Khảo sát sự cố mất nước cấp cho lò ESBWR sử dụng phần mềm general passive BWR

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA VẬT LÝ-VẬT LÝ KỸ THUẬT BỘ MÔN VẬT LÝ HẠT NHÂN - - SEMINAR TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: KHẢO SÁT SỰ CỐ MẤT NHIỆT NƢỚC CẤP CHO LÒ ESBWR SỬ DỤNG PHẦN MỀM GENERIC PASSIVE BWR SVTH: Nguyễn Hoàng Giang CBHD: TS Võ Hồng Hải CBPB: ThS Nguyễn Thị Cẩm Thu TP HỒ CHÍ MINH-2013 i LỜI CẢM ƠN Seminar kết trình học tập nghiên cứu trường Đại học Khoa học tự nhiên Thành phố Hồ Chí Minh Với tình cảm chân thành, tác giả xin gửi lời tri ân đến quý thầy, quý cô tham gia giảng dạy tác giả suốt trình học tập Đặc biệt tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy hướng dẫn TS Võ Hồng Hải, người tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tác giả nghiên cứu đề tài hoàn chỉnh seminar Xin cảm ơn chân thành đến cha mẹ, gia đình, bạn bè tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ tác giả suốt trình nghiên cứu hoàn thành seminar Mặc dù thân cố gắng chắn seminar không tránh khỏi thiếu sót, mong nhận ý kiến đóng góp bổ sung quý thầy cô Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 16 tháng 06 năm 2013 Nguyễn Hoàng Giang ii MỤC LỤC Trang LỜI CẢM ƠN i MỤC LỤC ii DANH MỤC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT v DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU vi DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ vii MỞ ĐẦU viii CHƢƠNG NHÀ MÁY ĐIỆN HẠT NHÂN ESBWR 1.1 Giới thiệu .1 1.2 Nguyên tắc hoạt động 1.3 Thiết kế lưu thông tự nhiên 1.4 Các hệ thống ESBWR 1.4.1 Hệ thống bình lò phản ứng 1.4.2 Hệ thống nhiên liệu 1.4.3 Hệ thống điều khiển (kiểm soát) 1.4.4 Hệ thống ống dẫn tuần hoàn 10 1.4.5 Hệ thống an toàn 10 CHƢƠNG 14 PHẦN MỀM MÔ PHỎNG GENERIC PASSIVE BWR 14 2.1 Giới thiệu chung phần mềm Generic Passive BWR .14 2.2 Khởi động mô 15 iii 2.3 Khởi tạo mô 16 2.4 Hiển thị tính chung mô 17 2.5 Các hình hiển thị mô 19 2.5.1 Màn hình tổng quan nhà máy BWR thụ động ( Passive BWR Plant Overview Screen) 20 2.5.2 Màn hình vòng kiểm soát BWR thụ động (Passive BWR Control Loops Screen) 21 2.5.3 Sơ đồ kiểm soát công suất/lưu lượng BWR thụ động (Passive BWR power/flow map & controls) 22 2.5.4 Màn hình độ phản ứng kiểm soát BWR thụ động (Passive BWR Reactivity & controls screen) 23 2.5.5 Màn hình thông số dập tắt BWR thụ động (Passive BWR scram parameters screen) 25 2.5.6 Màn hình tuabin máy phát điện BWR thụ động (Passive BWR Turbine Generator Screen) 25 2.5.7 Màn hình nước cấp chia tách dòng BWR thụ động (Passive BWR Feedwater and Extraction Steam Screen) .27 2.5.8 Màn hình nhà chứa lò BWR thụ động (Passive BWR Containment Screen) 28 2.5.9 Màn hình dọn dẹp/tắt làm mát BWR thụ động (Passive BWR Cleanup/Shutdown Cooling Screen) .29 CHƢƠNG 31 MÔ TẢ SỰ CỐ MẤT NHIỆT NƢỚC CẤP VÀ PHƢƠNG PHÁP MÔ PHỎNG LÒ GE ESBWR BẰNG PHẦN MỀM MÔ PHỎNG GENERIC PASSIVE BWR 31 3.1 Mô tả cố nhiệt nước cấp 31 iv 3.2 Thiết lập điều khiển chạy mô .32 CHƢƠNG 35 PHÂN TÍCH KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 35 4.1 Kết mô 35 4.2 Phân tích kết mô 39 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO 43 v DANH MỤC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT ABWR Advanced Boiling Water Reactor Lò phản ứng nước sôi cải tiến BWR Boiling Water Reactor Lò phản ứng nước sôi CRDS Control Rod Drive System Hệ thống điều khiển kiểm soát CTI Cassiopeia Technologies Inc DPV Depressurization Valve Van xả áp ESBWR FMCRD Economic Simplified Boiling Water Reactor Fuel and Auxiliary Pool Cooling System Fine Motion Control Drive GDCS Gravity-Driven Cooling System Lò phản ứng nước sôi kinh tế đơn giản Hệ thống nhiên liệu bể làm mát phụ trợ Điều khiển kiếm soát chuyển động bước nhỏ Hệ thống làm mát điều khiển trọng lực GEH GE Hitachi Nuclear Energy IAEA International Atomic Energy Agency IC Isolation Condenser Cơ quan lượng nguyên tử quốc tế Ngưng tụ cách ly ICS Isolation Condenser System Hệ thống ngưng tụ cách ly LOCA Loss Of Coolant Accident Tai nạn nước làm mát PCC Passive Containnment Cooling Ngăn chứa làm lạnh PCCS Passive Containnment Cooling System Hệ thống ngăn chứa làm lạnh Hệ thống dọn dẹp/tắt làm lạnh nước lò phản ứng Lò phản ứng nước sôi đơn giản Hệ thống kiểm soát chất lỏng dự phòng FAPCS RWCU/SDC Reactor Water Cleanup/Shutdown Cooling System SBWR Simplified Boiling Water reactor SLCS Standby Liquid Control System vi DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 3.1: Các thông số hoạt động bình thường lò 32 vii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1: Sơ đồ nguyên lý lò phản ứng nước sôi Hình 1.2: Hình 1.3: Sự lưu thông tự nhiên Sơ đồ cấu tạo nhà máy ESBWR .5 Hình 1.4: Hình 1.5: Hình 1.6: Cấu tạo bình lò phản ứng .6 Cấu tạo hệ thống nhiên liệu Hệ thống an toàn ESBWR 11 Hình 2.1: Hình 2.2: Giao diện khởi chạy chương trình 16 Một hình làm việc phần mềm 17 Hình 2.3: Hình 2.4: Hình 2.5: Màn hình tổng quan nhà máy BWR thụ động .20 Màn hình vòng kiểm soát BWR thụ động .22 Sơ đồ kiểm soát công suất/lưu lượng BWR thụ động 23 Hình 2.6: Hình 2.7: Hình 2.8: Hình 2.9: Hình 2.10: Hình 2.11: Màn hình độ phản ứng kiểm soát BWR thụ động 24 Màn hình thông số dập tắt BWR thụ động 25 Màn hình tuabin máy phát điện BWR thụ động 26 Màn hình nước cấp chia tách dòng BWR thụ động .27 Màn hình nhà chứa lò BWR thụ động 28 Màn hình dọn dẹp/tắt làm mát BWR thụ động .29 Hình 3.1: Hình 3.2: Hình 4.1: Giao diện cửa sổ pop-up ta thiết lập cố 33 Giao diện hình mô cố 34 Van điều chỉnh vận tốc dòng 37 Hình 4.2: Hình 4.3: Hình 4.4: Hình 4.5: Hình 4.6: Hình 4.7: Hình 4.8: Cường độ neutron lò phản ứng 37 Công suất nhiệt lò phản ứng 37 Công suất điện .37 Áp suất lò phản ứng .38 Lưu lượng dòng chảy qua lõi 38 Nhiệt độ nước cấp 38 Lưu lượng nước cấp 38 Hình 4.9: Nhiệt độ dòng 38 Hình 4.10: Lưu lượng dòng .38 viii MỞ ĐẦU Bước sang kỉ 21, phát triển lớn mạnh kinh tế đẩy nhu cầu lượng giới tăng vọt, tượng bất thường khí hậu lên tiếng nhắc nhở quốc gia cần giảm thiểu tới loại trừ nguồn lượng có nguồn gốc từ nhiên liệu hóa thạch vốn cạn kiệt Cùng thời gian đó, chiến tranh lạnh kết thúc, kho vũ khí hạt nhân giải trừ, “thải” lượng lớn nhiên liệu hạt nhân chưa biết “dùng vào việc gì” Chính vậy, lượng hạt nhân nhắm đến để giải vấn đề cấp bách chưa tìm nguồn lượng thay Nhưng sau thảm họa hạt nhân nhà máy điện hạt nhân Chernobyl (26/4/1986) với số tai nạn nghiêm trọng rò rỉ phóng xạ khác vụ TMI (28/3/1979) Mỹ, Tokaimura (30/9/1999) Nhật,… cố Fukushima xảy vào tháng năm 2011 Nhật khiến dư luận giới hoài nghi tính an toàn nhà máy điện hạt nhân Yêu cầu đặt phải có nhà máy điện hạt nhân có tính an toàn cao Vì thiết kế xây dựng nhà máy điện hệ thứ III nâng cấp Kết quả, hệ chuyển tiếp, thường biết đến với tên “thế hệ III+” đời Dựa thiết kế tiên tiến lò hệ thứ III, lò phản ứng hệ III+ có nhiều cải tiến giúp tăng công suất, độ an toàn, lại giảm chi phí thời gian xây dựng đồng thời hạn chế cố thảm họa Fukushima vừa diễn với hệ thống an toàn thụ động Bên cạnh đó, vấn đề đào tạo nguồn nhân lực có kinh nghiệm chuyên môn cao để vận hành ứng phó với tình khẩn cấp quan trọng Chính vậy, việc sử dụng phần mềm để mô hoạt động lò phản ứng để học tập nghiên cứu cần thiết Nó cho phép dự đoán cố từ đưa phương pháp giải - điều mà khó thực nghiệm nhà máy thực ix Ở đề tài này, sử dụng phần mềm Generic Passive BWR để thực mô cố nhiệt nước cấp rẽ nhánh từ dòng nhà máy đến máy gia nhiệt bị đóng Phần mềm Generic Passive BWR thực nhà máy ESBWR, kiểu nhà máy hệ III+ Đồng thời, qua tìm hiểu nhà máy ESBWR với tính cải tiến đáng ý hệ thống lưu thông tự nhiên hệ thống an toàn thụ động,… 29  Lưu lượng nước tới bình áp suất lò phản ứng, dòng chảy hệ thống làm mát điều khiển trọng lực đến bình áp suất lò phản ứng, cân dòng chảy Wetwell đến bình áp suất lò phản ứng, lưu lượng nước ngưng từ hệ thống ngưng tụ cô lập đến bình áp suất lò phản ứng 2.5.9 Màn hình dọn dẹp/tắt làm mát BWR thụ động (Passive BWR Cleanup/Shutdown Cooling Screen) Hình 2.11 Màn hình dọn dẹp/tắt làm mát BWR thụ động Ở hình đại diện cho dọn dẹp/tắt hệ thống làm mát nước lò phản ứng Nó mô hình đơn giản bao gồm hai truyền động độc lập Mỗi bao gồm:  Một trao đổi nhiệt không hồi nhiệt 30  Một trao đổi nhiệt hồi nhiệt  Một bơm dọn dẹp công suất thấp  Một bơm công suất cao  Một thiết bị khử khoáng  Van liên kết đường ống Chế độ pop-up điều khiển sử dụng để bắt đầu chế độ hoạt động tương ứng: dọn dẹp, làm nóng, làm lạnh 31 CHƢƠNG MÔ TẢ SỰ CỐ MẤT NHIỆT NƢỚC CẤP VÀ PHƢƠNG PHÁP MÔ PHỎNG LÒ GE ESBWR BẰNG PHẦN MỀM MÔ PHỎNG GENERIC PASSIVE BWR Mặc dù công nghệ ngày phát triển, hệ nhà máy cải tiến để an toàn hiệu Nhưng không dám khẳng định không xảy cố Sự cố xảy với lò phản ứng lúc ta biết trước Sự cố mang lại hậu nghiêm trọng hay không phụ thuộc vào phận gặp cố Nếu người vận hành lò thiếu kinh nghiệm, chuyên môn không phản ứng kịp thời trước phản ứng lò tai nạn trở nên tồi tệ Điển hình giới có tai nạn nghiêm trọng xảy thảm họa Chernobyl (26/4/1986 Ukraina) gần cố nhà máy điện Fukushima (11/3/2011 Nhật) Trong chương này, tiến hành mô cố nhiệt nước cấp, khiến cho nước cấp vào lõi lạnh công suất lõi tăng hệ số phản ứng vô ích âm 3.1 Mô tả cố nhiệt nƣớc cấp Ban đầu lò hoạt động bình thường với công suất cực đại Các thông số lò thể bảng 3.1 (ghi nhận Màn hình tổng quan nhà máy BWR thụ động đề cập phần 2.5.1) 32 Bảng 3.1 Các thông số hoạt động bình thường lò STT Thông số Cường độ neutron lò Công suất nhiệt lò Điện Áp suất lò Dòng chảy qua lõi Nhiệt độ nước cấp vào lò Dòng chảy sau van cô lập Áp suất sau van cô lập Giá trị 100,04 (%) 100,07 (%) 100,10 (%) 7170,16 (kPa) 12059,23 (kg/s) 222,6 (oC) 2062,9 (kg/s) 7170,2 (kPa) Sự cố nhiệt nước cấp xảy tách dòng đến máy gia nhiệt bị đóng lại Khiến cho nhiệt độ nước cấp vào lò phản ứng lạnh Bằng phần mềm mô Generic Passive BWR, tiến hành mô hoạt động lò với cố nhiệt nước cấp Qua đó, theo dõi thông số đánh giá trạng thái hoạt động lò 3.2 Thiết lập điều khiển chạy mô Sau khởi tạo mô với 100% công suất (tương ứng 3926 MW nhiệt tạo từ lò) Ta tới Màn hình tổng quan nhà máy BWR thụ động (Passive BWR Plant Overview Screen) Ghi lại thông số hình (Bảng 3.1) Tiến hành thiết lập cố cách nhấn vào “Malf” góc phải bên hình để chèn cố Cửa sổ pop-up ra, chọn dòng “Loss of Feedwater Heating” Sự cố làm cho tất van cô lập tách cho cấp nhiệt nước cấp đóng Hậu toàn nước cấp đun nóng Nhấn “Insert MF”, sau nhấn “Return” (hình3.1 cho thấy giao diện cửa sổ pop-up để thiết lập) 33 Hình 3.1 Giao diện cửa sổ pop-up thiết lập cố Sau thiết lập xong mô cố, ta tiến hành chạy mô cố cách nhấn vào “Run” góc phải bên hình Khi bắt đầu chạy mô cố, báo động “Malfunction Active” phía hình chuyển sang vàng để báo cho biết chạy mô cố Các biểu đồ xu hướng bắt đầu hiển thị để theo dõi trình Trong suốt trình chạy mô phỏng, biểu đồ liên tục vẽ đồ thị thông số theo thời gian để ta quan sát biết xu hướng diễn nhà máy Để xem lại đồ thị thời điểm trước đó, ta kéo trượt biểu đồ Theo dõi thay đổi thông số nhà máy hình hiển thị để đánh giá mức độ cố Khi thông số đạt đến giới hạn cảnh báo có hành động can thiệp quan trọng báo động chuyển sang vàng để cảnh báo cho người điều khiển để họ có hành động can thiệp kịp thời 34 Hình 3.2 Giao diện hình mô cố 35 CHƢƠNG PHÂN TÍCH KẾT QUẢ MÔ PHỎNG Trong chương này, trình bày kết mô cố trình bày chương Chúng ghi nhận lại trạng thái hoạt động thông số hiển thị hình theo dõi Để từ phân tích, đánh giá đưa hướng giải kịp thời 4.1 Kết mô Khi cố diễn ra, quan sát thấy thông số hiển thị hình giảm dần, trừ công suất điện tăng nhanh sau giảm (do dòng đến máy cấp nhiệt bị đóng lại nên chuyển toàn vào tuabin máy phát điện) Nguyên nhân lượng nước lạnh vào lõi, làm giảm nhiệt độ bên lõi kéo theo suy giảm thông số khác như: áp suất lò phản ứng, lưu lượng thoát ra, cường độ neutron, nhiệt độ nhiệt độ nước cấp,… Ban đầu vừa xảy cố hai van dòng tới tuabin mở Sau phút 24 giây van dòng tới tuabin đóng lại nửa Nguyên nhân nước lạnh nhiều vào lõi, nhiệt độ lõi giảm dẫn đến lượng nước thoát giảm nên van đóng lại để giữ áp suất lò ổn định Áp suất lò lúc 7066,1 kPa Các đồ thị xu hướng bắt đầu giảm dần phút 28 giây sau cố, báo động “Rod Run-in Req’d” đổi sang vàng tắt Khi lượng nước lạnh vào nhiều, chiều cao cột nước không sôi cao, hệ số trống (bọt khí) nước thấp, phản ứng tích cực thay đổi, công suất lò phản ứng tăng Nhưng tăng công suất lò phản ứng điểm đặt mục tiêu nên xuất cảnh báo để ta chèn kiểm soát vào để giảm công suất lò phản ứng Trong suốt trình mô phỏng, báo động “Rod Run-in Req’d” xuất nhiều lần để ta giảm công suất kịp thời Quá trình chèn kiểm soát có 36 thể điều khiển tay tự động Tuy nhiên phần mềm không cho phép ta can thiệp vào điều khiển Sau phút 41 giây sau cố báo động “Reactor Pres Lo” đổi sang vàng để báo áp suất lò thấp (áp suất 6865 kPa) Mặc dù đóng bớt van dòng lượng nước bay thấp, áp suất bị giảm nhiều Bước sang phút 25 giây, xuất thêm hai cảnh báo nữa, “Reactor Pres V.Lo” “Turbine Runback” để báo cho ta biết áp suất bình áp suất lò phản ứng thấp (6465,6 kPa) nhà máy có điều chỉnh giảm bớt số tuabin hoạt động lại lưu lượng dòng giảm 1449,9 kg/s, để tuabin tiếp tục chạy gây hại cho tuabin máy phát điện không đủ công suât Các thông số tiếp tục giảm hình đồ thị xu hướng rõ dạng đồ thị, điều cho ta thêm nhiều thông tin diễn biến tình trạng nhà máy Được phút 43 giây, giá trị lò bắt đầu tăng trở lại Nguyên nhân công suất lò phản ứng tăng, nhiệt phân hạch gia tăng lò bù vào phần nước lạnh nên giá trị tăng lên dần Đèn báo động “Turbine Runback” tắt vào lúc 11 phút giây sau cố Các đồ thị xu hướng bắt đầu hiển thị theo chiều tăng dần Sau 13 phút 11 giây, thông số tăng đều, đèn báo “Reactor Pres V.Lo” tắt Áp suất bình lò phản ứng đạt giá trị tầm kiểm soát nhà máy Áp suất lò phản ứng đạt 6892 kPa sau 14 phút 13 giây Đèn báo động “Reactor Pres Lo” tắt Áp suất ổn định trở lại Theo thời gian, hệ thống đạt trạng thái cân nhiệt động lực học với ổn định nhiệt độ nước cấp mới, nơi công suất lò phản ứng công 37 suất điện tương đương trở lại Đến 26 phút sau cố nhà máy hoạt động ổn C-êng ®é neutron (%) định trở lại §iÒu tèc (%) 120 100 80 60 40 20 120 100 80 60 40 20 0 10 20 30 40 50 60 10 20 40 50 60 Hình 4.2 Cường độ neutron lò phản ứng 120 120 C«ng suÊt ®iÖn (%) C«ng suÊt nhiÖt (%) Hình 4.1 Van điều chỉnh vận tốc dòng 100 80 60 40 20 30 t (phót) t (phót) 10 20 30 40 50 60 t (phót) Hình 4.3 Công suất nhiệt lò phản ứng 100 80 60 40 20 0 10 20 30 40 50 t (phót) Hình 4.4.Công suất điện 60 38 7400 L-u l-îng (kg/s) 13000 ¸p suÊt (kPa) 7200 7000 6800 6600 6400 6200 12500 12000 11500 11000 10500 10000 6000 10 20 30 40 50 60 10 20 Hình 4.5 Áp suất lò phản ứng L-u l-îng (kg/s) o NhiÖt ®é ( C) 200 180 160 140 120 60 2500 2000 1500 1000 500 0 10 20 30 40 50 60 10 20 30 40 50 Hình 4.8 Lưu lượng nước cấp 284 2500 L-u l-îng (kg/s) Hình 4.7 Nhiệt độ nước cấp 282 280 278 276 274 2000 1500 1000 500 0 10 20 30 60 t (phót) t (phót) 50 3000 220 NhiÖt ®é ( C) 40 Hình 4.6 Lưu lượng dòng chảy qua lõi 240 100 30 t (phót) t (phót) 40 50 60 t (phót) Hình 4.9 Nhiệt độ dòng 10 20 30 40 50 60 t (phót) Hình 4.10 Lưu lượng dòng 39 Nhận xét: Khi xảy cố van tách dòng nhiệt độ cao đến máy cấp nhiệt bị đóng, toàn lượng đến tuabin máy phát điện làm cho công suất điện (hình 4.4) tăng nhanh giảm Khi phận cấp nhiệt, nước lạnh vào lò phản ứng làm cho nhiệt độ giảm kéo theo thông số khác giảm theo Nước lạnh tiếp tục vào lõi làm cho chiều cao cột nước không sôi tăng, bọt khí giảm dẫn đến cường độ neutron chậm tăng vào khoảng phút thứ 10 (hình 4.2) khả làm chậm neutron tốt hơn, công suất lò phản ứng tăng lên Các thông số tăng lên dần đạt tới ổn định tương đương với ban đầu trước xảy cố.Tuy nhiên nhiệt độ nước cấp (hình 4.7), lưu lượng nước cấp (hình 4.8) lưu lượng đầu (hình 4.10) không cũ dẫn đến công suất điện (hình 4.4) thấp 4.2 Phân tích kết mô Nhà máy lò phản ứng nước sôi có phận cấp nhiệt cho dòng nước cấp lò phản ứng, điều làm cho lượng nhiệt cần để đun sôi nước lò thấp hơn, trình đun sôi nhanh tiết kiệm Khi phận cấp nhiệt gặp cố, thông số nhà máy giảm nhanh Do nhiệt độ nước lạnh vào lõi lò nhiều, lượng nước bay dẫn đến áp suất giảm Vào phút 24 giây sau cố, van đóng lại để đảm bảo áp suất cho lò phản ứng Lưu lượng từ lò giảm, dẫn đến hoạt động tuabin máy phát điện cần phải giảm bớt lại vào để đảm bảo an toàn cho tuabin hệ thống điện Đồng thời dòng đi, lưu lượng nước vào lò phản ứng nhỏ, điều giúp cho hệ thống nhanh đạt trở lại ổn định phải cấp nhiệt cho lượng nước Khi chiều cao nước không sôi lò tăng lên, hệ số khoảng trống giảm (bọt khí sôi giảm), phản ứng tích cực thay đổi thông lượng neutron chậm gia tăng Công suất lò phản ứng gia tăng Nhưng gia tăng điểm đặt mục tiêu ban đầu nhà máy nên cần phải kiểm soát để công suất không vượt điểm đặt ban đầu Nếu vượt qua dẫn đến nhiên liệu nóng, 40 trình làm mát không đáp ứng kịp gây kiểm soát Vì nên có báo động “Rods Run-in Req’d” để ta chèn kiểm soát kịp thời Theo thời gian, hệ thống đạt trạng thái cân nhiệt động lực học với ổn định nhiệt độ nước cấp mới, công suất lò phản ứng công suất điện tương đương trở lại Sự cố không bắt buộc phải có hành động dập tắt lò hay sử dụng hệ thống an toàn khẩn cấp Tuy nhiên cần theo dõi có hành động can thiệp kip thời để hệ thống vào ổn định gây thiệt hại Có bổ sung thêm phần mềm chạy tự động, ta điều khiển hay can thiệp vào Ta theo dõi đánh giá qua hình quan sát Các số liệu ta không suất nên ghi chép lại tay cách tương đối Nhưng may mắn phần mềm tự động hiển thị đồ thị xu hướng hình để ta quan sát, đánh giá Ta xem đồ thị theo thời gian hoạt động cách kéo cuộn bên đồ thị 41 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Seminar hoàn thành tiến độ đạt yêu cầu đề tài đề ra:  Tìm hiểu nhà máy ESBWR - Cấu trúc lưu thông tự nhiên - Các hệ thống nhà máy - Hệ thống an toàn thụ động nhà máy  Mô cố nhiệt nước cấp với phần mềm Với mô cố nhiệt nước cấp nhà máy GE ESBWR phần mềm mô Generic Passive BWR, thấy có thay đổi lớn nhiệt độ, áp suất, lưu lượng, công suất điện thông số khác Việc cho thấy tầm quan trọng phận cấp nhiệt lò phản ứng hiệu suất nhà máy, cung cấp cho ta cách xử lí xảy cố Kiến nghị Qua khảo sát trên, thấy lò phản ứng ESBWR có ưu điểm so với loại lò khác:  Chi phí xây dựng tốn  Độ làm giàu nhiên liệu thấp  Hiệu sinh nhiệt cao  Công suất điện lớn  Hệ thống an toàn thụ động an toàn gặp cố Do đó, loại lò có tính an toàn độ khả dụng cao Nếu xây dựng Việt Nam tiết kiệm so với loại lò khác, nhanh thu hồi vốn đầu tư Hơn hệ thống an toàn thụ động đáng tin cậy 42 Việc sử dụng phần mềm mô Generic Passive BWR để mô tai nạn mang lại kết tốt Thích hợp cho công tác giảng dạy đào tạo nhân lực để vận hành nhà máy điện hạt nhân Việt Nam 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: [1] PGS Ngô Quang Huy, Vật lý lò phản ứng hạt nhân, Đại học Quốc gia Hà Nội Tiếng Anh: [2] Mr Alan Beard (2011), ESBWR Response to Extreme (External) Events [3] GE Energy (4/2007), ESBWR Plant General Description [4] GE Hitachi (21/07/2011), Economic Simplified Boiling Water Reactor [5] David Hinds and Chris Malak (1/2006), Next-generation nuclear energy: The ESBWR [6] Steve Hucik (2011), ABWR and ESBWR: Safety and Reliability in Construction and Operation [7] International Atomic Energy Agency (10/2011), Boiling Water Reactor Simulator with Passive Safety Systems [8] http://en.wikipedia.org/ [...]... ĐIỆN HẠT NHÂN ESBWR 1.1 Giới thiệu Lò phản ứng nước sôi kinh tế và đơn giản (ESBWR) là một thế hệ lò phản ứng an toàn thụ động III+ được phát triển từ các thế hệ tiền nhiệm trước nó là Lò phản ứng nước sôi đơn giản (SBWR) và Lò nước sôi cải tiến (ABWR) Tất cả đều được thiết kế bởi GE Hitachi Nuclear Energy (GEH), và được dựa trên thiết kế của lò phản ứng nước sôi trước đó Lò phản ứng ESBWR được thiết... một sự điều khiển bên trong lò phản ứng 1.4 Các hệ thống chính của ESBWR Một nhà máy ESBWR bao gồm rất nhiều hệ thống với nhiều bộ phận phức tạp khác nhau Hình 1.3 sẽ cho chúng ta thấy một cách tổng quát về cấu tạo của một nhà máy ESBWR: 5 Hình 1.3 Sơ đồ cấu tạo một nhà máy ESBWR 6 Để tìm hiểu kĩ hơn về ESBWR ta sẽ đi qua cấu tạo của một số hệ thống quan trọng chính trong ESBWR: 1.4.1 Hệ thống bình lò. .. khẩn cấp đối với trường hợp như của nhà máy điện hạt nhân Fukushima Daiichi 14 CHƢƠNG 2 PHẦN MỀM MÔ PHỎNG GENERIC PASSIVE BWR Trong chương này chúng tôi giới thiệu về phần mềm Generic Passive BWR dành cho kiểu lò ESBWR Bên cạnh đó tôi sẽ chỉ rõ ra các giao diện màn hình chính, cách vận hành nhà máy điện hạt nhân thông qua màn hình mô phỏng của chương trình 2.1 Giới thiệu chung về phần mềm Generic Passive. .. (550 °F) Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý của một lò phản ứng nước sôi 1.3 Thiết kế lƣu thông tự nhiên Một trong những cải tiến quan trọng trong ESBWR đó chính là sử dụng sự lưu thông dòng chảy tự nhiên qua lõi lò phản ứng Sự lưu thông này dựa trên nguyên tắc của hiện tượng đối lưu do sự chênh lệch mật độ giữa nước cấp vào và 3 hỗn hợp hơi /nước bên trong lõi Mật độ nước cấp vào cao hơn (do lạnh hơn) tạo ra một... ứng với các nhiễu loạn và tai nạn Generic Passive BWR là phần mềm mô phỏng được tạo ra và thiết kế bởi Cassiopeia Technologies Inc (CTI) Sự phát triển của mô phỏng là sự phối hợp giữa các nhà phát triển, nhân viên của IAEA và từ tiến sĩ Bharat Shiralkar, một chuyên gia nhiệt thủy lực Phần mềm này phần lớn đại diện cho GE ESBWR, một thiết kế của kiểu lò phản ứng BWR thụ động Mô phỏng được thực hiện trên... thiệt hại lõi ít hơn 10-6 /lò phản ứng mỗi năm - Khi không có hành động điều hành hoặc cung cấp điện cần thiết cho hệ thống an toàn trong một thiết kế tai nạn cơ bản, nhà máy sẽ có 72 giờ để duy trì các lò phản ứng và ngăn chặn ở điều kiện an toàn ổn định nhờ hệ thống an toàn thụ động 2 1.2 Nguyên tắc hoạt động Lò phản ứng ESBWR hay các Lò phản ứng nước sôi (BWR) nói chung sử dụng nước đã khử khoáng để... trong ESBWR có nhiều cải tiến quan trọng so với BWR, đáng chú ý nhất đó là hệ thống an toàn thụ động 11 Hình 1.6 Hệ thống an toàn trên ESBWR Các hệ thống an toàn thụ động trong vận hành ESBWR không cần sử dụng bất kì máy bơm nào, mà vẫn tăng độ an toàn trong thiết kế, tính toàn vẹn và độ tin cậy trong khi giảm được chi phí tổng thể Nó cũng sử dụng tuần hoàn tự nhiên để điều khiển lưu lượng nước làm... lò phản ứng sẽ giảm áp và GDCS được bắt đầu Nó bao gồm các hồ chứa nước lớn nằm trên lò phản ứng và được kết nối với bình chứa lò phản ứng Khi hệ thống GDCS hoạt động, nước sẽ chảy từ hồ vào lò phản ứng Các hồ có kích thước lớn có thể cung cấp đủ lượng nước để duy trì nước ngập nhiên liệu hạt nhân Hệ thống PCCS bao gồm một tập hợp các bộ trao đổi nhiệt nằm ở phần trên của nhà chứa lò phản ứng Hơi nước. .. quá trình sử dụng, chúng tôi nhận thấy chỉ sử dụng được trên Windows 32 bit, không dành cho Windows 64 bit) Sự tương tác giữa người sử dụng và mô phỏng thông qua sự kết hợp của màn hình hiển thị, chuột và bàn phím Giám sát thông số và kiểm soát điều hành nhà máy được thể hiện một cách giống hệt như trên mô phỏng 2.2 Khởi động mô phỏng  Chọn chương trình “PBWR” để thực hiện- thực thi tập tin PBWR.exe... nhiên liệu và nhiệt độ nước  Bên ngoài nhà lò chính là sự cân bằng của hệ thống nhà máy- tuabin máy pháy điện, nước cấp và sự chia tách hơi nước Nó bao gồm sơ đồ 21 dòng chảy chính của hơi nước và nước cấp, các thông số tương ứng và tình trạng của các van và bơm  Ba màn hình xu hướng bên trái màn hình hiển thị các thông số sau: - Cường độ neutron lò phản ứng, công suất nhiệt lò phản ứng và công suất ... Lò phản ứng nước sôi đơn giản (SBWR) Lò nước sôi cải tiến (ABWR) Tất thiết kế GE Hitachi Nuclear Energy (GEH), dựa thiết kế lò phản ứng nước sôi trước Lò phản ứng ESBWR thiết kế GEH sử dụng nước. .. (kPa) Sự cố nhiệt nước cấp xảy tách dòng đến máy gia nhiệt bị đóng lại Khiến cho nhiệt độ nước cấp vào lò phản ứng lạnh Bằng phần mềm mô Generic Passive BWR, tiến hành mô hoạt động lò với cố nhiệt... máy - Hệ thống an toàn thụ động nhà máy  Mô cố nhiệt nước cấp với phần mềm Với mô cố nhiệt nước cấp nhà máy GE ESBWR phần mềm mô Generic Passive BWR, thấy có thay đổi lớn nhiệt độ, áp suất,