Tìm hiểu hệ mô phỏng lò phản ứng hạt nhân nước sôi trong nhà máy điện hạt nhân

Tìm hiểu hệ mô phỏng lò phản ứng hạt nhân nước sôi trong nhà máy điện hạt nhân Tìm hiểu hệ mô phỏng lò phản ứng hạt nhân nước sôi trong nhà máy điện hạt nhân Tìm hiểu hệ mô phỏng lò phản ứng hạt nhân nước sôi trong nhà máy điện hạt nhân Tìm hiểu hệ mô phỏng lò phản ứng hạt nhân nước sôi trong nhà máy điện hạt nhân Tìm hiểu hệ mô phỏng lò phản ứng hạt nhân nước sôi trong nhà máy điện hạt nhân Tìm hiểu hệ mô phỏng lò phản ứng hạt nhân nước sôi trong nhà máy điện hạt nhân Tìm hiểu hệ mô phỏng lò phản ứng hạt nhân nước sôi trong nhà máy điện hạt nhân Tìm hiểu hệ mô phỏng lò phản ứng hạt nhân nước sôi trong nhà máy điện hạt nhân Tìm hiểu hệ mô phỏng lò phản ứng hạt nhân nước sôi trong nhà máy điện hạt nhân Tìm hiểu hệ mô phỏng lò phản ứng hạt nhân nước sôi trong nhà máy điện hạt nhân Tìm hiểu hệ mô phỏng lò phản ứng hạt nhân nước sôi trong nhà máy điện hạt nhân Tìm hiểu hệ mô phỏng lò phản ứng hạt nhân nước sôi trong nhà máy điện hạt nhân Tìm hiểu hệ mô phỏng lò phản ứng hạt nhân nước sôi trong nhà máy điện hạt nhân

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN PHAN THỊ NGỌC HƢƠNG TÌM HIỂU VÀ KHAI THÁC HỆ MƠ PHỎNG LỊ PHẢN ỨNG NƢỚC SÔI TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN HẠT NHÂN LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ Tp Hồ Chí Minh – năm 2013 ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN PHAN THỊ NGỌC HƢƠNG TÌM HIỂU VÀ KHAI THÁC HỆ MƠ PHỎNG LỊ PHẢN ỨNG NƢỚC SƠI TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN HẠT NHÂN Chuyên ngành: Vật lý nguyên tử, hạt nhân lƣợng cao Mã số chuyên ngành: 60 44 05 LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS TRẦN QUỐC DŨNG Tp Hồ Chí Minh, Năm 2013 LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Trần Quốc Dũng tạo điều kiện, hƣớng dẫn bảo tận tình kiến thức tơi thiếu sót q trình nhận thực đề tài Chân thành cảm ơn đến bạn nhóm hỗ trợ để tơi hồn thành tốt đề tài đƣợc giao Tơi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới thầy cô Bộ môn Vật Lý Hạt Nhân – Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia TPHCM, ngƣời đem lại cho tơi kiến thức bổ trợ, có ích hai năm học qua Cuối xin gửi lời cám ơn đến gia đình, bạn bè, ngƣời ln bên cạnh, động viên khuyến khích tơi q trình thực đề tài nghiên cứu TP Hồ Chí Minh, ngày 12 tháng 09 năm 2013 Học viên Phan Thị Ngọc Hƣơng MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cảm ơn Mục lục Danh mục kí hiệu Danh mục chữ viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình vẽ MỞ ĐẦU 12 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BWR VÀ HỆ MÔ PHỎNG BWR 14 1.1 Tổng quan lò phản ứng nƣớc sơi (BWR) 14 1.2 Tổng quan hệ mơ lò phản ứng nƣớc sơi (BWR) .16 CHƢƠNG 2: HỆ MÔ PHỎNG BWR 1300MW (E) 17 2.1 Yêu cầu phần cứng .17 2.2 Khởi động phần mềm mô .17 2.3 Khởi tạo mô 18 2.4 Danh sách hình hiển thị chƣơng trình mơ BWR .18 2.5 Đặc điểm chung hình mơ BWR 19 2.6 Các hình hiển thị mơ 22 2.6.1 Màn hình hiển thị tổng quan nhà máy BWR 22 2.6.2 Màn hình vòng điều khiển BWR 25 2.6.3 Màn hình đồ cơng suất/lƣu lƣợng điều khiển 28 2.6.4 Màn hình độ phản ứng điểm cài đặt BWR 36 2.6.5 Màn hình tham số hãm BWR .39 2.6.6 Màn hình máy phát tuabin 40 2.6.7 Màn hình cấp nƣớc tách nƣớc 42 2.6.8 Màn hình khuynh hƣớng BWR 43 CHƢƠNG 3: MƠ HÌNH TRẠNG THÁI CÂN BẰNG 44 3.1 Mục đích 44 3.2 Sự cân khối lƣợng lƣợng lò nƣớc sơi 44 CHƢƠNG 4: BÀI TẬP 47 4.1 Bài tập giới thiệu .47 4.1.1 Sự giảm công suất .47 4.1.2 Đóng tuabin phục hồi 49 4.1.3 Dừng khẩn cấp lò phản ứng (Reactor Scram) phục hồi .52 4.2 Bài tập cố 56 4.2.1 Mất nƣớc cung cấp – đóng hai bơm cung cấp nƣớc 56 4.2.2 Tăng lƣu lƣợng vùng hoạt điều khiển dòng hỏng 57 4.2.3 Giảm lƣu lƣợng vùng hoạt điều khiển dòng hỏng .59 4.2.4 Lƣu lƣợng từ mái vòm giảm điều khiển áp suất hỏng 62 4.2.5 Dừng tuabin van đƣờng vòng khơng đóng 65 4.2.6 Vơ tình lập lò phản ứng 68 4.2.7 Mất nƣớc cấp nhiệt 71 4.2.8 Đƣờng nƣớc bị vỡ giếng khô 75 4.2.9 Sự chèn không chủ định nhóm điều khiển .79 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 82 Kết luận 82 1.1 Ƣu điểm 82 1.2 Nhƣợc điểm 82 Kiến nghị 83 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 84 PHỤ LỤC 85 DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU STT Kí hiệu dm dt Tên gọi Lƣu lƣợng khối lƣợng m  h Enthalpy riêng H Độ cao cột nƣớc sôi vùng hoạt md Lƣu lƣợng nƣớc cấp hd Enthalpy nƣớc cấp mi Lƣu lƣợng chất tải nhiệt lối vào vùng hoạt hi Enthalpy chất tải nhiệt lối vào vùng hoạt mg Lƣu lƣợng bão hòa hg Enthalpy dòng bão hòa 10 mf Lƣu lƣợng chất lỏng tái tuần hồn 11 hf Enthalpy dòng chất lỏng tái tuần hoàn DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT BWR CEP CRDH ECC FMCRD Lò phản ứng nƣớc sôi The boiling water reactor Condenser and condensate Thiết bị ngƣng tụ bơm ngƣng tụ extraction pump The control rod drive hydraulic subsystem Phân hệ thủy lực điều khiển Dòng làm nguội vùng hoạt khẩn cấp Emergency core cooling The fine motion control rod drive Hệ thống điều khiển điều khiển chuyển động xác Full power Cơng suất toàn phần FWP Feedwater pumps Bơm cấp nƣớc HCU The hydraulic control unit Hệ thống thiết bị điều khiển thủy lực HPHX The high pressure heaters Đun áp suất cao IAEA Internation atomic energy agency LOCA Loss of Coolant accident Sự cố chất tải nhiệt LPHX The low pressure heaters Đun áp suất thấp MSR Moisture separator and reheater Bộ tách ẩm nung lại NPP Nuclear power plant Nhà máy điện hạt nhân PWR Pressurized Water Reactor Lò nƣớc áp lực RIP Reactor internal pumps Bơm nội RPC The reactor pressure control Bộ điều khiển áp suất lò phản ứng RPS The reactor protection system Hệ thống bảo vệ lò phản ứng RPV The reactor pressure vessel Van điều khiển áp suất lò phản ứng SRV The safety relife valves Van cứu trợ FP Cơ quan lƣợng nguyên tử quốc tế DANH MỤC CÁC BẢNG STT Bảng 4.1 4.2 4.3 4.4 Tên bảng Các thơng số lò BWR q trình giảm tăng cơng suất Các thơng số BWR xảy cố vơ tình lập lò phản ứng Các thơng số BWR xảy cố nƣớc cấp nhiệt Các thông số BWR xảy cố đƣờng nƣớc bị vỡ giếng khô Trang 47 69 72 76 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Tên hình vẽ STT Hình 1.1 2.1 2.2 Các thơng số bên dƣới hình mơ 19 2.3 Hộp thoại gọi hình 21 2.4 Màn hình hiển thị tổng quan nhà máy BWR 22 2.5 Màn hình hiển thị vòng điều khiển nhà máy BWR 25 2.6 Màn hình đồ công suất/lƣu lƣợng điều khiển 29 2.7 Màn hình độ phản ứng cài đặt 36 2.8 Màn hình tham số dừng lò tức thời 39 10 2.9 Màn hình máy phát tuabin 40 11 2.10 Màn hình cấp nƣớc tách nƣớc 42 12 2.11 Màn hình khuynh hƣớng BWR 43 13 3.1 Cấu tạo nhà máy điện hạt nhân sử dụng lò phản ứng nƣớc sơi Hệ thống báo động thơng báo phía hình hiển thị hệ mô Sơ đồ đơn giản biến đổi lƣợng khối lƣợng lò BWR Trang 14 19 44 Ảnh chụp hình “BWR Power/Flow & Controls” 14 4.1 cơng suất lò vƣợt q đƣờng lƣu lƣợng – công suất cực 49 đại trƣờng hợp tăng công suất trở lại 100% 15 4.2 16 4.3 17 4.4 Ảnh chụp hình “BWR Power/Flow & Controls” “Turbine trip” Ảnh chụp hình “Turbine Generator” ghi nhận số liệu tốc độ tuabin đạt vòng/phút Ảnh chụp hình “Turbine Generator” ghi nhận trạng thái tuabin hồi phục 50 51 52 Hình 4.21: Ảnh chụp hình “BWR Power/Flow Map & Controls” cố nước cấp nhiệt cơng suất lò phản ứng giảm - Cùng lúc đó, giếng khơ bị tăng áp nhanh lƣu lƣợng bị vỡ Trong khoảng thời gian ngắn, LOCA đƣợc nhận thấy, dẫn đến lò bị dập khẩn cấp áp suất giếng khô cao - Khi LOCA đƣợc nhận thấy, hệ thống làm nguội vùng hoạt khẩn cấp đƣợc kích hoạt Bơm cấp nƣớc bị đóng ECC hoạt động Lúc van lập nƣớc đóng để lập bể chứa 77 Hình 4.22: Ảnh chụp hình “BWR Power/Flow Map & Controls” cố nước cấp nhiệt hệ thống làm nguội khẩn cấp ECC hoạt động - Do thiếu lƣu lƣợng nƣớc, áp lực đầu vào tuabin giảm nhanh Dẫn đến “turbine runback” Kết tuabin bị dừng cơng suất tuabin tiến giá trị thấp (có chng báo động “Lo Turb Fwd pwr”) - Đi đến hình “BWR Plant Overview” Khởi động lại mô với khởi tạo 100%FP IC - Mô lại cố quan sát tiến triển nhân tố thay đổi 78 4.2.9 Sự chèn khơng chủ định nhóm điều khiển Di chuyển đến hình “Power/Flow Map & Controls” Tải 100% FP IC Chạy mô Sự cố tạo việc chèn không chủ định điều khiển nhóm #1 Kết lò phản ứng đột ngột thay đổi độ phản ứng âm Đƣa cố vào mơ Hình 4.23: Ảnh chụp hình “BWR Power/Flow Map & Controls” cố chèn không chủ định nhóm điều khiển - Trên hình “Power/Flow Map & Controls”, quan sát di chuyển trỏ màu vàng ta thấy di chuyển xuống phía dƣới đƣờng lƣu lƣợng cơng suất cực đại, sau di chuyển gần nhƣ song song với đƣờng - Quan sát thấy cơng suất lò phản ứng giảm nhóm điều khiển #1 đƣợc chèn vào vùng hoạt lò phản ứng - Tƣơng ứng với cơng suất lò phản ứng giảm, hệ điều khiển cơng suất lò phản ứng tăng lƣu lƣợng chất làm nguội để cân giảm công suất đột ngột Tốc độ lƣu lƣợng chất làm nguội tăng, dẫn đến chất lƣợng hệ số void 79 giảm, hệ số void BWR âm  biến thiên độ phản ứng dƣơng Điều làm tăng công suất lò phản ứng - Khi cơng suất lò phản ứng giảm dần chèn liên tục nhóm điều khiển #1, tốc độ lƣu lƣợng chất làm nguội tăng liên tục sau lại giảm Đó hệ điều khiển cơng suất lò phản ứng nhận thấy việc tăng lƣu lƣợng chất làm nguội trì cơng suất lò phản ứng giảm dần với qui mơ lớn Vì vậy, giảm tốc độ lƣu lƣợng chất làm nguội cho phù hợp với cơng suất lò giảm Việc giải thích cho việc di chuyển trỏ vàng hình “Power/Flow Map & Controls” - Sự cố tiếp tục diễn cơng suất lò phản ứng thấp chng báo động “Reactor Pressure Low” bật sáng Hình 4.24: Ảnh chụp hình “BWR Power/Flow Map & Controls” cố chèn khơng chủ định nhóm điều khiển chuông báo động “Reactor Pressure Low” bật sáng 80 - Khi áp suất mái vòm giảm, áp lực đầu vào tuabin giảm nên hệ điều khiển tuabin chạy “turbine runback” để khôi phục áp suất nƣớc Hình 4.25: Ảnh chụp hình “BWR Turbine Generator” cố chèn không chủ định nhóm điều khiển tuabin chạy “turbine runback” 81 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Qua thời gian tìm hiểu hệ mơ nhà máy điện hạt nhân BWR, thấy ƣu nhƣợc điểm sau: 1.1 Ưu điểm - Quá trình cài đặt đơn giản: cần lƣu phần mềm hệ mô vào folder cố định máy tính, mơ nhấp chuột vào file BWR.exe - Hệ mơ BWR có ƣu điểm lớn cho phép ngƣời dùng đƣợc tƣơng tác để hiểu rõ hoạt động nhà máy Hệ mơ có giao diện tƣơng tác gần giống với nhà máy điện hạt nhân thực tế, điều giúp cho ngƣời sử dụng làm quen với thơng số hiển thị, vòng điều khiển - Hệ mơ BWR mơ tả q trình vận hành nhà máy bao gồm hoạt động nhà máy điện hạt nhân bản, ví dụ nhƣ điều chỉnh cơng suất lò phản ứng; vận hành, dừng khẩn cấp (“Turbine Trip”) hồi phục tuabin nhƣ dừng khẩn cấp (“Reactor Scram”) hồi phục lò phản ứng Ngồi ra, hệ mơ thể kế hoạch phản ứng với kiện, cố xảy với nhà máy điện hạt nhân BWR dẫn đến dừng khẩn cấp lò phản ứng dừng tuabin, kiện, cố nghiêm trọng khác (ví dụ nhƣ LOCA) Điều giúp cho ngƣời dùng có nhìn tồn diện sâu sắc cấu trúc vận hành BWR 1.2 Nhược điểm - Mặc dù thiết bị q trình mơ đƣợc lập trình theo mơ hình đại diện cho lò BWR nhƣng hệ mơ phục vụ cho việc giảng dạy nên hệ phần đƣợc đơn giản hóa cấu trúc giả định cần thiết cho cố so với thực tế Chẳng hạn nhƣ: không mô thể thông số giếng khô, giếng ƣớt; hệ thống thiết bị ngƣng tụ bơm ngƣng tụ không đƣợc mô phỏng; hệ thống cấp nƣớc đƣợc đơn giản hóa; hệ thống van cứu trợ (SRVs) phức tạp nhƣng đƣợc mô hiển thị 82 biểu tƣợng van tƣơng đƣơng; thực tế lò phản ứng bắt đầu khởi động từ công suất 0% nhƣng hệ mô lại bắt đầu cơng suất từ 100% 65%…Chính điều nên hệ phản ánh đƣợc hết đặc trƣng thiết kế BWR - Quan trọng trƣờng hợp xảy cố, phản hồi hệ mơ có tính chất tƣơng đối, cung cấp qui trình phản ứng nhà máy điện hạt nhân mô kịch cố cho trƣớc Nên phân tích khả an tồn cho nhà máy điện hạt nhân khơng đƣợc dựa vào phản hồi hệ mô Kiến nghị - Đối với việc ứng dụng phần mềm hệ mô nhà máy điện hạt nhân sử dụng lò phản ứng BWR  Do hệ mô đƣợc xây dựng tập trung cho mục đích phục vụ việc giảng dạy nên giảng dạy hay bổ trợ kiến thức cho sinh viên chuyên ngành vật lí hạt nhân, nên đƣa phần mềm mô nhà máy điện hạt nhân sử dụng loại lò phản ứng (ví dụ: BWR; BWR có hệ thống an tồn thụ động…) IAEA cung cấp vào giảng dạy để môn học đƣợc trực quan, sinh động hơn; sinh viên dễ dàng tiếp cận kiến thức  Tuy nhiên trình giảng dạy sử dụng hệ mô phỏng, cần nhấn mạnh nêu rõ cho sinh viên biết đƣợc khác biệt hệ mô thực tế - Đối với khả phát triển phần mềm: hệ mô đƣợc xây dựng trình bày thuật tốn FORTRAN nên cần có kết hợp hài hòa nhà vật lí hạt nhân, nhà khí nhà lập trình (thuộc lĩnh vực cơng nghệ thơng tin) để ngày hồn thiện, nâng cao hệ mô BWR mở rộng mô hệ lò phản ứng hạt nhân khác 83 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Ngô Quang Huy (2004), Vật lý lò phản ứng hạt nhân, Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội [2] Viện khoa học công nghệ xây dựng (2011), Các cơng nghệ lò phản ứng u cầu an tồn nhà máy điện nguyên tử [3] Viện lƣợng nguyên tử Việt Nam (2011), Báo cáo tóm tắt tổng quan hệ thống công nghệ nhà máy điện hạt nhân, Hà Nội Tiếng Anh [1] International Atomic Energy Agency (2006), Boiling water reactor simulator, Bucharest, Romania [2] International Atomic Energy Agency (2002), Natural circulation data and methods for advanced water cooled nuclear power plant designs (Proceedings of a technical committee meeting held in Vienna, 18-21 July 2000), Austria [3] International Atomic Energy Agency (2007), Nuclear power plant simulators for education, Italia [4] USNRC Technical Training Center, Boiling Water Reactor (BWR) Systems 84 PHỤ LỤC MỘT VÀI MƠ HÌNH ĐỘNG HỌC LỊ BWR Mơ hình lò Đây lò dùng mẫu động học để mô phổ nơ-tron - Phần nơ-tron trễ phép lấy tổng nhóm nơ-tron 1   i (1) i 1 1 : suất nơ-tron trễ tổng cộng i : suất nơ-tron trễ nhóm i (i = 1, 2, 3, 4, 5, 6) - Mật độ nhóm nơ-tron trễ đƣợc biểu diễn dCi dt  i  N FLUX TNEUTRON  iCi (2) Ci : mật độ nhóm nơ-tron trễ i : số phóng xạ nhóm nơ-tron trễ N FLUX : thơng lƣợng nơ-tron tồn phần vùng TNEUTRON : thời gian sống trung bình nơ-tron (s) - Tốc độ thay đổi thơng lƣợng nơ-tron theo mơ hình động học điểm đƣợc biểu thị: dN FLUX dt   K  i   N FLUX TNEUTRON   iCi (3) i 1 K: thay đổi độ phản ứng nơ-trong tổng cộng (k) Mơ hình động học lò phản ứng tính cơng suất nơ-tron dựa nhóm nơtron trễ khác thay đổi độ phản ứng tổng cộng - N FLUX đƣợc tính cách giải phƣơng trình (3), sử dụng phƣơng pháp khai triển Euler ngƣợc: N FLUX  ' N FLUX   Ai i 1    t   K  i   Bi   TNEUTRON i 1  85 (4) Ai  Bi  i  Ci  t 1 i  t i  i t 1  i  t   TNEUTRON ' : thông lƣợng nơ-tron tồn phần lặp lại trƣớc N FLUX - Sự thay đổi độ phản ứng tổng cộng: K  KC  KM  K XE  K FUEL  KVOID (5) K: biến thiên độ phản ứng nơ-tron tổng cộng (k) KC: biến thiên độ phản ứng nơ-tron điều khiển (k) KM: biến thiên độ phản ứng nơ-tron tổng cộng nhiệt độ chất làm chậm (k) KXE: biến thiên độ phản ứng nơ-tron tổng cộng tích lũy xenon (k) KFUEL: biến thiên độ phản ứng nơ-tron tổng cộng nhiệt độ nhiên liệu (k) KVOID: biến thiên độ phản ứng nơ-tron tổng cộng tỉ số void lõi lò (k) Biến thiên độ phản ứng lò hàm theo vị trí thiết bị điều khiển lõi (nhƣ điều khiển), mật độ trung bình xenon, nhiệt độ trung bình nhiên liệu, nhiệt độ trung bình chất làm chậm hệ số void trung bình chất làm chậm - Sự thay đổi độ phản ứng nhiễm độc xenon K XE  0,001 (27,93  CXE ) (6) Phƣơng trình đƣợc dùng với giả thuyết 100%FP, trạng thái cân tải Xenon xấp xĩ 28mk Sự tạo thành xenon xem nhƣ từ phân rã iot nhƣ từ sản phẩm phân hạch Mật độ Xenon đƣợc tính qua phƣơng trình sau: dX   X  f   I I  X X   X  X dt (7) dI   I  f   I I dt (8) Với: X, I mật độ xenon, Iot (hạt nhân/cm3) : thông lƣợng nơ-tron (nơ-tron/cm2.s) 86 f: tiết diện phân hạch vĩ mô  X ;  I : suất xenon Iot X ; I : số phân rã xenon Iot  X : tiết diện bắt vi mô xenon nơ-tron nhiệt Phạm vi sôi Khi điều kiện vùng hoạt lò phản ứng thay đổi (ví dụ nhƣ áp suất), phạm vi sơi lò phản ứng thay đổi Áp dụng kí hiệu sau:  H0: độ cao không sôi  HB: độ cao sôi  H: tổng độ cao thật vùng hoạt Tỉ số độ cao H0 liên quan đến tỉ số nhiệt lƣợng nhận biết đƣợc, qS đƣợc thêm H đơn vị khối lƣợng chất làm nguội vào (kJ/kg) cho nhiệt lƣợng tổng cộng qt đƣợc thêm vào kênh đơn vị khối lƣợng kênh chất làm nguội (kJ/kg), giả sử thêm nhiệt đồng đều: qs H  qt H Tỉ số (9) qs đƣợc tính cách sử dụng hàm nhiệt: qt h f  hi qs  qt h f  Xh fg  hi  Với: (10)  h f : enthalpy chất làm nguội bão hòa (kJ/kg) hi : enthalpy chất làm nguội đầu vào kênh (kJ/kg) h fg  hg  h f : nhiệt lƣợng bốc tiềm ẩn (kJ/kg) Vì sử dụng phƣơng trình (9), (10) độ cao khơng sơi H0 độ cao sơi HB = H – H0 đƣợc tính số hạng enthalpy tƣơng ứng 87 Enthalpy bão hòa, mật độ chất lỏng bão hòa Sử dụng bảng tƣơng quan nƣớc phạm vi hoạt động áp suất, theo đó, enthalpy thu đƣợc nhƣ hàm áp suất Enthalpy chất lỏng bão hòa: h f = f (P) (11) Enthalpy nƣớc bão hòa: hg = f (P) (12) Nhiệt lƣợng bay hơi: h fg  hg  h f (13) Mật độ chất lỏng bão hòa: sat = f(P) (14) Enthalpy lối thoát vùng hoạt, chất lƣợng vùng hoạt, hệ số void Enthalpy lối thoát vùng hoạt: hcore  h  Trong đó: Qt Wdc (15) Wdc: lƣu lƣợng chất nguội ống xả hdc: enthalpy chất lỏng ống xả Qt: truyền nhiệt từ lõi, Qt  Wdc  hf  Xh fg  hdc  Chất lƣợng lối thoát vùng hoạt: X   Hệ số void: Với:    1    X  X hcore  h f h fg (16) (17) (18)    g  S  f    (19) S: tỉ số Slip g: mật độ bão hòa  f : mật độ chất lỏng bão hòa 88 Sự cân khối lƣợng mái vòm cân lƣợng Sự cân khối lƣợng mái vòm: dVd    X  Wr  Wdc  W fw     dt f (20) Với: Vd: thể tích chất lỏng mái vòm  f : mật độ chất lỏng bão hòa X: chất lƣợng chất lỏng Wr: lƣu lƣợng vùng hoạt Wdc: lƣu lƣợng ống xả W fw : lƣu lƣợng nƣớc cung cấp Sự cân lƣợng mái vòm: dhd  dt  V 1  X  W h  h  W h  h  r f d  f d fw fw d       (21) Với: hd: enthalpy pha chất lỏng mái vòm sau trộn lẫn với nƣớc cung cấp h f : enthalpy chất lỏng bão hòa h fw : enthalpy nƣớc cung cấp Mật độ nƣớc bão hòa áp suất mái vòm dVd d  g XWr  Wg   dt  Mật độ nƣớc bão hòa: dt VD  Vd  VSM  Vr Với: Vd: thể tích chất lỏng mái vòm  g : mật độ nƣớc bão hòa X: chất lƣợng chất lỏng Wr: lƣu lƣợng vùng hoạt VD: thể tích mái vòm VSM: thể tích đƣờng ống nƣớc Vr: thể tích chất lỏng vùng hoạt : hệ số void 89 (22) Áp suất mái vòm đƣợc tính từ mật độ nƣớc bão hòa: PD = f(g) (23) Hệ thống Mơ hình hệ thống gồm ống dẫn từ thùng máy phát nƣớc, van lập nƣớc (MSV), van dừng tuabin, van điều khiển tuabin van xả bình ngƣng tụ Trạng thái nhiệt động hệ thống dẫn bị chi phối bảo tồn lƣợng khối lƣợng dM h  WDOME   WT  WD  WB  dt (24) dU h  WDOME hDOME   WT  WD  WB  hh dt (25) Trong đó: M h : Tổng khối lƣợng nƣớc hệ WDOME : Lƣu lƣợng từ mái vòm đến ống phân phối nƣớc WT : Tốc độ lƣu lƣợng van điều khiển tuabin WD : Tốc độ lƣu lƣợng van xả nƣớc WB : Tốc độ lƣu lƣợng ngắt đƣờng nƣớc Thể tích riêng lƣợng riêng bên đƣợc xác định nhƣ sau: vh  Vh Mh (26) uh  Uh Mh (27) Áp suất đƣợc xác định từ phƣơng trình trạng thái P  f  vh , uh  (28) Lƣu lƣợng mái vòm hệ thống chính: PDOME  Ph  KV 1WW 1WW  K NZ 2 h AV2 h ANZ 90 (29) Trong đó: PDOME : Áp suất nắp lò Ph : Áp suất KV : Hệ số suy giảm van lập nƣớc K NZ : Hệ số suy giảm hạn chế nƣớc AV: Diện tích lƣu lƣợng van lập tổng ANZ : Diện tích cửa hạn chế lƣu lƣợng h : Mật độ nƣớc Tốc độ lƣu lƣợng nƣớc đƣợc xác định phƣơng trình (29) khơng vƣợt qua điều kiện làm tắt lƣu lƣợng Tốc độ lƣu lƣợng nƣớc qua van tuabin, van xả nƣớc lƣu lƣợng vỡ đƣờng nƣớc, tất đƣợc cho lƣu lƣợng bị tắt nghẽn 91 ... Đối tƣợng nghiên cứu cấu trúc hệ mô phỏng, mô cố nhà máy điện hạt nhân sử dụng lò phản ứng nƣớc sôi Phạm vi nghiên cứu hệ mô lò phản ứng nƣớc sơi nhà máy điện hạt nhân phiên (Generic Boiling Water... hiểu biết lò phản ứng hạt nhân nói chung nhƣ lò phản ứng nƣớc sơi nói riêng để xây dựng tảng tiếp nhận cơng nghệ lò phản ứng hạt nhân giới Đây lí tơi chọn đề tài Tìm hiểu khảo sát hệ mơ lò phản. .. KHOA HỌC TỰ NHIÊN PHAN THỊ NGỌC HƢƠNG TÌM HIỂU VÀ KHAI THÁC HỆ MƠ PHỎNG LỊ PHẢN ỨNG NƢỚC SÔI TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN HẠT NHÂN Chuyên ngành: Vật lý nguyên tử, hạt nhân lƣợng cao Mã số chuyên ngành: 60