V5 vòng sơ cấp nhà máy điện hạt nhân

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN KỸ THUẬT HẠT NHÂN & VẬT LÝ MÔI TRƯỜNG ====o0o==== BÁO CÁO HỌC PHẦN NE4115 ĐỀ TÀI: VÒNG SƠ CẤP NHÀ MÁY ĐIỆN HẠT NHÂN GVDH: ThS Lê Anh Đức Nhóm thực hiện: Nhóm Danh sách sinh viên (Nhóm 3) Trương Quốc Hùng Lý Trung Anh Nguyễn Văn Huấn Phạm Văn Kha Dương Văn Khiêu MỤC LỤC  Hệ thống làm mát lò (The reactor cooling system - RCS)  Bơm làm mát (The main coolant pump - MCP)  Bình điều áp (The pressurizer)  Hệ thống điều khiển hóa chất thể tích (The chemical and volume control system – CVCS)  Bình sinh (The steam generator) Hệ thống làm mát lò (The reactor cooling system - RCS) Hệ thống làm mát lò  RCS includes the components necessaiy to ensure the proper flow of reactor coolant (without FAs and CRs)  For PWRs (pressurized water reactor) it means the pressure boundary of the primary circuit, including the primary side of SG Nhiệm vụ: • To ensure adequate flow to remove heat from the core in all operational states and in following DBA conditions • To mitigate the consequences of DBA and BDBA events • Kiểm sốt phản ứng, kiểm sốt hóa chất chất làm mát lò • Loại bỏ nhiệt khỏi khối hệ thống an toàn khác Hệ thống làm mát lò Yêu cầu thiết kế: • Isolation of pressure boundary surfaces • Các thành phần (RPV, đường ống, van, vv): chịu tải tĩnh tải động • Đảm bảo yêu cầu vật liệu • Giám sát cố xảy trình vận hành (chủ yếu vùng phơi nhiễm xạ) • Monitoring of possible leaks at pressure boundary • Bảng điều khiển hệ thống áp suất làm mát • Duy trì việc loại bỏ nhiệt dư khỏi lõi, đảm bảo đạt tản nhiệt Phân loại:  Hệ thống làm mát kiểu EPR  Hệ thống làm mát kiểu VVER-440 1.1 Hệ thống làm mát lò - EPR 1.1 Hệ thống làm mát lò - EPR 1.2 Hệ thống làm mát lò - VVER-440 10 1.2 Hệ thống làm mát lò - VVER-440 Hệ thống bơm áp suất cao: Hệ thống làm lạnh khẩn cấp lò - kiểu VVER-440 • • • • • Hệ thống kích hoạt Nồng độ Bo 40 g/m3 Áp suất hoạt động 135 bar hệ thống trụ bơm lạnh riêng biệt cho vòng 2,3,5 Dung tích bể chứa HPIS : 108/96/96 m3 Hệ thống phụ: Bình chứa hydro (HA): • • • • • • Là một hệ thống thụ động (có áp suất nito cao van kiểm tra)  Nồng độ Bo 40 g/m3 Áp suất hoạt động 35 bar bể chứa HA riêng biệt Hệ thống bơm vào RPV Dung tích bể chứa HA : 40 m3 Hệ thống bơm áp suất thấp: Hệ thống kích hoạt Nồng độ Bo 12 g/m3 Áp suất hoạt động bar hệ thống vòi phun riêng biệt bơm vào HA trụ vào nóng lạnh vòng Dung tích bể chứa LPIS : 297/285/285 m3 Sau chảy vào bể LPIS,chế độ bể chứa tuần hồn kích hoạt 41 Hệ thống phun nước lò (Containment spray system) o Hệ thống làm giảm áp suất phận dung tích o Chức : giới hạn thời gian chọn giá trị nhiệt độ áp suất DBA o Thường xuyên sử dụng nước bể dự trữ ( axit boric ) sau phương pháp tuần hồn trống từ thùng lắng dung tích từ bể hàn bỏ Yêu cầu thiết kế: • Đảm bảo phần dung tích bơm tự • Đảm bảo phân bố nước giọt nhỏ ( với phân bố đường kính nhỏ) • Trong trường hợp phương pháp tuần hoàn, làm khớp miệng bình bơm ( thùng lắng ) nên bị cản trở 42 Hệ thống phun nước lò (Containment spray system) Đặc điểm: • - Làm giảm lượng sản phẩm phân hạch khơng khí (như iot), phải thêm NaOH KOH • Axit boric thêm vào ngăn để cản phản ứng hạt nhân tự trì • Làm lạnh trao đổi nhiệt ( hệ thống làm mát thành phần ) VVER-440 ( sprinkler system ) : hệ thống phun nước • Hệ thống chủ động, bơm vào khoang kín • chuỗi riêng biệt , đặt phòng tách biệt • Bình phun bơm hút từ bể hạ áp hệ thống làm lạnh khẩn cấp • Bắt đầu áp suất tương đối 100 mbar • Nồng độ axit boric 12g/kg 43 44 Vỏ lò (Containment) Hệ thống vỏ lò (Containment system) Chức năng của hệ thống vỏ lò:  Bảo quản các chất phóng xạ trong khi lò hoạt động và trong điều kiện tai nạn,  Bảo vệ của nhà máy đối với những tác động tự nhiên, nhân tạo bên ngồi,  Che chắn bức xạ trong khi lò hoạt động và trong khi tai nạn xảy ra u cầu khác: thiết kế phải được áp dụng khoa học cơng nghệ  Hệ thống vỏ lò bao gồm:  Kết cấu phải kín  Các hệ thống liên quan để kiểm sốt áp suất và nhiệt độ  Các tính năng để cách ly, quản lý và loại bỏ các sản phẩm phân hạch, hydro, oxy, vv 45 Hệ thống vỏ lò (Containment system) Các thơng số cho u cầu thiết kế:  Tỷ lệ rò rỉ vỏ lò tổng thể ở phần thiết kế áp suất  Rò rỉ trực tiếp (đối với che chắn tường kép)  Giới hạn phóng xạ, giới hạn liều,được định cho quốc gia sử dụng, thiết kế tai nạn nhẹ tai nạn nghiêm trọng xảy ra,  liên quan đến khả năng bảo quản chất phóng xạ  Giới hạn phóng xạ giới hạn liều lượng cho nhân viên, xác định cho việc che chắn sinh học.  46 Hệ thống vỏ lò (Containment system) Các vấn đề về thiết kế: • Độ tin cậy của hệ thống vỏ lò (khuyết điểm lớn nhất) • Trình độ chun mơn về mơi trường •  Khả năng duy trì các hệ thống vỏ lò khi tiếp xúc với bức xạ cơng việc • Khả năng tiếp cận vỏ lò • Tình trạng an tồn • Cách vận hành người điều khiển • Hiệu suất của hệ thống vỏ lò thứ cấp • Liên kết các bộ phận của hệ thống vỏ lò với các phận khác • Ảnh hưởng thiết bị cũ • Ngừng hoạt động Ảnh hưởng địa chất, các hiệu ứng tự nhiên bên ngoài và con người tạo (Mức 1 và 2) cũng phải tính tốn trong giai đoạn thiết kế 47 Thiết kế chung cho hệ thống vỏ lò • Thiết kế ban đầu bắt nguồn từ các sự cố xảy đã • Các yếu tố liên quan đến thiết kế cho hoạt động bình thường lò đề từ yêu cầu sau:  - Ngăn ngừa chất phóng xạ tạo xạ nơtron gamma, - Giảm thiểu nhiệt sinh - Có lối vào lối cho nhân viên vật liệu cần cung cấp - Thực kiểm tra áp suất kiểm tra rò rỉ dễ dàng, - Hoạt động chắn sinh học 48 Thiết kế chung của hệ thống che chắn Các sự cố nội bộ PIEs: - Sự cố cố nước làm mát ; - Sai sót trong hệ thống đường ống hơi nước; - Vỡ đường ống nước cấp; - Vỡ ống của máy sinh hơi; - Vơ tình mở van an tồn hoặc van giảm áp khơng đúng cách - Các đường nối với ranh giới áp suất nước làm mát của lò phản ứng, bên hay bên ngồi liên tục - Sự rò rỉ hoặc sai sót của hệ thống chứa chất phóng xạ hoặc khí ngồi phạm vi che chắn - Tai nạn xử lý nhiên liệu trong che chắn 49 Thiết kế chung của hệ thống vỏ lò 50 Bảng 1:Những cố điển hình xem xét để thiết kế hệ thống vỏ lò Ảnh hưởng từ người Ảnh hưởng từ môi trường    - Từ vụ nổ máy bay     - Nổ thùng chứa chất lỏng dễ cháy (trong tai nạn hàng hải, tai nạn công nghiệp, tai nạn đường ống dẫn nước hay tai nạn tàu hỏa) - Động đất - Bão lốc xoáy - Lũ lụt  - Gió - Ảnh hưởng tên lửa bên ngồi  - Bão tuyết - Sóng thần Nguồn : IAEA - Sóng biển (sự thay đổi mực nước hồ)  - Núi lửa - Nhiệt độ khắc nghiệt ( Cực cao cực thấp) Thiết kế hệ thống vỏ lò cho những tai nạn cơ bản - Thiết kế cho hệ thống vỏ lò: dựa phân tích kiểm tra chiếu xạ -> thiết lập thông số - Cách bố trí cấu hệ thống vỏ lò cần: • Tối ưu hóa vị trí toàn hệ thống sơ cấp, đặc biệt ý đến việc tăng cường làm mát lõi lò lưu thơng tự nhiên; • Tách biệt phận hệ thống an tồn; • Thiết kế khơng gian cần thiết để nhân viên theo dõi, kiểm tra, kiểm sốt, bảo dưỡng di chuyển thiết bị; • Sắp xếp vị trí thiết bị cơng trình để tối ưu hóa che chắn sinh học; • Có cổng liên thơng khu vực lòng; • Đảm bảo không gian đủ lớn phần hệ thống để nâng cao hiệu việc phun làm mát thùng chứa   (nếu có); • Đảm bảo lượng khí tự đầy đủ đường dẫn làm mát thích hợp cho việc làm mát nhà lò thụ động; • Chia nhỏ khu vực vỏ lò để tối thiểu chênh lệch áp suất trường hợp chất làm mát (LOCA) để thúc đẩy hydro mixing 51 Thiết kế hệ thống che chắn cho những tai nạn cơ bản Trong trường hợp cố mát chất làm mát, thơng số cần đáp ứng tiêu chí cho phép: -Lượng khối lượng lượng từ hệ thống làm mát lò vào khu vực che chắn (số lượng thời gian) -Lượng nhiệt trao đổi khu vực che chắn khu vực kỹ thuật - Tải học - lượng chất phóng xạ vào lò - lượng chất phóng xạ khỏi lò - Tạo hỗn hợp khí Gas 52 Thiết kế hệ thống che chắn cho đánh giá an tồn  • Các tai nạn nghiêm trọng cần xem xét với phân tích xác định để có biện pháp phòng tránh giảm nhẹ tai nạn xảy    • Các tai nạn nghiêm trọng phải đánh giá phương pháp ước lượng tốt    • Đối với lò mới, tai nạn nghiêm trọng xảy giai đoạn thiết kế hệ thống che chắn     • Yêu cầu nhà máy mới: ngăn ngừa khuyết điểm việc vỏ lò hoạt động, lò hoạt động khoảng thời gian, Phải đánh giá an tồn lò hoạt động, đánh giá an tồn với vỏ lò hoạt động 53 Quy trình lỗi vỏ lò 54 55 "hội chứng Trung Quốc", kịch khủng hoảng hạt nhân để đặt tên cho ý tưởng huyền ảo khơng có gì có thể ngăn chặn khủng hoảng   Loss-of-Fluid Test: Kiểm tra tổn thất chất lỏng ... đổi nhiệt bên sơ cấp thứ cấp: • Đun sơi nước làm mát phía thứ cấp với nhiệt của chất làm mát từ phía sơ cấp (truyền nhiệt từ phía sơ cấp đến phía thứ cấp) • Ngăm hơi của chất sơ cấp phóng xạ chất... sưởi điện phun từ chân lạnh vòng Ở áp lực thay đổi nhỏ tự điều chỉnh 18 3.2 Bình điều áp - EPR • Dây tràn nối với chân nóng vòng lặp • hệ thống phun ( +1 hệ thống bổ sung ) phun từ chân lạnh vòng. .. bố trí thẳng đứng, có lớp vỏ bọc cách điện 9mm (thép austenitic ) • Đầu phun đường kính 300mm , nối với vòng lặp chân nóng dây tràn rộng • 108 máy sưởi điện ( 15kW/h) • 44 m3 volume • Thông số