Nhà máy điện hạt nhân AP1000 (luận văn thạc sĩ)Nhà máy điện hạt nhân AP1000 (luận văn thạc sĩ)Nhà máy điện hạt nhân AP1000 (luận văn thạc sĩ)Nhà máy điện hạt nhân AP1000 (luận văn thạc sĩ)Nhà máy điện hạt nhân AP1000 (luận văn thạc sĩ)Nhà máy điện hạt nhân AP1000 (luận văn thạc sĩ)Nhà máy điện hạt nhân AP1000 (luận văn thạc sĩ)Nhà máy điện hạt nhân AP1000 (luận văn thạc sĩ)Nhà máy điện hạt nhân AP1000 (luận văn thạc sĩ)Nhà máy điện hạt nhân AP1000 (luận văn thạc sĩ)Nhà máy điện hạt nhân AP1000 (luận văn thạc sĩ)Nhà máy điện hạt nhân AP1000 (luận văn thạc sĩ)Nhà máy điện hạt nhân AP1000 (luận văn thạc sĩ)Nhà máy điện hạt nhân AP1000 (luận văn thạc sĩ)Nhà máy điện hạt nhân AP1000 (luận văn thạc sĩ)Nhà máy điện hạt nhân AP1000 (luận văn thạc sĩ)Nhà máy điện hạt nhân AP1000 (luận văn thạc sĩ)Nhà máy điện hạt nhân AP1000 (luận văn thạc sĩ)Nhà máy điện hạt nhân AP1000 (luận văn thạc sĩ)Nhà máy điện hạt nhân AP1000 (luận văn thạc sĩ)
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - - Ngô Thị Hà TÁCH DÒNG VÀ BIỂU HIỆN CECROPIN TRONG CÁC HỆ VECTOR KHÁC NHAU LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - 2014 MỤC LỤC MỞ ĐẦU .4 CHƢƠNG LÒ PHẢN ỨNG AP1000, BÌNH ĐIỀU ÁP 1.1 Giới thiệu lò phản ứng AP1000 1.1.1 Giới thiệu chung .5 1.1.2 Hệ thống tải nhiệt 1.1.3 Hệ thống an toàn 11 1.2 Bình điều áp lò phản ứng AP000 .14 1.2.1 Cấu tạo bình điều áp .14 1.2.2 Van an toàn bình điều áp 15 1.2.3 Hệ thống van giảm áp tự động ADS .16 1.2.4 Sự cố bình điều áp 17 CHƢƠNG CHƢƠNG TRÌNH TÍNH TOÁN THỦY NHIỆT RELAP5 .19 2.1 Giới thiệu chƣơng trình RELAP5 .19 2.2 Cấu trúc chƣơng trình RELAP5 19 2.2.1 Cấu trúc chƣơng trình 19 2.2.2 Cấu trúc tệp liệu đầu vào 21 2.2.3 Dữ liệu mô tả toán 23 2.2.4 Chíp điều khiển .24 2.2.5 Dữ liệu cấu trúc thủy động 25 2.2.6 Thành phần điều khiển hệ thống 29 2.3 Dữ liệu đầu vào bình điều áp .30 2.3.1 Mô hình hóa bình điều áp lò phản ứng AP1000 30 2.3.2 Dữ liệu đầu vào đƣờng ống nối bình điều áp với chân nóng 35 2.3.3 Dữ liệu đầu vào van an toàn 38 2.3.4 Dữ liệu đầu vào van giảm áp tự động 38 2.3.5 Dữ liệu đầu vào hệ thống phun giảm áp 39 CHƢƠNG KẾT QUẢ TÍNH TOÁN .41 3.1 Kết trạng thái dừng 41 3.2 Kết trạng thái chuyển tiếp 42 KẾT LUẬN .47 TÀI LIỆU THAM KHẢO 48 PHỤ LỤC Error! Bookmark not defined MỞ ĐẦU Do nhu cầu điện tăng cao, năm 2009, Quốc hội phê duyệt chủ trƣơng xây dựng hai nhà máy điện hạt nhân nƣớc ta, Ninh Thuận, theo công nghệ Liên bang Nga (gọi Ninh Thuận 1) Nhật Bản (gọi Ninh Thuận 2) đề xuất Dự kiến công nghệ đề xuất cho Ninh Thuận AP1000 Vì vậy, Luận văn chọn nội dung nghiên cứu liên quan đến AP1000 AP1000 lò phản ứng hạt nhân thuộc loại PWR (lò nƣớc áp lực) Tập đoàn Westinghouse.Đây loại lò có nhiều cải tiến theo hƣớng an toàn thụ động (Advanced Passive)có mức độ an toàn cao AP1000 có bình điều áp với thể tích gần gấp đôi loại lò công suất Nhà máy điện hạt nhân loại hình sử dụng lƣợng với hiệu suất cao, nhƣng tai nạn xảy thiệt hại vô lớn, nên vấn đề an toàn đƣợc đặt lên hàng đầu Bất cải tiến yêu cầu phải có ý nghiên cứu phù hợp Vì vậy, Luận văn đề xuất nghiên cứu bình điều áp cố bình điều áp xảy lò phản ứng AP1000 Sự cố đƣợc mô tính toán phần mềm RELAP5 – phần mềm đƣợc sử dụng tƣơng đối phổ cập tính toán an toàn nhà máy điện hạt nhân nói chung, nhƣ đƣợc sử dụng để mô cố giả định phận, hệ thống nhà máy điện hạt nhân nói riêng Do vấn đề an toàn nhà máy điện hạt nhân đƣợc xem xét chủ yếu sở phân tích cố giả định lò phản ứng hạt nhân Vì vậy, dƣới đây, luận văn này, tác giả dùng cụm từ “nhà máy điện hạt nhân AP1000” với ý nghĩa nhƣ cụm từ “lò phản ứng hạt nhân AP1000” CHƢƠNG LÒ PHẢN ỨNG AP1000, BÌNH ĐIỀU ÁP 1.1 Giới thiệu lò phản ứng AP1000 1.1.1 Giới thiệu chung Lò phản ứng hạt nhân AP1000 có công suất 1117 MWe, luận văn này, tác giả thống gọi tắt AP1000 Dựa 20 năm nghiên cứu phát triển, AP1000 đƣợc xây dựng cải tiến dựa công nghệ có từ phận đƣợc sử dụng thiết kế Westinghouse Bao gồm bình sinh hơi, bình điều áp, thiết bị điều khiển – đo đạc, nhiên liệu thùng lò đƣợc sử dụng rộng rãi toàn giới đƣợc kiểm chứng qua nhiều năm với độ tin cậy cao vận hành Các thành phần AP1000 đƣợc giới thiệu Hình 1.1 AP1000 thiết kế hƣớng tới an toàn cao hiệu suất tối ƣu Hệ thống an toàn đƣợc thụ động hóa việc sử dụng lực tự nhiên: Áp suất, trọng lực đối lƣu Bên cạnh tác động điều hành phức tạp để điều khiển an toàn đƣợc giảm thiểu Vùng hoạt AP1000 bao gồm 157 bó nhiên liệu, chiều dài 4.3 m, xếp theo mảng 1717 Vùng hoạt AP1000 gồm ba lớp xuyên tâm có độ giàu khác nhau; độ giàu nhiên liệu theo dải từ 2.35 đến 4,8% Thiết kế chu kỳ nhiên liệu vùng hoạt 18 tháng với yếu tố công suất 93%, tốc độ trung bình lớp phát cao cỡ 60000 MWD/t, thông số AP1000 đƣợc Bảng 1.1 Bảng 1.1 Các thông số lò AP1000 Thông số AP1000 Công suất điện, MWe 1117 Công suất nhiệt, MWt 3400 Áp suất vận hành lò phản ứng, MPa 15.5 Nhiệt độ chân nóng, °C (°F) 321 (610) Số bó nhiên liệu 157 Kiểu bó nhiên liệu 17x17 Chiều dài hoạt động nhiên liệu, m (ft) 4.3 (14) Hệ số tuyến tính nhiệt, kw / ft 5.71 Lƣu lƣợng nhiệt thùng lò 10m3/h(103gpm) 68,1 (300) Diện tích bề mặt máy tạo nƣớc, m2(Ft2) 11.600 (125.000) Thể tích bình điều áp, m (Ft 3) 59,5 (2100) Hình 1.1Nhà máy điện hạt nhân AP1000 Thùng lò: Thùng lò hình trụ, đầu dƣới hình bán cầu, có mặt bích tháo rời phục vụ cho việc sửa chữa bên thay đảo nhiên liệu Thùng lò chứa vùng hoạt, kết cấu đỡ vùng hoạt, điều khiển phận khác trực tiếp liên quan đến vùng hoạt Thùng lò có chi tiết bên lò phản ứng, cụm đầu tích hợp (head packager), đƣờng ống đƣợc đỡ cấu trúc bê tông tòa nhà lò Thùng lò có lối vào (chân lạnh) lối (chân nóng) đặt bề mặt ngang mặt bích đỉnh vùng hoạt Chân lạnh đƣợc đặt thùng lò nhằm cung cấp vận tốc dòng ngang đủ lớn cho lối tạo điều kiện tối ƣu cho thiết bị hệ thống tải nhiệt lò phản ứng Chân nóng chân lạnh đƣợc xếp lệch nhau, chất tải nhiệt vào thùng thông qua chân lạnh chảy xuống phía dƣới vùng hoạt (downcomer), rẽ đáy chảy lên qua vùng hoạt đến chân nóng Bình sinh hơi: Có hai bình sinh kiểu Delta-125 đƣợc sử dụng AP1000 Dựa thiết kế đƣợc chứng minh qua cải tiến, bình sinh có thiết kế đáng tin cậy cao, hoạt động trình xử lý bay hóa học vùng nƣớc thứ cấp Thiết kế cải tiến bình sinh bao gồm mở rộng đƣờng ống, đƣờng ống đƣợc làm từ hợp kim nhiệt 690 niken, cờ rôm, sắt chứa bảng đục lỗ, cải thiện chống rung, nâng cấp máy chia độ ẩm sơ cấp thứ cấp, nâng cao tính bảo trì thiết kế đầu kênh sơ cấp để truy cập dễ dàng bảo trì công cụ máy móc Tất đƣờng ống bình sinh sử dụng ống lót cần thiết Bơm nƣớc làm mát: Có quán tính cao, đáng tin cậy, hoạt động ổn định, động máy bơm đƣợc bao kín chu trình nƣớc làm mát xuyên qua vùng hoạt, đƣờng ống bình sinh Kích thƣớc động giảm thiểu qua việc dùng biến điều khiển tốc độ để làm giảm yêu cầu động nguồn Hai máy bơm gắn trực tiếp vào đầu kênh bình sinh Cấu hình nhằm tối thiểu giảm áp; đơn giản hoá tảng hỗ trợ hệ thống cho bình sinh hơi, máy bơm đƣờng ống; giảm khả rò rì vùng hoạt cố nƣớc làm mát nhỏ LOCA (SmallLoss Of Coolant Accident) Máy bơm nƣớc làm mát hệ thống dự báo, loại bỏ khả dự báo LOCA sai, điều có ý nghĩa nâng cao an toàn giảm bảo trì máy bơm Máy bơm dùng loại bánh xe (flywheel) làm tăng quán tính quay để đảm bảo điện máy hơm tự quay thêm thời gian Đƣờng ống nƣớc làm mát chính: Đƣờng ống hệ thống nƣớc làm mát lò phản ứng RCS đƣợc cấu hình từ hai hệ thống đơn giống hệt nhau, sử dụng chân nóng có đƣờng kính 790 mm (31-inch) để vận chuyển nƣớc làm mát lò phản ứng đến bình sinh Cả hai vòi máy bơm nƣớc làm mát lò phản ứng đƣợc hàn trực tiếp đến kênh lối đáy bình sinh Hai ống chân lạnh có đƣờng kính 560 mm (22-inch) hệ thống đơn vận chuyển nƣớc làm mát lò phản ứng trở lại thùng lò phản ứng để hoàn thiện vòng kín Máy bơm nƣớc làm mát gắn trực tiếp vào đầu kênh bình sinh cho phép máy bơm bình sinh dùng cấu trúc hỗ trợ giống nhau, hệ thống hỗ trợ đơn giản cung cấp nhiều không gian cho trình bảo trì Đầu kênh bình sinh có khối với chế tạo kiểm tra lợi hệ thống đa mảnh hợp thành mối hàn Sự kết hợp đầu hút máy bơm vào đáy dƣới đầu kênh bình sinh loại bỏ chéo ngang qua chân lạnh, nhƣ tránh khả rò rỉ vùng hoạt cố nƣớc làm mát nhỏ Dễ thấy, cách xếp tập trung RCS cung cấp lợi ích khác: Hai dòng chân lạnh hai hệ thống đơn giống hệt (ngoại trừ thiết bị đo đạc dòng kết nối nhỏ) bao gồm khúc uốn cong có độ dẻo để cung cấp hƣớng dòng chảy có cản trở thấp để chịu đƣợc dãn nở khác ống kênh nóng lạnh; Các đƣờng ống đƣợc luyện trƣớc sau uốn cong, điều làm giảm chi phí yêu cầu kiểm tra vận hành Cấu hình hệ thống đơn lựa chọn vật liệu đƣờng ống phải có uốn cong đủ thấp chu trình sơ cấp đƣờng ống phụ lớn đáp ứng đƣợc yêu cầu rò rĩ trƣớc vỡ (leak-beforebreak) 1.1.2 Hệ thống tải nhiệt Hệ thống tải nhiệt AP1000 bao gồm hai hệ thống đơn, hệ thống đơn có chân nóng hai chân lạnh, bình sinh hơi, hai máy hơm nƣớc đặt chân lạnh bình sinh bình điều áp cho hai hệ thống đơn Hệ thống làm mát vùng hoạt thụ động PXS đảm bảo trình làm mát vùng hoạt xảy cố PXS tải nhiệt dƣ từ vùng hoạt, bơm nƣớc cấp cứu giảm áp suất mà không cần dùng thiết bị tác động nhƣ máy bơm hay nguồn điện PXS dùng nguồn nƣớc để làm mát vùng hoạt bể bù nƣớc vùng hoạt CMT, bể tích nƣớc cao áp ACC bể tích nƣớc thay đảo nhiên liệu IRWST Hệ thống CMT thay hệ thống phun an toàn áp suất cao HPSI (High Pressure Safety Injection) loại lò phản ứng hạt nhân PWR thông thƣờng CMT cung cấp nƣớc trộn với axit boric dƣới áp suất cao dẫn dung dịch axit boric theo hai đƣờng song song CMT đƣợc thiết kế để hoạt động dƣới áp suất hệ thống sơ cấp nhờ tác động trọng lực đƣợc đặt cao đƣờng ống hệ thống làm mát lò phản ứng RCS Một đƣờng điều chỉnh áp suất nối chân lạnh với đỉnh CMT đƣờng ống kết nối phần dƣới CMT qua đƣờng dẫn nƣớc trực tiếp vào thùng lò DVI (Direct Vessel Injection) ACC AP1000 giống nhƣ ACC lò phản ứng hạt nhân PWR thông thƣờng ACC có dạng hình cầu chứa ¾ nƣớc lạnh có axit boric chịu áp suất nén khí nitơ Đƣờng ống ACC đƣợc kết nối với hệ thống DVI Một cặp van kiểm tra (check valves) ngăn chặn nƣớc ACC vận hành bình thƣờng Khi áp suất giảm xuống dƣới áp suất ACC (cộng với áp suất van kiểm tra), nƣớc đƣợc đƣa vào phần dƣới vùng hoạt - downcomer qua DVI Hình 1.2 Hệ thống làm mát lò phản ứng AP1000 PXS có hệ thống tải nhiệt dƣ thụ động, đƣợc thiết kế để tải nhiệt dƣ RCS trình cố PRHR nằm IRWST chiều cao vùng hoạt Đƣờng ống dẫn vào PRHR đƣợc kết nối với chân nóng đƣờng ống đƣợc kết nối với đầu hai bình sinh Đƣờng ống vào đƣợc mở với áp suất nhƣ RCS, đƣờng ống thƣờng bị đóng hai van cô lập song song để thỏa tiêu chí “sai hỏng đơn” Trong trình vận hành bình thƣờng, nƣớc đƣờng ống PRHR cân với IRWST Khi tín hiệu bơm an toàn SI (Safety Injection) đƣợc kích hoạt sau cố, van cô lập mở nhiệt dƣ RCS đƣợc truyền theo chế đối lƣu tự nhiên Để gia tăng đối lƣu tự nhiên, máy bơm bị ngắt tín hiệu SI khởi động Hệ thống nƣớc làm mát thụ động boong-ke lò PCS, tải nhiệt đối lƣu tự nhiên qua bể tích nƣớc làm mát boong-ke lò thụ động PCCWST (Passive Containment 10 (*) : Các thông số nắp đáy bình điều áp sau quy đổi thành hình trụ với thể tích chiều cao nắp đáy bình điều áp không đổi Trong mô phỏng, đoạn ống hình trụ chứa nƣớc đƣợc chia thành đoạn nhỏ có chiều cao nhƣ đoạn ống hình trụ chứa nƣớc đƣợc chia thành đoạn nhỏhơn có chiều cao nhƣ Chiều cao đoạn nhỏ phần chứa nƣớc: hn =6,3531 /6 = 1,0589 m Chiều cao đoạn nhỏ phần chứa nƣớc: hh = 6,6094/7 = 0,9442 m Bảng 2.4 Thông số thủy nhiệtcủa bình điều áp Giá trị thông số Thông số Đơn vị gốc Đơn vị RELAP 653oF(*) T1=618,15K(*) 2.241 psig P1=15451150,437Pa Nhiệt độ (lối vào bình điều áp) Áp suất (lối vào bình điều áp) (*) : Vì luận văn lựa chọn đơn vị tính toán RELAP5 hệ SI Bảng 2.5 Tính độ giảm áp dọc theo bình điều áp Đoạn (kg/m3) ∆H ∆P (Pa) P (Pa) T (K) 594,89 0,6129 3646,0808 15447504,3562 617,6 595,05 1,14235 6797,5537 15440706,8025 617,60 595,18 1,0589 6302,3610 15434404,4415 617,57 595,30 1,0589 6303,6317 15428100,8098 617,54 595,41 1,0589 6304,7965 15421796,0133 617,50 595,53 1,0589 6306,0672 15415489,9461 617,47 595,65 1,0589 6307,3379 15409182,6083 617,44 595,76 0,9442 5625,1659 15403557,4424 617,40 595,87 0,9442 5626,2045 15397931,2378 617,37 10 595,97 0,9442 5627,1487 15392304,0891 617,34 11 596,07 0,9442 5628,0929 15386675,9961 617,32 34 12 596,18 0,9442 5629,1316 15381046,8646 617,29 13 596,28 0,9442 5630,0758 15375416,7888 617,26 14 596,38 0,9442 5631,0200 15369785,7689 617,23 15 596,49 1,1442 6825,0386 15362960,7303 617,20 2.3.2 Dữliệu đầu vào đƣờng ống nối bình điều áp với chân nóng Hình 2.4 Sơ đồ chia lưới đường ống nối bình điều áp với chân nóng Bảng 2.6 Dữ liệu hình chiếu mặt cắt ngang đoạn ống con): Góc cung (độ) Bán kính (ft) Chiều dài cung (ft) Chiều dài cung (m) Đoạn cong 43 0,3979 0,2995 l1=1,0915 Đoạn cong 78 0,3738 0,5081 l3=1,8517 Đoạn cong 75 0,3783 0,4929 l5=1,7963 Đoạn cong 98 0,3790 0,6467 l7=2,3568 Đoạn cong 167 0,2935 0,8579 l9=3,1265 35 Bảng 2.7 Dữ liệu hình chiếu mặt cắt ngang đoạn ống thẳng: Chiều dài (ft) Chiều dài (m) Đoạn thẳng 18,9036 l2=5,7618 Đoạn thẳng 9,0345 l4=2,7537 Đoạn thẳng 5,0374 l6=1,5354 Đoạn thẳng 8,5430 l8=2,6039 Đoạn thẳng 10 7,4263 l10=2,2634 Đoạn thẳng 11 5,8576(**) l11=1,7884 Để mô ống nối bình điều áp với chân nóng, chia đƣờng ống thành đoạn theo độ dốc Hình 2.4 nhƣ sau: Bảng 2.8 Chiều dài đoạn theo độ dốc củađường ống nối bình điều áp với chân nóng Chiều dài hình Góc chiếu (m) nghiêng Chiều dài thực (m) Độ cao (m) (0 ) Đoạn L1=l1/2=0,5458 24 L1=0,5458/cos(240) =0,5975 Đoạn L2=l1/2+l2+l3/2 13 =7,2335 Đoạn L3=l3/2+l4+l5+l6+ L2=7,2335/cos(130) =7,4235 2.5 l7+l8+l9+l10 L3 =17,3619/cos(2.50) =17,3793 =17,3619 Đoạn L4=l11=1,5507 H1=L1sin(240) =0,243 H2=L2sin(130) =1,6703 H3=L3sin(2.50 ) =0,7577 90 L4=1,7884 H4=L4sin(900) =1,7884 36 Bảng 2.9 Các thông số hình học khác củađường ống nối bình điều áp với chân nóng Giá trị thông số Giá Giá trị thu Giá trị đổi đơn vị Thông số đƣa vào RELAP thập Đƣờng kính trị 18 in Di=18 inch =0,4572 m 0,4572 m 1,78 L=1,78 inch =0,0452m 0,0452m Do=Di+L=0,4572+0,0452=0,5024m 0,5024m Tiết diện S=Di2/4=0,45722x3,14/4=0,1641m2 0,1641m2 Đƣờng kính 18 in thủy nhiệt D0=Di=0,4572 m 0,4572 m Chiều dày thành ống Đƣờng kính 4.E-5(*) Độ nhám mặt (*) giá trị giả thiết dựa kinh nghiệm lò PWR chuẩn Nhật Bản Bảng 2.10 Thông số thủy nhiệt củađường ống nối bình điều áp với chân nóng Giá trị thông số Giá trị đƣa vào Đơn vị gốc Đơn vị SI RELAP Nhiệt độ 680 oF t=633,15K 633,15K Áp suất thiết kế 2.485 psig P=17.133.471,8408Pa 17.133.471,8408Pa Thông số 5,38461E-7(*) Tốc độ dòng ban đầu (*) giá trị giả thiết dựa kinh nghiệm lò PWR chuẩn Nhật Bản Bảng 2.11 Độ giảm áp dọc theo đường ống nối bình điều áp với chân nóng Đoạn (kg/m3) ∆H ∆P (Pa) P (Pa) T (K) 674,61 0,1215 819,6512 15498594,0849 617,87 594,11 0,9565 5682,6622 15492911,4227 617,84 594,21 1,3355 7935,6746 15484975,7482 617,80 594,36 2,2297 13252,4449 15471723,3032 617,73 37 2.3.3 Dữ liệu đầu vào van an toàn Bảng 2.12 Thông số hình học van an toàn Giá trị thông số Giá trị Giá trị Thông số thu đƣa vào Giá trị đổi đơn vị RELAP thập Đƣờng kính 14 in Tiết diện Di=14 inch =0,3556 m 0,3556 m S = Di2*π/4 = 0,0993 m2 0,0993m2 Bảng 2.13 Thông số thủy nhiệtcủa van an toàn Giá trị thông số Thông số Đơn vị gốc Đơn vị RELAP o Nhiệt độ F Áp suất mở hoàn toàn 2.575 psia 17.753.999,996 Pa 2.3.4 Dữ liệu đầu vào van giảm áp tự động Bảng 2.14 Thông số hình học van giảm áp tự động Giá trị thông số Thông số Giá trị thu thập Đƣờng kính 14 in Tiết diện Giá trị đƣa vào Giá trị đổi đơn vị RELAP Di= 14 inch =0,3556 m 0,3556 m S=Di2* π /4=0,0993m2 0,0993m2 Bảng 2.15 Thông số thủy nhiệt van giảm áp tự động Thông số Giá trị thông số Đơn vị gốc Đơn vị RELAP Nhiệt độ 653oF 618,15K Áp suất 2.235 psig 15.409.781,895Pa 38 Bảng 2.16 Dữ liệu bể chứa nước thay đảo nhiên liệu (IRWST) Giá trị thông số Thông số Đơn vị gốc Đơn vị RELAP Thể tích 2.100m3 2.100m3 Nhiệt độ 32oC 305,15 K Áp suất 105Pa 105Pa 2.3.5 Dữ liệu đầu vào hệ thống phun giảm áp Hệ thống phum giảm áp gồm kênh A B đƣợc nối với lấy nƣớc từ chân lạnh vòng làm mát, kênh A B gặp trƣớc đến vòi phun đỉnh bình điều áp Bảng 2.17 Thông số hình họccủa hệ thống phun giảm áp Giá trị thông số Thông số Thu thập Đƣờng kính van in Tiết diện van Đƣờng kính ống dẫn Tiết diện ống dẫn in Giá trị đổi đơn vị Giá trị đƣa vào RELAP Di=4 in =0,1016 m 0,1016 m S=Di2* π /4 = 0,0081m2 0,0081m2 Di = in=0,1016 m 0,1016 m S=Di2* π /4=0,0081m2 0,0081m2 39 Bảng 2.18 Thông số thủy nhiệt hệ thống phun giảm áp Thông số Nhiệt độ Áp suất phát động van Nhiệt độ lối vào ống dẫn (*) 510 Áp suất lối vào ống dẫn 510(*) Tốc độ dòng kênh A/B Tốc độ dòng phun hệ thống Giá trị thông số Đơn vị gốc Đơn vị RELAP 537,2oF 553,8167K 2.310 psig 15.926.888,67Pa 537,2 oF 553,8167K 2.310 psig 15.926.888,67Pa 1-2 gpm 0,063 – 0,126kg/s 2-4 gpm 0,126-0,252kg/s (*) Nhiệt độ , áp suất chân lạnh 40 CHƢƠNG KẾT QUẢ TÍNH TOÁN 3.1 Kết trạng thái dừng Trƣớc thực tính toán trình chuyển tiếp cố mở vô ý van xả an toàn bình điều áp, trạng thái dừng đƣợc thiết lập kiểm tra Trạng thái dừng lò phản ứng tính toán chƣơng trình RELAP5 đƣợc hình dƣới Các kết lò đạt trạng thái dừng (là trạng thái nhà máy hoạt động bình thƣờng, thông số ổn định theo thời gian) sẵn sàng cho việc tính toán trình chuyển tiếp cố Hình 3.1 Áp suất bình điều áp trạng thái dừng Sau khoảng 30 giây áp suất bình điều áp đạt đƣợc trạng thái dừng Áp suất bình điều áp trạng thái dừng cỡ 15,47 MPa phù hợp với giá trị lý thuyết 15,51 MPa Hình 3.1 Nhiệt độ nƣớc bão hào bình điều áp cỡ 617,75 độ K Hình 3.2 Ngoài ra, xem xét hoạt động van tiêm, van an toàn, van giảm áp thụ động chúng đƣợc đóng hoàn toàn 41 Hình 3.2 Nhiệt độ nước bình điều áp trạng thái dừng 3.2 Kết trạng thái chuyển tiếp Bảng 3.1 Diễn biến cố Sự kiện Thời gian (giây) Van an toàn bình điều áp mở vô ý 0.0 Áp suất giảm đến tín hiệu dập lò 18.55 Hạ điều khiển dập lò 20.55 Bắt đầu bơm nƣớc vào vùng hoạt 23.23 Kết thúc thời gian nghiên cứu 42 35 Hình 3.3 Áp suất bình điều áp cố mở van an toàn (theo tính toán luận văn) Hình 3.4 Áp suất bình điều ápsự cố mở van an toàn(theo tính toán U.S NRC) 43 Tại thời điểm giây cố bắt đầu xảy ra, van an toàn bình điều áp vô ý mở, nƣớc làm mát vòng sơ cấp thất thoát qua van an toàn làmáp suất bình điều áp giảm Vào thời điểm 19 giây tín hiệu dập lò đƣợc kích hoạt (lúc áp suất giảm đến điểm đặt áp suất dập lò) Đến giây thứ 21 sau có tín hiệu dập lò điều khiển dập lò đƣợc hạ xuống, vùng hoạt ngừng hoạt động không sinh thêm nhiệt mà nhiệt dƣ Tín hiệu bơm nƣớc làm mát khẩn cấp vào vùng hoạt đƣợc phát động Từ giây đến khoảng 21 giây áp suất bình điều áp giảm Hình 3.3 đƣờng áp suất gần nhƣ đƣờng thẳng có độ dốc vừa phải, giai đoạn áp suất giảm van an toàn bình điều áp vô ý mở Tại thời gian khoảng 21 giây, lúc tín hiệu dập lò đƣợc kích hoạt, vùng hoạt ngừng hoạt động nên nhiệt độ nƣớc làm mát giảm nhanh, dẫn đến áp suất bình điều áp giảm nhanh Sau khoảng 23 giây trở đi, nƣớc làm mát khẩn cấp bắt đầu đƣợc bơm vào vùng hoạt, nhiệt độ bình điều áp tiếp tục giảm nhanh Hình 3.5, giai đoạn áp suất bình điều áp giảm nhanh giai đoạn trƣớc nên đƣờng cong áp suất có độ dốc lớn Hình 3.3 So sánh kết tính toán cố vô ý mở van an toàn bình điều áp của luận văn tính toán U.S NRC[2] ta hai kết giống Hình 3.3 Hình 3.4 Cụ thể đƣờng đồ thịáp suất hai kết có dạng tƣơng đồng, ta phân tích thành đoạn theo thời gian Đầu tiên, từ giây đến khoảng 23 giây đƣờng đồ thị áp suất giảm Thứ hai, từ 23 giây trở tới khoảng 28 giây áp suất giảm mạnh – đƣờng đồ thị áp suất dốc đoạn trƣớc Thứ ba, từ giây thứ 28 tới kết thúc thời gian khảo sát (35 giây) áp suất giảm nhƣng không giảm nhanh nhƣ trƣớc nữa, đƣờng đồ thị đỡ dốc Ngoài ra, đƣờng đồ thị áp suất luận văn Hình 3.3 không hoàn toàn trơn có sai lệch không đáng kể so với đƣờng đồ thị áp suất NRC Hình 3.4 luận văn mô đƣợc riêng bình điều áp mà chƣa mô đƣợc thành phần khác nhà máy Luận văn xem thông số liên quan tới thành phần khác điều kiện biên điều kiện biên đƣợc lựa chọn theo Bảng 3.2 44 Bảng 3.2 Lựa chọn điều kiện biên (lối vào chân nóng) Thời gian (s) Nhiệt độ (K) Áp suất (MPa) 617 15,61 23 604 13,11 28 580 10,79 32 570 10,22 35 560 9,64 Tuy đó, ta thấy có sai khác kết tính toán luận văn hình 3.4 U.S NRC hình 3.5 Đầu tiên đơn vị tính toán thang đo áp suất luận văn Pascal (Pa) U.S NRC psia với cách chuyển đổi psia = 6895 Pa Tại thời điểm giây, áp suất theo tính toán luận văn 15,61 MPa theo US.NRC khoảng 2250 psia, 2250 psia = 15,51 MPa, ta thấy có sai số cỡ 0,1 MPa Tại thời điểm sau đó, sau chuyển đổi ta thấy có sai số nhỏ tính toán luận văn U.S NRC Sai số điều kiện ban đầu, điều kiện biên phần mềm tính luận văn U.S NRC Ở hình 3.6 ta thấy tốc độ dòng qua van an toàn tăng từ giây đến khoảng 23 giây, đạt đến điểm đặt dập lò, tốc độ dòng lúc gầm nhƣ không đổi khoảng giây (từ giây 23 tới 28) Sau tốc độ dòng qua van xả tiếp tục tăng lúc bơm nƣớc khẩn cấp vào vùng hoạt, lƣợng nƣớc lại tiếp túc thoát qua van an toàn 45 Hình 3.5 Nhiệt độ nước nước bình điều áp Hình 3.6 Tốc độ dòng qua van an toàn bình điều áp 46 KẾT LUẬN Luận văn mô thành công bình điều áp lò AP1000 chƣơng trình tính toán thủy nhiệt RELAP5 trạng thái dừng trạng thái chuyển tiếp xảy cố vô ý mở van an toàn Luận văn thực đƣợc tính toán liên quan đến áp suất, nhiệt độ bình điều áp trạng thái dừng chuyển tiếp Kết tính toán cho thấy, liệu đầu vào bình điều áp phù hợp với kết nghiên cứu trƣớc đó, sử dụng làm sở để hoàn thiện xây dựng liệu đầu vào cho toàn lò AP1000 thực phân tích an toàn khác Kiến nghị: Tiếp tục nghiên cứu để hoàn thiện mô toàn lò AP1000, để hỗ trợ công tác thẩm định an toàn công nghệ AP1000 đƣợc thức đề xuất cho dự án điện hạt nhân Ninh Thuận 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO Idaho Nationl Engineering Laboratory (1995),RELAP5/MOD3 Code Manual Vol II, Washington Westinghouse Electric Company (2011), AP1000 Design Control Document Rev.19, America Westinghouse Electric Company (2011), AP1000 PWR Reactor Coolant Pumps, America Westinghouse Electric Company (2003), The Westinghouse AP1000 Advanced Nuclear Plant, America 48 [...]... ta thấy không thấy có nhiều những sự cố của nhà máy điện hạt nhân nhƣng khi đã cố sảy ra thì hậu quả vô cùng lớn Nguyên nhân dẫn tới sự cố thì rất nhiều, trong đó liên quan tới bình điều áp cũng là một trong những nguyên nhân chính Lịch sử đã chứng kiến thảm họa Three Miles Island với hậu quả là sự nóng chảy vùng hoạt tổ máy thứ 2 của nhà máy TMI-2 .Nhà máy điện 17 Three Miles Island đặt gần Harrisburg,... xo, nén khí hoặc pin Thiết kế của AP1000 cung cấp nhiều mức bảo vệ trong việc giảm nhẹ tai nạn (bảo vệ chiều sâu), kết quả là xác suất hƣ hại vùng hoạt vô cùng thấp trong khi giảm thiểu sự cố Bảo vệ chiều sâu đƣợc thiết kế cho toàn bộ nhà máy AP1000, với vô số tính năng riêng có khả năng cung cấp một số mức độ bảo vệ an toàn của nhà máy Có sáu khía cạnh của thiết kế AP1000 góp phần bảo vệ chiều sâu:... của AP1000 bao gồm bơm an toàn thụ động, loại bỏ nhiệt dƣ thụ động và làm mát boong-ke lò thụ động Tất cả những hệ thống thụ động đáp ứng tiêu chuẩn của Ủy ban pháp quy hạt nhân Hoa Kỳ (U.S NRC) và các tiêu chuẩn gần đây khác Hệ thống đƣợc thụ động và sử dụng những thành phần đã đƣợc kiểm chứng, đơn giản hóa toàn bộ hệ thống nhà máy, thiết bị, hoạt động và bảo trì Sự đơn giản hóa hệ thống nhà máy làm... RELAP5/Mod3 đƣợc phát triển cùng Ủy ban pháp quy hạt nhân Hoa Kỳ U.S NRC và một vài thành viên của ICAP (International Code Assessment and Application Program) Phiên bản RELAP5/Mod3 đƣợc dùng phân tích trong Luận văn này ra đời vào những năm 90 của thế kỷ trƣớc Đặc trƣng của RELAP5 là chƣơng trình thủy nhiệt một chiều để mô phỏng các hệ thống hạt nhân hoặc phi hạt nhân gồm hỗn hợp nƣớc,hơi nƣớc, khí không... bộ tổ máy thứ hai đã bị phá hủy Vụ tai nạn nghiêm trọng đã gây ra rất nhiều thiệt hại ảnh hƣởng tới cả môi trƣờng xung quanh, nhƣng may mắn là không có ai bị ảnh hƣởng với phóng xạ Luận văn lựa chọn nghiên cứu mô phỏng sự cố tƣơng tự nhƣ thảm họa TMI2 nói trên, cụ thể là sự cố vô ý mở van an toàn của bình điều áp Sự cố giả định khi nhà máy đang hoạt động ở trạng thái dừng (là trạng thái nhà máy hoạt... thƣờng, mức căn bản nhất của bảo vệ chiều sâu đảm bảo rằng nhà máy có thể đƣợc hoạt động ổn định và đáng tin cậy Điều này đạt đƣợc qua sự lựa chọn vật liệu, qua sự bảo đảm chất lƣợng trong khi thiết kế và xây dựng, qua sự đào tạo tốt ngƣời điều hành, qua hệ thống điều khiển tiên tiến và thiết kế nhà máy, cung cấp gia số đáng kể cho hoạt động của nhà máy trƣớc khi tiếp cận giới hạn an toàn Ngăn chặn bức... lò phản ứng áp lực nƣớc Đầu tiên là một PWR với công suất 800MWe và đƣợc đƣa vào sử dụng năm 1974 Tổ máy thứ hai là PWR 906MWe và gần nhƣ là thƣơng hiệu mới Sự cố xảy ra tại tổ máy thứ hai của nhà máy vào hồi 4 giờ sáng ngày 28 tháng 3 năm 1979, khi lò phản ứng đang hoạt động với công suất 97% Nguyên nhân ban đầu là do một sự cố tƣơng đối nhỏ trong hệ thống nƣớc làm mát thứ cấp làm cho nhiệt độ nƣớc... lực hấp dẫn, lƣu thông tự nhiên và nén khí – đây là những nguyên tắc vật lý đơn giản chúng ta tin cậy hàng ngày Không có máy bơm, quạt, động cơ diesel, máy làm lạnh, hoặc máy móc làm quay nào khác trong hệ thống an toàn Điều này loại bỏ các nhu cầu cho hệ thống an toàn cần tới nguồn điện xoay chiều Một vài van đơn giản liên kết hệ thống an toàn thụ động, khi đó các van đƣợc khởi động một cách tự động... chặn bức xạ: Một trong những khía cạnh quan trọng nhất để nhận diện bảo vệ chiều sâu là bảo vệ an toàn môi trƣờng qua việc ngăn chặn bức xạ từ nhà máy Các tia bức xạ đƣợc ngăn chặn trực tiếp bởi các lớp bảo vệ này gồm vỏ nhiên liệu, thùng lò, boong-ke lò và nhà lò Hệ thống an toàn, hệ thống liên quan an toàn thụ động:Đƣợc thiết lập đầy đủ tính tự động và duy trì làm mát vùng hoạt và toàn bộ boong-ke... vùng hoạt dự đoán qua tài liệu phân tích xác suất rủi ro PRA (Probabilistic Risk Assessment) là 1,95x10-8 lò phản ứng/năm, thấp hơn nhiều với nhà máy khác Hình 1.4 13 1.2 Bình điều áp lò phản ứng AP000 1.2.1 Cấu tạo bình điều áp Bình điều áp của lò phản ứng AP1000 là bộ phận chính của hệ thống kiểm soát áp suất chất làm mát lò phản ứng Bình điều áp là một thùng hình trụ đứng có đầu trên và đầu dƣới ... định lò phản ứng hạt nhân Vì vậy, dƣới đây, luận văn này, tác giả dùng cụm từ nhà máy điện hạt nhân AP1000 với ý nghĩa nhƣ cụm từ “lò phản ứng hạt nhân AP1000 CHƢƠNG LÒ PHẢN ỨNG AP1000, BÌNH ĐIỀU... toán an toàn nhà máy điện hạt nhân nói chung, nhƣ đƣợc sử dụng để mô cố giả định phận, hệ thống nhà máy điện hạt nhân nói riêng Do vấn đề an toàn nhà máy điện hạt nhân đƣợc xem xét chủ yếu sở... thiệu lò phản ứng AP1000 1.1.1 Giới thiệu chung Lò phản ứng hạt nhân AP1000 có công suất 1117 MWe, luận văn này, tác giả thống gọi tắt AP1000 Dựa 20 năm nghiên cứu phát triển, AP1000 đƣợc xây dựng