  AP1000 góp ph n b o vủ ạ ủ ế ế ầ ả ệ chi u sâu:ề

trong khi thi t k  và xây d ng, qua s  đào t o t t ngế ế ự ự ạ ố ười đi u hành, qua h  th ngề ệ ố  

đi u khi n tiên ti n và thi t k  nhà máy, cung c p gia s  đáng k  cho ho t đ ngề ể ế ế ế ấ ố ể ạ ộ  

c a nhà máy trủ ước khi ti p c n gi i h n an toàn.ế ậ ớ ạ

Ngăn ch n b c x : M t trong nh ng khía c nh quan tr ng nh t đ  nh nặ ứ ạ ộ ữ ạ ọ ấ ể ậ  

di n b o v  chi u sâu là b o v  an toàn môi trệ ả ệ ề ả ệ ường qua vi c ngăn ch n b c xệ ặ ứ ạ 

t  nhà máy. Các tia b c x  đừ ứ ạ ược ngăn ch n tr c ti p b i các l p b o v  nàyặ ự ế ở ớ ả ệ  

g m v  nhiên li u, thùng lò, boong­ke lò và nhà lò.ồ ỏ ệ

H  th ng an toàn, h  th ng liên quan an toàn th  đ ng:Đệ ố ệ ố ụ ộ ược thi t l p đ yế ậ ầ  

đ  tính t  đ ng và duy trì làm mát vùng ho t và toàn b  boong­ke lò trong m tủ ự ộ ạ ộ ộ  giai đo n không gi i h n th i gian. Sau đó thi t k  các s  ki n c  s  gi  đ nhạ ớ ạ ờ ế ế ự ệ ơ ở ả ị  

h n ch  nh t các l i đ n, không c n tác đ ng đi u hành và không c n s  d ngạ ế ấ ỗ ơ ầ ộ ề ầ ử ụ  ngu n đi n.ồ ệ

Đa d ng trong h  th ng an toàn, h  th ng liên quan an toàn:M c b o vạ ệ ố ệ ố ứ ả ệ 

b  sung đổ ược cung c p qua các ch c năng gi m nh  khác nhau. Đi u này t n t iấ ứ ả ẹ ề ồ ạ  

đa d ng, ví d  nh  ch c năng lo i b  nhi t d  Trong trạ ụ ư ứ ạ ỏ ệ ư ường h p có nhi u l iợ ề ỗ  

c a h  th ng lo i b  nhi t d , b o v  chi u sâu đủ ệ ố ạ ỏ ệ ư ả ệ ề ược cung c p b i s  b m anấ ở ự ơ  toàn th  đ ng và ch c năng t  đ ng gi m áp c a h  th ng làm mát vùng ho tụ ộ ứ ự ộ ả ủ ệ ố ạ  

th  đ ng.ụ ộ

H  h i vùng ho t:Thi t k  AP1000 cung c p ho t đ ng đi u khi n v iư ạ ạ ế ế ấ ạ ộ ề ể ớ  

kh  năng đ a nả ư ước vào lò ph n  ng trong các s  ki n mà vùng ho t b  rò r  vàả ứ ụ ệ ạ ị ỉ  nóng ch y. Đi u này ngăn ng a h  h i thùng lò và ti p theo là s  di chuy n cácả ề ừ ư ạ ế ự ể  

m nh v  nóng ch y vùng ho t vào boong­ke lò. Ngăn ch n các m nh v n trongả ỡ ả ạ ặ ả ụ  thùng lò làm gi m đáng k  sai s  khi đánh giá h  h i boong­ke lò và phóng xả ể ố ư ạ ạ vào môi trường

Hình 1. So sánh t n s  nóng ch y vùng ho t ầ ố ả ạ

Tính năng b o v  theo chi u sâu c a AP1000 nâng cao s  an toàn nênả ệ ề ủ ự  không có s  phóng x  nghiêm tr ng t  s n ph m phân h ch, đự ạ ọ ừ ả ẩ ạ ược d  đoán t iự ớ  

lúc x y ra t  tr ng thái ban đ u nguyên v n c a boong­ke lò vào kho ng h n 100ả ừ ạ ầ ẹ ủ ả ơ  

gi  sau s  công kích m nh m  b i h  h i vùng ho t, gi  đ nh không có tác đ ngờ ự ạ ẽ ở ư ạ ạ ả ị ộ  

ph c h i. Lụ ồ ượng th i gian này cung c p hi u su t tác đ ng qu n lý s  c  đờ ấ ệ ấ ộ ả ự ố ể 

h n ch  s  c  và phòng ng a h  h i boong­ke lò. T n s  nóng ch y vùng ho tạ ế ự ố ừ ư ạ ầ ố ả ạ  

d  đoán qua tài li u phân tích xác su t r i ro PRA (Probabilistic Risk Assessment)ự ệ ấ ủ  

là 1,95x10­8 lò ph n  ng/năm, th p h n nhi u v i nhà máy khác Hình 1.4.ả ứ ấ ơ ề ớ

1.2. Bình đi u áp lò ph n  ng AP000ề ả ứ

1.2.1 C u t o bình đi u ápấ ạ ề

Bình đi u áp c a lò ph n  ng AP1000 là b  ph n chính c a h  th ng ki mề ủ ả ứ ộ ậ ủ ệ ố ể  soát áp su t ch t làm mát lò ph n  ng. Bình đi u áp là m t thùng hình tr  đ ngấ ấ ả ứ ề ộ ụ ứ  

có đ u trên và đ u dầ ầ ưới hình bán c u. Trong v n hành bình thầ ậ ường, nước chi mế  kho ng m t n a dung tích bình đi u áp. Ph n nả ộ ử ề ầ ước này được đun nóng đ n nhi tế ệ  

đ  bão hòa b ng b  gia nhi t trong su t quá trình v n hành bình thộ ằ ộ ệ ố ậ ường. Nướ  c

và h i nơ ước trong bình duy trì   đi u ki n bão hòa cân b ng.ở ề ệ ằ

ph n  ng AP1000 đả ứ ược th  hi n qua Hình 1.5.ể ệ

1.2.2 Van an toàn c a bình đi u ápủ ề

Hai van an toàn c a bình đi u áp là lo i van t  d n đ ng, t i lò xo có ch củ ề ạ ự ẫ ộ ả ứ  năng gi m áp. Các van này đả ược đ t   n p bình đi u áp. Khi áp su t h  th ngặ ở ắ ề ấ ệ ố  

vượt quá áp su t phát đ ng c a các van này, thì áp su t s  đấ ộ ủ ấ ẽ ược x  vào boong­keả  

lò. Áp su t phát đ ng c a van là 17,23 MPa. Áp su t phát đ ng và kh  năng k tấ ộ ủ ấ ộ ả ế  

h p c a chúng đợ ủ ược thi t l p d a trên nguyên t c áp su t h  th ng ch t làm mátế ậ ự ắ ấ ệ ố ấ  

lò ph n  ng không đả ứ ược vượt quá gi i h n áp su t t i đa trong đi u ki n v nớ ạ ấ ố ề ệ ậ  hành m c B ­ m t t i nh t th i (110% c a 17,23 MPa).ứ ấ ả ấ ờ ủ

Hình 1. H  th ng gi m áp th  đ ngtrong lò ph n  ng AP1000 ệ ố ả ụ ộ ả ứ

Kích thước van an toàn c a bình đi u áp đủ ề ược thi t k  d a trên phân tích sế ế ự ự 

c  m t toàn b  dòng h i nố ấ ộ ơ ước đ n tua­bin khi lò ph n  ng đang v n hành   côngế ả ứ ậ ở  

su t 102%. T c đ  x  c a van đấ ố ộ ả ủ ược yêu c u ít nh t là b ng t c đ  dòng l nầ ấ ằ ố ộ ớ  

nh t t  đấ ừ ường  ng n i bình đi u áp v i chân nóng vào bình đi u áp trong su tố ố ề ớ ề ố  quá trình chuy n ti p s  c  này.ể ế ự ố

1.2.3 H  th ng van gi m áp t  đ ng ADSệ ố ả ự ộ

M t s  ch c năng c a h  th ng làm mát vùng ho t th  đ ng c a lò AP1000ộ ố ứ ủ ệ ố ạ ụ ộ ủ  

được thi t k  d a trên vi c gi m áp c a h  th ng ch t làm mát lò ph n  ng.ế ế ự ệ ả ủ ệ ố ấ ả ứ  

Ch c năng này đứ ược th c hi n nh  các van gi m áp th  đ ng ADS. Các vanự ệ ờ ả ụ ộ  

gi m áp t  đ ng g n v i bình đi u áp đả ự ộ ắ ớ ề ượ ắc s p x p thành 6 b  song song, m iế ộ ỗ  

b  g m 2 van n i ti p m  theo 3 giai đo n. Khi áp su t h  th ng vộ ồ ố ế ở ạ ấ ệ ố ượt quá áp 

su t phát đ ng c a các van này, thì h i nấ ộ ủ ơ ướ ẽ ược s  đ c x  vào b  ch a tr  nả ể ứ ữ ướ  c

ti p nhiên li u trong boong­ke lò IRWRT. Ngoài ra, m t b  van gi m áp t  đ ngế ệ ộ ộ ả ự ộ  giai đo n th  4 đạ ứ ược n i v i m i chân nóng c a lò ph n  ng. M i b  g m 2ố ớ ỗ ủ ả ứ ỗ ộ ồ  nhánh song song, m i nhánh g m 2 van đ t n i ti p nhau. H i nỗ ồ ặ ố ế ơ ước được x  tả ừ các van này tr c ti p ra boong­ke lò.ự ế

Đ  gi m thi u h u qu  các k ch b n s  c  khác nhau, b  đi u khi n để ả ể ậ ả ị ả ự ố ộ ề ể ượ  c

s p x p đ  m  van theo th  t  đ nh trắ ế ể ở ứ ự ị ước d a vào m c nự ứ ước b  b  sung nể ổ ướ  ccho vùng ho t CMT và b  đ nh gi  Các van ADS th  1,2 và 3 đạ ộ ị ờ ứ ược phát đ ngộ  khi m c nự ước trong b  b  sung nể ổ ước cho vùng ho t gi m đ n 67.5% và van ADSạ ả ế  

th  t  phát đ ng khi m c nứ ư ộ ự ước trong b  b  sung nể ổ ước cho vùng ho t gi m đ nạ ả ế  20%

B ng 1. Các thông s  thi t k  c a bình đi u áp ả ố ế ế ủ ề

Bình đi u ápề

Đường kính đường  ng phun gi m áp (in)ố ả 4

Áp su t van phun gi m áp (b t đ u m , MPa)ấ ả ắ ầ ở 15,68

Áp su t van phun gi m áp (m  hoàn toàn, MPa)ấ ả ở 16,03

B ng 1. Các thông s  thi t k  c a van an toàn c a bình đi u áp ả ố ế ế ủ ủ ề

Đường kính đ u van an toàn (in.)ầ 14

Kh  năng x  yêu c u t i thi u cho m i van (lb/h)ả ả ầ ố ể ỗ 750.000

Áp su t thi t l p (MPa)ấ ế ậ 17,23 ± 0,27Nhi t đ  thi t k  (ệ ộ ế ế 0F) 680

B ng 1. Áp su t kích ho t c a các van ADS ả ấ ạ ủ

P Thông 

thườ  ng(MPa) (a)

P Thi t k  (MPa)ế ế

Van ADS giai đo n th  nh t      ạ ứ ấ   15,51 15,51(b,c) 17,23 17,23Van cô l p ADS giai đo n th  nh t ậ ạ ứ ấ 15,51 15,51 17,23 17,23Van ADS giai đo n th  2      ạ ứ 8,38 0,79(b) 17,23 8,38Van cô l p ADS giai đo n th  2 ậ ạ ứ 8,38 0,79 2.485 8,38Van ADS giai đo n th  3      ạ ứ 3,55 0,79 2.485 8,38Van cô l p ADS giai đo n th  3 ậ ạ ứ 3,55 0,79 2.485 8,38

L u ý: ư

a.i.b) Van đ ượ c ngăn không cho đóng đ n khi tín hi u ADS đ ế ệ ượ c thi t l p ế ậ  

l i ạ

a.i.c) Van ADS giai đo n th  nh t có th  đ ạ ứ ấ ể ượ c kích ho t b ng tay đ  có  ạ ằ ể

s  gi m áp đ ự ả ượ c ki m soát ho c thông khí.  ể ặ

1.2.4 S  c  bình đi u ápự ố ề

Trong l ch s , tuy chúng ta th y không th y có nhi u nh ng s  c  c a nhàị ử ấ ấ ề ữ ự ố ủ  máy đi n h t nhân nh ng khi đã c  s y ra thì h u qu  vô cùng l n. Nguyên nhânệ ạ ư ố ả ậ ả ớ  

d n t i s  c  thì r t nhi u, trong đó liên quan t i bình đi u áp cũng là m t trongẫ ớ ự ố ấ ề ớ ề ộ  

nh ng nguyên nhân chính. L ch s  đã ch ng ki n th m h a Three Miles Islandữ ị ử ứ ế ả ọ  

v i h u qu  là s  nóng ch y vùng ho t t  máy th  2 c a nhà máy TMI­2.ớ ậ ả ự ả ạ ổ ứ ủ Nhà máy đi n Three Miles Island đ t g n Harrisburg, Pennsylvania M  Nó có hai lòệ ặ ầ ỹ  

ph n  ng áp l c nả ứ ự ước. Đ u tiên là m t PWR v i công su t 800MWe và đầ ộ ớ ấ ượ  c

đ a vào s  d ng năm 1974. T  máy th  hai là PWR 906MWe và g n nh  làư ử ụ ổ ứ ầ ư  

thương hi u m i.ệ ớ

S  c  x y ra t i t  máy th  hai c a nhà máy vào h i 4 gi  sáng ngày 28ự ố ả ạ ổ ứ ủ ồ ờ  tháng 3 năm 1979, khi lò ph n  ng đang ho t đ ng v i công su t 97%. Nguyênả ứ ạ ộ ớ ấ  nhân ban đ u là do m t s  c  tầ ộ ự ố ương đ i nh  trong h  th ng nố ỏ ệ ố ước làm mát thứ 

c p làm cho nhi t đ  nấ ệ ộ ước làm mát s  c p tăng. T i th i đi m đó, m t van xơ ấ ạ ờ ể ộ ả 

c a bình đi u áp vô ý m , nh ng không đủ ề ở ư ược phát hi n, r t nhi u nệ ấ ề ước làm mát trong h  th ng nệ ố ước làm mát s  c p đã b  thoát đi. Khi đó, các k  thu t viênơ ấ ị ỹ ậ  không th  chu n đoán đúng đ  d p lò t  đ ng ngoài ý mu n. Do vi c thi u thi tể ẩ ể ậ ự ộ ố ệ ế ế  

b  phòng đi u khi n và do quá trình đào t o không đáp  ng đ  tình tr ng kh nị ề ể ạ ứ ủ ạ ẩ  

c p này. ấ

Đáp l i s  m t nạ ự ấ ước làm mát, b m cao áp t  đ ng b m nơ ự ộ ơ ước thay th  vàoế  

lò ph n  ng. Khi nả ứ ước và h i nơ ước thoát qua van x , thì nả ước thay th  vào bìnhế  

đi u áp tăng, nâng cao m c nề ự ước trong đó. Các k  thu t viên đỹ ậ ược đào t o r ngạ ằ  

m c nự ước trong bình đi u áp là d u hi u đáng tin c y nh t c a lề ấ ệ ậ ấ ủ ượng nước làm mát trong h  th ng. Do đó h  nghĩ r ng nệ ố ọ ằ ước làm mát trong vòng s  c p v n cònơ ấ ẫ  

đ y, nên h  đã d ng h  th ng b m nầ ọ ừ ệ ố ơ ước c p c u áp su t cao (HPIS) trong khiấ ứ ấ  

th c t  thì nự ế ước làm mát trong vùng ho t đã b  th t thoát. Do đó d n đ n vi c tanạ ị ấ ẫ ế ệ  

ch y vùng ho t và toàn b  t  máy th  hai đã b  phá h y. V  tai n n nghiêm tr ngả ạ ộ ổ ứ ị ủ ụ ạ ọ  

đã gây ra r t nhi u thi t h i  nh hấ ề ệ ạ ả ưởng t i c  môi trớ ả ường xung quanh, nh ngư  may m n là không có ai b   nh hắ ị ả ưởng v i phóng x ớ ạ

Lu n văn l a ch n nghiên c u mô ph ng s  c  tậ ự ọ ứ ỏ ự ố ương t  nh  th m h aự ư ả ọ  TMI­2 nói trên, c  th  là s  c  vô ý m  van an toàn c a bình đi u áp. S  c  giụ ể ự ố ở ủ ề ự ố ả 

đ nh khi nhà máy đang ho t đ ng   tr ng thái d ng (là tr ng thái nhà máy ho tị ạ ộ ở ạ ừ ạ ạ  

đ ng v i các thông s   n đ nh) thì van x  c a bình đi u áp b  m  vô ý và b  k tộ ớ ố ổ ị ả ủ ề ị ở ị ẹ  

su t trong quá trình s  c  Nố ự ố ước làm mát th t thoát ra ngoài theo van van toàn nàyấ  

d n đ n vi c tăng nhi t đ  và gi m áp su t h  th ng nẫ ế ệ ệ ộ ả ấ ệ ố ước làm mát. Sau đó tín 

hi u d p lò đệ ậ ược kh i phát đi kèm v i các tín hi u an toàn th  đ ng. Lu n vănở ớ ệ ụ ộ ậ  

ch  t p trung nghiên c u các hi n tỉ ậ ứ ệ ượng liên quan t i bình đi u áp nh  áp su t,ớ ề ư ấ  nhi t đ , l u lệ ộ ư ượng dòng các các van c a bình đi u áp.ủ ề

2. CHƯƠNG 2. CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TOÁN TH Y NHI T RELAP5Ủ Ệ

2.1.Gi i thi u v  chớ ệ ề ương trình RELAP5

RELAP5 (Reactor Excursion and Leak Analysis Program) là ph n m m tínhầ ề  toán th y nhi t lò ph n  ngủ ệ ả ứ , cho phép chúng ta phân tích an toàn, thi t k  lò ph nế ế ả  

ng ho c mô ph ng các s  c  trong tr ng thái d ng và chuy n ti p c a h  th ng

Lu n văn này ra đ i vào nh ng năm 90 c a th  k  trậ ờ ữ ủ ế ỷ ước

Đ c tr ng c a RELAP5ặ ư ủ   là chương trình th y nhi t m t chi u đ  môủ ệ ộ ề ể  

ph ng các h  th ng h t nhân ho c phi h t nhân g m h n h p nỏ ệ ố ạ ặ ạ ồ ỗ ợ ước,h i nơ ướ  c,khí không ng ng t  và ch t tan. Mô hình th y nhi t đư ụ ấ ủ ệ ược phát tri n và đánh giáể  qua chương trình đánh giá chương trình qu c t  ICAP. Ngoài ra, RELAP5 có thố ế ể 

đượ ử ục s  d ng đ  gi i quy t nhi u v n đ  th y nhi t c a nhà máy. Mô hình hóaể ả ế ề ấ ề ủ ệ ủ  các h  th ng m t pha và hai pha có th  đệ ố ộ ể ược th c hi n b ng cách s  d ng nhi uự ệ ằ ử ụ ề  

lo i van, trao đ i nhi t và máy b m. ạ ổ ệ ơ

RELAP5 t o nên t  h  sáu phạ ừ ệ ương trình c  b n là phơ ả ương trình b o toànả  

kh i lố ượng, đ ng lộ ượng và năng lượng cho hai pha nước và h i/khí trong hơ ệ 

th ng không cân b ng. Trong trố ằ ường h p c  th , k t h p v i đi u ki n biên cácợ ụ ể ế ợ ớ ề ệ  

phương trình c  b n đơ ả ược thi t k  đ  gi i quy t các bi n s  ph  thu c, trong đóế ế ể ả ế ế ố ụ ộ  

có áp su t (P), n i năng theo pha (Ug, Uf), t  l  kh i lấ ộ ỷ ệ ố ượng pha (αg, αf), v n t cậ ố  dòng các pha (Vg, Vf), ch t lấ ượng h i (Xn) và n ng đ  Boron (ơ ồ ộ ρb)

2.2.C u trúc c a chấ ủ ương trình RELAP5

2.2.1 C u trúc c a chấ ủ ương trình

           Chương trình RELAP5có c u trúc “trên – xu ng”và đấ ố ượ ổc t  ch c theoứ  

d ng mô­đun th  hi n trong Hình 2.1ạ ể ệ

Hình 2. C u trúc ch ấ ươ ng trình RELAP5

C u trúc chấ ương trình   m c cao nh t đở ứ ấ ược chia thành 3 kh i:ố

+ INPUT: Có nhi m v  đ c ệ ụ ọ t p d  li u đ u vàoệ ữ ệ ầ , ki m tra và x  lý d  li uể ử ữ ệ  

nh p vào (New, Restart, Initialization…)ậ

+ STRIP: Trích d  li u tữ ệ ừ t p ệ RESTART

+ TRNCTL: Có nhi m v  l a ch n  gi i bài toán th y nhi t   chuy n ti pệ ụ ự ọ ả ủ ệ ở ể ế  hay tr ng thái d ng.ạ ừ  G m có các t  ch c th p h n:ồ ổ ứ ấ ơ

­ TRANSET: K t n i thông tin gi a các kh i d  li u, cài đ t m ng đế ố ữ ố ữ ệ ặ ả ể 

đi u khi n matrix gi i.ề ể ả

­ TRANFIN: Được th c thi khi TRAN k t thúc chự ế ương trình con gi iả  phóng không gian cho các kh i d  li u đ ng h c.ố ữ ệ ộ ọ

­ TRAN: Ki m tra s  phát tri n chuy n ti p c a l i gi i, g n nh  m iể ự ể ể ế ủ ờ ả ầ ư ọ  

th i gian đờ ược th c thi trong kh i này, tiêu t n nhi u b  nh  nh t vàự ố ố ề ộ ớ ấ  

g n nh  m i kh i d  li u đ ng ph i   trong b  nh  trung tâm và bầ ư ọ ố ữ ệ ộ ả ở ộ ớ ộ 

nh  yêu c u kh i t o; l u tr  thớ ầ ở ạ ư ữ ường xuyên. T  ch c th p h n c aổ ứ ấ ơ ủ  TRAN là:

o DTSTEP: Quy t đ nh kích c  c a bế ị ỡ ủ ước th i gian. Trong su tờ ố  

th i gian chồ ương trinh th c hi n, mô­đun này hi n th  lên mànự ệ ể ị  hình thông tin: th i gian chíp, th i gian bài toán,kích thờ ờ ước bướ  c

th i gian.ờ

o TRIP: Đ nh giá tr  các câu l nh logic. M i l nh chíp là m t câuị ị ệ ỗ ệ ộ  

l nh đ n gi n tr  v  giá tr  logic đúng ho c sai. Ví d  thànhệ ơ ả ả ề ị ặ ụ  

ph n van đầ ược cung c p r ng đóng hay m  van trên c  s  giá trấ ằ ở ơ ở ị 

c a chíp.ủ

o TSTATE: Phương trình tr ng thái   các th  tích biên, tính toánạ ở ể  

tr ng thái th y l c c a ch t l ng t i m i mi n biên. Chạ ủ ự ủ ấ ỏ ạ ỗ ề ươ  ngtrình con này tính toán v n t c ph  thu c vào th i gian t i m iậ ố ụ ộ ờ ạ ố  

n i.ố

o HTADV: Gi i phả ương trình truy n d n nhi t,nó tính toán nhi tề ẫ ệ ệ  truy n qua m t ch t l ng c a mi n th y đ ng.ề ặ ấ ỏ ủ ề ủ ộ

o HYDRO: Gi i phả ương trình th y đ ng.ủ ộ

o RKIN: Tính toán tr ng thái năng lạ ượng trong lò ph n  ng sả ứ ử 

d ng g n đúng đ ng h c đi m.ụ ầ ộ ọ ể

o CONVAR: Cung c p c  kh  năng mô ph ng h  th ng t  đ ngấ ả ả ỏ ệ ố ự ộ  

s  d ng h  th ng th y đ ng.ử ụ ệ ố ủ ộ2.2.2 C u trúc t p d  li u đ u vàoấ ệ ữ ệ ầ

T p d  li u đ u vào c a RELAP5 mô t  toàn b  các thu c tính c a hệ ữ ệ ầ ủ ả ộ ộ ủ ệ 

th ng th y nhi t c n tính toán.ố ủ ệ ầ  Do đó, trước khi vi t t p d  li u đ u vào c n thuế ệ ữ ệ ầ ầ  

th p toàn b  s  li u và h  th ng th y nhi t nh : v t li u trông c u trúc nhi t,hậ ộ ố ệ ệ ố ủ ệ ư ậ ệ ấ ệ ệ 

s  d n nhi t c a c u trúc nhi t,ố ẫ ệ ủ ấ ệ  ti t di n dòng ch y c a  ng d n nế ệ ả ủ ố ẫ ướ  t c đc, ố ộ 

b m c a b m,ơ ủ ơ  chi ti t v  vùng ho t,…ế ề ạ

M t s  l u ý khi mô hình hóa và vi t t p d  li u đ u vào:ộ ố ư ế ệ ữ ệ ầ

+ Vi c mô hình hóa ph  thu c vào d ng chuy n ti pệ ụ ộ ạ ể ế

+ Kích thướ ủc c a th  tích th a mãn đi u ki n L/D >=1ể ỏ ề ệ

+ Tiêu đ  c a bài toán b t đ u b ng d u “=”ề ủ ắ ầ ằ ấ

+ Chú thích m t dòng b ng d u “*” ho c d u “$”ộ ằ ấ ặ ấ

+ Các d  li u khác nhau cách nhau b ng d u “space”ữ ệ ằ ấ

+ Đ  dài t i đa c a m t dòng là 96 ký t , trong đó 80 ký t  đ u độ ố ủ ộ ự ự ầ ượ  c

s  d ng, các ký t  sau đ  ghi chúử ụ ự ể

+ S  các d u cách không  b t bu cố ấ ắ ộ

+ M i dòng s  li u nh p vào đ u có m t th  mô t  s  li u gì đỗ ố ệ ậ ề ộ ẻ ả ố ệ ượ  c

nh p vào,ậ  do đó tr t t  các dòng có th  thay đ i.ậ ự ể ổCác th  trong t p d  li u đ u vào c a RELAP5 đẻ ệ ữ ệ ầ ủ ược tóm t t trong B ngắ ả  2.1

B ng 2 ả  Đ nh d ng  ị ạ thẻ trong RELAP5

Thẻ Các thành ph n đầ ược mô tả

1 – 199 D  li u mô t  bài toánữ ệ ả

200 – 299 Đi u khi n bề ể ước th i gianờ

301­ 399 Hi u ch nh l i nhệ ỉ ỗ ỏ

407 – 799 ho c 20600000ặ  

– 20620000

Đóng, ng t ắ

801 – 899 D  li u  nh hữ ệ ả ưởng

1001 – 1999 Yêu c u đóng/ng t ho c so sánh t p tin k t xu tầ ắ ặ ậ ế ấCCCXXNN D  li u c u trúc th y đ ngữ ệ ấ ủ ộ

1CCCGXNN D  li u c u trúc nhi tữ ệ ấ ệ

2.2.3 D  li u mô t  bài toánữ ệ ả

Th  100 ẻ  – ki u bài toán và thu c tính. Th  này luôn để ộ ẻ ược yêu c u ph i cóầ ả  trong m i t p tin đ u vào.ỗ ậ ầ

W1: D  li u nh p vào có th  là INP­CHK hay RUN. N u INP­CHK thìữ ệ ậ ể ế  

chương trình s  d ng l i sau khi quá trình x  lý t p tin đ u vào k t thúc. N uẽ ừ ạ ử ệ ầ ế ế  RUN được nh p chậ ương trình s  th c thi t p tin đ u vào sau quá trình x  lý dẽ ự ậ ầ ử ữ 

li u đ u vào.ệ ầ

Th  102 ẻ  – th  l a ch n đ n v  Th  này có hai d  li u mô t  đ n v  c a dẻ ự ọ ơ ị ẻ ữ ệ ả ơ ị ủ ữ 

li u đ u vào và đ u ra. Đ n v  có th  dùng là h  SI hay BRITISH.ệ ầ ầ ơ ị ể ệ

C u trúc th  đ u vào: 102   W1   W2ấ ẻ ầ

W1: Đ n v  c a d  li u đ u vào.ơ ị ủ ữ ệ ầ

W2: Đ n v  c a d  li u đ u ra, n u không đơ ị ủ ữ ệ ầ ế ược nh p thì m c đ nh là SI.ậ ặ ị

Th  103 ẻ  ­  đi u khi n t pd  li u kh i đ ng l i.ề ể ệ ữ ệ ở ộ ạ

C u trúc th  đ u vào: 103  W1  W2  W3  W4  W5  W6ấ ẻ ầ

Th  này đẻ ược yêu c u nh p v i m i ki u bài toán đầ ậ ớ ọ ể ược mô t  trong W1ả  

c a Th  100 tr  trủ ẻ ừ ường h p NEW. N u bài toán là ki u NEW mà khai báo thợ ế ể ẻ này chương trình d  báo l i.ễ ỗ

W1: mô t  s  kh i đ ng l i.ả ố ở ộ ạ

W2 – W6: Mô t  tên hình v  c a t p tin kh i đ ng l i.ả ẽ ủ ậ ở ộ ạ

Th  110 ẻ  – thành ph n khí không ng ng t ầ ư ụ

C u trúc th  đ u vào: 110    W1 – WNấ ẻ ầ

Các tham s  theo sau Th  110 mô t  các thành ph n khí không ng ng t  số ẻ ả ầ ư ụ ử 

d ng trong bài toán.Th  này không đụ ẻ ược nh p trong bài toán   restart. Các khíậ  không ng ng t  có th  s  d ng là: ARGON, HELIUM, HYDROGEN, XENON,ư ụ ể ử ụ  KRYPTON, AIR, ho c SF6. Thành ph n kh i lặ ầ ố ượng c a các khí không ng ng tủ ư ụ này được mô t  trong th  115.ả ẻ

Th  200 – 299 ẻ   ­ Đi u khi n bề ể ước nh y th i gian trong quá trình tính toán.ả ờ

C u trúc th  đ u vào: 2XX  W1  W2  W3  W4  W5  W6  W7ấ ẻ ầ

W1: Th i gian k t thúc vi c cài đ t các tham s  trong th  này.ờ ế ệ ặ ố ẻ

W2: Bước th i gian t i thi u.ờ ố ể

W3: Bước th i gian t i đa.ờ ố

W4: Thu c tính đi u khi n.ộ ề ể

mô t  b ng các th  401 – 599 ho c 20600010 – 20610000.ả ằ ẻ ặ

C u trúc th  đ u vào:  501   W1   W2   W3   W4   W5   W6   W7   W8ấ ẻ ầ

W1,W2: Bi n d  li u(trong ví d  là v n t c kh i ch t l ng qua m i n iế ữ ệ ụ ậ ố ố ấ ỏ ố ố  315000000)

W4,W5: d  li u tữ ệ ương  ng v i W1,W2.ứ ớ

W3: Quan h  so sánh có th  là: l n h n (GT), nh  h n (LT), b ng (EG), ệ ể ớ ơ ỏ ơ ằW6: H ng s  c ng thêm vào.ằ ố ộ

W7: Ch  s  ch t.ỉ ố ố

W8: Thường b ng ­1,0.ằ

Ví d  v  bi n: 502 mfloj 315000000  lt  null  0  19,4    l    ­1,0ụ ề ế

Dòng d  li u đ u vào trên có nghĩa là khi v n t c kh i ch t l ng qua m iữ ệ ầ ậ ố ố ấ ỏ ố  

n i 315000000 nh  h n 19,4 thì giá tr  bi n 502 s  là đúng.ố ỏ ơ ị ế ẽ

Các thành ph n đi u khi n đầ ề ể ượ ử ục s  d ng đ  mô ph ng các thành ph n cóể ỏ ầ  

th  đi u khi n và để ề ể ượ ử ục s  d ng trong các v n đ  nh : phân tích ho t đ ng c aấ ề ư ạ ộ ủ  

lò ph n  ng, mô t  k ch b n tai n n…ả ứ ả ị ả ạ

2.2.5 D  li u c u trúc th y đ ngữ ệ ấ ủ ộ

Mô hình th y đ ng trong RELAP5 đủ ộ ược mô hình hóa thông qua hai thành 

ph n c  b n đó là kh iầ ơ ả ố  (volume) và m i n i (juntion). Kh i ch a tham s  nhi tố ố ố ứ ố ệ  

đ ng có hộ ướng t i tâm nh : nhi t đ , áp su t, n i năng, m t đ ,…M i n i ch aạ ư ệ ộ ấ ộ ậ ộ ố ố ứ  các tham s  nhi t đ ng có hố ệ ộ ướng nh : v n t c, l u lư ậ ố ư ượng dòng,…

Kh i là các dòng có l i vào ra. Các kh i đố ố ố ược n i v i nhau b ng các m iố ớ ằ ố  

n i t o thành các dòng ch y ch a ch t l u. D  ki u c  b n c a thành ph n th yố ạ ả ứ ấ ư ữ ệ ơ ả ủ ẩ ủ  

đ ng g m:ộ ồ

+ Hình h c: Di n tích dòng ch y, Chi u dài, Th  tích, Góc, Chênh l ch đọ ệ ả ề ể ệ ộ cao, Ma sát thành  ng, Đố ường kính th y nhi t, C  đi u khi n…ủ ệ ờ ề ể

+ Đi u ki n đ u: Áp su t, Nhi t đ , Dòng ch y…. ề ệ ầ ấ ệ ộ ả

Thành ph n th y đ ng là thành ph n không th  thi u trong t t c  các bàiầ ủ ộ ầ ể ế ấ ả  toán phân tích th y nhi t.Do đó, th  d  li u đ u vào cho thành ph n th y đ ngủ ệ ẻ ữ ệ ầ ầ ủ ộ  

b t bu c ph i có. Th  cho thành ph n th y nhi t có d ng CCCXXNN v i CCCắ ộ ả ẻ ầ ủ ệ ạ ớ  

là s  đ i di n cho thành ph n th y đ ng. XX là ki u th  và NN là s  cho ki uố ạ ệ ầ ủ ộ ể ẻ ố ể  

W2:   Ki u   thành   Ph n   th y   đ ng   có   th   là:   SNGLVOL,   TMDPVOL,ể ầ ủ ộ ể  SNGLJUN,   TMDPJUN,   PIPE,   ANNULUS,   PRIZER,   CANCHAN,   BRANCH, SEPARATR,   JETMIXER,   TURBINE,   ECCMIX,VALVE,   PUMP,   MTPLJUN, ACCUM.

+ SNGLVOL (Single Volmue – Kh i đ n): Mô t  kh i đố ơ ả ố ược coi là tách bi tệ  

v i các kh i khác. Kh iđ n thớ ố ố ơ ường dùng mô t  môi trả ường ngoài h  nhi tệ ệ  

đ ng.ộ

+ SNGLJUN (Single Juntion – M i n i đ n): Mô ph ng gi a hai kh i mà cố ố ơ ỏ ữ ố ả hai kh i này không th  mô t m i n i trong nó.ố ể ả ố ố

+ TMDPVOL (Time Dependent Volume – Kh i ph  thu c th i gian): Môố ụ ộ ờ  

ph ng các đi u đi n ch t l u (nhi t đ , áp su t, n i năng, h  s  pha…)ỏ ề ệ ấ ư ệ ộ ấ ộ ệ ố  

đ i v i ngu n kh i lố ớ ồ ố ượng ho c ngu n t n ho c đi u ki n biên.ặ ồ ả ặ ể ệ

+ TMDPJUN (Time Dependent Juntion – M i n i ph  thu c th i gian): K tố ố ụ ộ ờ ế  

h p v i TMDPVOL mô ph ng t c đ  dòng kh i lợ ớ ỏ ố ộ ố ượng (ho c v n t c).ặ ậ ố

+ PIPE (Pipe ­  ng): Mô ph ng đo n đỐ ỏ ạ ường  ng dòng ch y mà kích thố ả ướ  c

c a các th  tích ít thay đ i và không r  nhánh.ủ ể ổ ẽ

+ ANNULUS (Annulus – Vành khăn): Mô ph ng các vùng hình khuyên.ỏ

+ BRANCH (Branch ­ Nhánh): Mô ph ng m t th  tích có nhi u l i vào, l iỏ ộ ể ề ố ố  

ra và có dòng ch y nhánh bên c nh. BRANCH không b o toàn momenả ạ ả  

đ ng lộ ượng do tr n nhi u dòng và không phù h p v i t c đ  cao (Ph iộ ề ợ ớ ố ộ ả  dùng ECCMIX ho c JRTMIXER).ặ

+ VALVE (Valves ­ Van): Mô ph ng các lo i van trong h  th ng th y nhi tỏ ạ ệ ố ủ ệ  

và ho t đ ng c a các van.ạ ộ ủ

+ PUMP (pump ­ b m): Mô ph ng b m.ơ ỏ ơ

+ ACCUM (Accumulator – B  tích nể ước cao áp): Mô ph ng b  tích nỏ ể ướ  ccao áp làm mát vùng ho t kh n c p.ạ ẩ ấ

Đ i v i các thành ph n th y đ ng khác nhau s  có các th d  li u đ u vàoố ớ ầ ủ ộ ẽ ẻ ữ ệ ầ  khác nhau. M t s  thành ph n quan tr ng độ ố ầ ọ ược tóm t t trong B ng 2.2.ắ ả

B ng 2 ả  Th  d  li u đ u vào cho các thành ph n th y đ ng ẻ ữ ệ ầ ầ ủ ộ

CCC0991 – 0199 Giá tr  th  tích theo tr c zị ể ụCCC0200 Đi u ki n ban đ u c a kh i đ nề ệ ầ ủ ố ơ

TMDPVOL

CCC0101 ­  0109 Th  tích ể hình h c ọCCC0200 T  thu c tính đi u khi n d  li uừ ộ ề ể ữ ệCCC0201 – 0209 D  li u th  tíchữ ệ ể

SNGLJUN

CCC0101 – 0109 D  li u v  hình h c m t n iữ ệ ề ọ ặ ốCCC0110 D  li u v  đữ ệ ề ường kính m t n iặ ốCCC0111 D  li u v  m t d ngữ ệ ề ấ ạ

CCC0201 Đi u ki n ban đ u c a m t n iề ệ ầ ủ ặ ố

TMDPJUN

CCC0101 D  li u v  hình h cữ ệ ề ọCCC0200 T  thu c tính đi u khi n d  li uừ ộ ề ể ữ ệCCC0201 – 0299 D  li u c a m t n iữ ệ ủ ặ ố

CCC0001 Thông tin v   ngề ốCCC0101 – 0199 Di n tích m t c t theo tr c xệ ặ ắ ụCCC0201 – 0299 Di n tích m t c t c a m t n iệ ặ ắ ủ ặ ốCCC0301 – 0399 Chi u dài theo tr c xề ụ

CCC0401 – 0499 D  li u th  tíchữ ệ ểCCC0501 – 0599 Góc nghiêng th  tích kh iể ố

CCC0601 – 0699 Góc phương v  th  tích kh iị ể ốCCC0701 – 0799 Thay đ i theo tr c xổ ụ

CCC0801 – 0899 D  li u ma sát v i tữ ệ ớ ường theo tr c xụCCC0901 – 0999 H  s  ma sát m t n iệ ố ặ ố

CCC1001 – 1099 C  đi u khi n th  tích theo tr c xờ ể ể ể ụCCC1101 – 1199 C  đi u khi n m t n iờ ề ể ặ ố

CCC1201 – 1299 Đi u ki n ban đ u th  tíchề ệ ầ ểCCC1300 T  đi u khi n đi u ki n ban đ u m từ ể ể ề ệ ầ ặ  

n iốCCC1301 – 1399 Đi u ki n ban đ u m t n iề ệ ầ ặ ốCCC1401 – 1499 D  li u đữ ệ ường kính m t n iặ ốCCC1601 – 1699 Di n tích m t c t theo tr c yệ ặ ắ ụCCC1701 – 1799 Di n tích m t c t theo tr c zệ ặ ắ ụCCC1801 – 1899 Chi u dài theo tr c yề ụ

CCC1901 – 1999 Chi u dài theo tr c zề ụCCC2001 – 2099 M t đ  ban đ u c a Boậ ộ ầ ủCCC2101 – 2199 S  thay đ i theo tr c yự ổ ụCCC2201 – 2299 S  thay đ i theo tr c zự ổ ụCCC2301 – 2399 D  li u ma sát th  tích theo tr c yữ ệ ể ụCCC2401 – 2499 D  li u ma sát th  tích theo tr c zữ ệ ể ụCCC2501 – 2599 D  li u ma sát c ng thêm tữ ệ ộ ườngCCC2701 – 2799 C  đi u khi n theo tr c yờ ể ể ụ

CCC2801 – 2899 C  đi u khi n theo tr c zờ ể ể ụCCC3001 – 3099 D  li u m t mát c a m t n iữ ệ ấ ủ ặ ốCCC3101 – 3199 Giá tr  mô hình n iị ộ

CCC0101 – 0199 Di n tích m t c t theo tr c xệ ặ ắ ụCCC0201 – 0299 Di n tích m t c t c a m t n iệ ặ ắ ủ ặ ố

CCC0301 – 0399 Chi u dài theo tr c xề ụCCC0401 – 0499 D  li u th  tích kh iữ ệ ể ốCCC0501 – 0599 Góc nghiêng th  tích kh iể ốCCC0601 – 0699 Góc phương v  th  tích kh iị ể ốCCC0701 – 0799 Thay đ i theo tr c xổ ụ

CCC0801 – 0899 D  li u ma sát v i tữ ệ ớ ường theo tr c xụCCC0901 – 0999 H  s  ma sát m t n iệ ố ặ ố

CCC1001 – 1199 C  đi u khi n th  tích theo tr c xờ ể ể ể ụCCC1101 – 1199 C  đi u khi n m t n iờ ề ể ặ ố

CCC1201 – 1299 Đi u ki n ban đ u th  tích kh iề ệ ầ ể ốCCC1300 T  đi u khi n đi u ki n ban đ u m từ ể ể ề ệ ầ ặ  

n iốCCC1301 – 1399 Đi u ki n ban đ u m t n iề ệ ầ ặ ốCCC1401 – 1499 D  li u đữ ệ ường kính m t n iặ ốCCC1601 – 1699 Di n tích m t c t theo tr c yệ ặ ắ ụCCC1701 – 1799 Di n tích m t c t theo tr c zệ ặ ắ ụCCC1801 – 1899 Chi u dài theo tr c yề ụ

CCC1901 – 1999 Chi u dài theo tr c zề ụCCC2001 – 2099 M t đ  ban đ u c a Boậ ộ ầ ủCCC2101 – 2199 S  thay đ i theo tr c yự ổ ụCCC2201 – 2299 S  thay đ i theo tr c zự ổ ụCCC2301 – 2399 D  li u ma sát th  tích theo tr c yữ ệ ể ụCCC2401 – 2499 D  li u ma sát th  tích theo tr c zữ ệ ể ụCCC2501 – 2599 D  li u ma sát c ng thêm tữ ệ ộ ườngCCC2701 – 2799 C  đi u khi n theo tr c yờ ể ể ụ

CCC2801 – 2899 C  đi u khi n theo tr c zờ ể ể ụCCC3001 – 3099 D  li u m t mát c a m t n iữ ệ ấ ủ ặ ố

Th  205CCC00  ẻ hay 205CCCC0 – Ki u th  đi u khi n.ể ẻ ề ể

Th  205CCC01 – CCC98 ẻ  hay 205CCCC1 ­ CCCC8 khai báo d  li u c aữ ệ ủ  thành ph n đi u khi n.ầ ề ể

2.3.D  li u đ u vào c a bình đi u ápữ ệ ầ ủ ề

2.3.1 Mô hình hóa bình đi u áp c a lò ph n  ng AP1000ề ủ ả ứ

Hình 2. Mô hình hóa bình đi u áp c a lò ph n  ng AP1000 ề ủ ả ứ

Các b  ph n c a bình đi u áp lò ph n  ng AP1000 độ ậ ủ ề ả ứ ược mô hình hóa thành các ph n nh  trong Hình 2.2 và đầ ư ược mô ph ng b ng RELAP nh  trong Hình 2.3:ỏ ằ ư

 P501 – Đường n i bình đi u áp v i chân nóng;ố ề ớ

 SJ502 – Nút gi a bình đi u áp v i đữ ề ớ ường n i bình đi u áp v i chânố ề ớ  nóng;

 P503 – Bình đi u áp, đề ược mô ph ng b ng m t mô­đun d ng  ng;ỏ ằ ộ ạ ố

 V540 – Van an toàn c a bình đi u áp;ủ ề

 TV541 – B  ch a nể ứ ước sau van an toàn c a bình đi u áp;ủ ề

 V550, V551, V552 – Các van gi m áp t  đ ng giai đo n 1, 2 và 3ả ự ộ ạ  

c a bình đi u áp;ủ ề

 TV553, TV554, TV555 – B  ch a nể ứ ước sau van x  an toàn c a bìnhả ủ  

đi u áp;ề

 V511 – Van c a h  th ng phun gi m áp c a bình đi u áp;ủ ệ ố ả ủ ề

 TV510 – Đường  ng c a h  th ng phun gi m áp c a bình đi u áp;ố ủ ệ ố ả ủ ề

 SJ509 – Nút gi a đữ ường  ng c a h  th ng phun gi m áp c a bìnhố ủ ệ ố ả ủ  

đi u áp v i chân l nh;ề ớ ạ

Hình 2. S  đ  nút hóa bình đi u áp trong REALAP5 ơ ồ ề

 101 – Chân nóng g n v i bình đi u áp, đắ ớ ề ược mô ph ng b ng m tỏ ằ ộ  mô­đun d ng đ n kh i ph  thu c th i gian;ạ ơ ố ụ ộ ờ

 500 – Nút gi a chân nóng và đữ ường n i bình đi u áp v i chân nóng,ố ề ớ  

được mô ph ng b ng m t mô­đun d ng nút đ n ph  thu c th i gian;ỏ ằ ộ ạ ơ ụ ộ ờ

 501 – Đường n i bình đi u áp v i chân nóng, đố ề ớ ược mô ph ng b ngỏ ằ  

m t mô­đun d ng  ng;ộ ạ ố

 502 – Nút gi a bình đi u áp v i đữ ề ớ ường n i bình đi u áp v i chânố ề ớ  nóng, được mô ph ng b ng m t mô­đun d ng nút đ n;ỏ ằ ộ ạ ơ

 503 – Bình đi u áp, đề ược mô ph ng b ng m t mô­đun d ng  ng.ỏ ằ ộ ạ ố  

Đo n bình hình tr  ch a nạ ụ ứ ước được chia thành 6 đo n có chi u caoạ ề  

nh  nhau và đo n bình hình tr  ch a h i nư ạ ụ ứ ơ ước được chia thành 7 đo nạ  

có chi u cao nh  nhau;ề ư

 540 ­ Van an toàn c a bình đi u áp, đ ủ ề ượ c mô ph ng b ng m t ỏ ằ ộ   mô­đun d ng van đi u khi n; ạ ề ể

 541 ­ B  ch a n ể ứ ướ c sau van an toàn c a bình đi u áp, đ ủ ề ượ c mô  

ph ng b ng m t mô­đun d ng đ n kh i ph  thu c th i gian; ỏ ằ ộ ạ ơ ố ụ ộ ờ

 550, 551, 552 – Các van gi m áp t  đ ng giai đo n 1, 2 và 3 ả ự ộ ạ  

c a bình đi u áp, đ ủ ề ượ c mô ph ng b ng các mô­đun d ng van mô­ ỏ ằ ạ

t ; ơ

 553, 554, 555 – B  ch a n ể ứ ướ c sau van x  an toàn c a bình đi u ả ủ ề  

áp, đ ượ c mô ph ng b ng m t mô­đun d ng đ n kh i ph  thu c ỏ ằ ộ ạ ơ ố ụ ộ  

th i gian; ờ

 511 – Van c a h  th ng phun gi m áp c a bình đi u áp, đủ ệ ố ả ủ ề ược mô 

ph ng b ng m t mô­đun d ng van đi u khi n;ỏ ằ ộ ạ ề ể

 510 – Đường  ng c a h  th ng phun gi m áp c a bình đi u áp,ố ủ ệ ố ả ủ ề  

được mô ph ng b ng m t mô­đun d ng  ng;ỏ ằ ộ ạ ố

 509 – Nút gi a đữ ường  ng c a h  th ng phun gi m áp c a bìnhố ủ ệ ố ả ủ  

đi u áp v i chân l nh, đề ớ ạ ược mô ph ng b ng m t mô­đun d ng nútỏ ằ ộ ạ  

đ n;ơ

 141 – Chân l nh (c p nạ ấ ước cho h  th ng phun gi m áp), đệ ố ả ược mô 

ph ng b ng m t mô­đun d ng đ n kh i ph  thu c th i gian.ỏ ằ ộ ạ ơ ố ụ ộ ờ

Đ  mô ph ng bình đi u áp, chia bình thành 3 ph n: đáy bình (ph n hìnhể ỏ ề ầ ầ  

thu th pậ Giá tr  đ i đ n vị ổ ơ ị

Chi u caoề 607 in H = 607 inch =15,4178m 15,4178m

Đường kính 

trong 90 in. Di= 90 inch =2,286 m 2,286m

Ti t di nế ệ S=Di2x   /4=4,1022mπ 2 4,1022m2