CHUẨN HÓA CÁC NHÓM THANH AN TOÀN BẲNG PHƯƠNG PHÁP THẢ RƠI THANH TRÊN HỆ MÔ PHỎNG COSI OPR 1000 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ KỸ THUẬT HẠT NHÂN GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN TS MAI XUÂN TRUNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT KHOA KỸ THUẬT HẠT NHÂN DƯƠNG THỊ ÁNH NGỌC – 1310545 CHUẨN HÓA CÁC NHÓM THANH AN TOÀN BẲNG PHƯƠNG PHÁP THẢ RƠI THANH TRÊN HỆ MƠ PHỎNG COSI OPR 1000 KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ KỸ THUẬT HẠT NHÂN GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN TS MAI XUÂN TRUNG KHÓA 2013-2018 LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, em xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến TS Mai Xn Trung Giáo viên phịng thí nghiệm Lê Viết Huy – Khoa Kỹ thuật hạt nhân – Trường Đại học Đà Lạt tận tình hướng dẫn, hỗ trợ kiến thức, em thực thí nghiệm khảo sát đo đạc kết Hệ mô OPR 1000 Core Simulator khoa Kỹ thuật hạt nhân , giúp đỡ em hồn thiện tốt khóa luận Em xin cảm ơn thầy, cô khoa Kỹ thuật hạt nhân Ban Giám hiệu nhà trường Trường Đại học Đà Lạt giúp đỡ, tạo điều kiện truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm cho em năm tháng học tập, nghiên cứu trường, giúp em có điều kiện thuận lợi để hồn thành tốt khóa luận Tơi cảm ơn bạn sinh viên trang lứa lớp HNK37- khoa Kỹ thuật hạt nhân học tập, rèn luyện kỹ năng, hỗ trợ suốt năm tháng học tập q trình làm khóa luận Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình ln tạo điều kiện tốt để có hội học tập, rèn luyện hồn thành khóa học Cảm ơn ba mẹ bên cạnh động viên, theo sát trình học tập, trưởng thành, cho hiểu rõ tầm quan trọng kiến thức sống Với vốn kiến thức hạn hẹp thời gian thực khóa luận hạn chế nên sai sót điều khơng thể tránh khỏi, em mong nhận đóng góp, ý kiến phê bình q thầy khoa Kỹ thuật hạt nhân Đó hành trang quý giá giúp em hồn thiện kiến thức sau Đà Lạt, ngày… tháng……năm 2017 Dương Thị Ánh Ngọc CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc o0o LỜI CAM ĐOAN Tôi tên là: Dương Thị Ánh Ngọc Mã số sinh viên: 1310545 Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu hướng dẫn TS Mai Xuân Trung GVPTN Lê Viết Huy Các số liệu thực nghiệm khóa luận thực Khoa Kỹ thuật hạt nhân (A11) Trường Đại học Đà Lạt Các kết thực khố luận hồn tồn trung thực, không chép từ đề tài, khoá luận hay luận văn khác nhờ người khác làm thay Đà Lạt, ngày… tháng……năm 2017 Dương Thị Ánh Ngọc DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết Tiếng Anh tắt Tiếng Việt BEP Boron End Point Điểm Boron tới hạn CBC Critical Boron Concentration Hàm lượng Boron trạng thái tới hạn CEA Control Element Assembly Bó điều khiển Counts/sec Số đếm giây CVCS Chemical and Volume Control System Dilution Hệ thống điều khiển nồng độ boron thể tích nước lị phản ứng Pha loãng ITC Hệ số đẳng nhiệt LPPT Isothermal Temperature Coefficient Korea Hydro & Nuclear Power Co., Ltd Korea Electric Power Corporation Low Power Physics Test MG Manual Group Nhóm điều khiển tay MI Manual Individual Điều khiển tay riêng lẻ MTC Moderator Temperature Coefficient Nuclear Steam Supply System Hệ số nhiệt độ chất làm chậm PZR Pressurizer Bộ điều áp RCP Reactor Coolant Pump Bơm làm mát lò phản ứng Reactivity Độ phản ứng RodSpeed Tốc độ điều khiển KHNP KEPCO NSSS LPU SG Công ty TNHH thủy điện điện hạt nhân Hàn Quốc Tập đoàn điện lực Hàn Quốc Kiểm tra trạng thái vật lý cơng suất thấp Hệ thống sinh Lị phản ứng Steam Generator Bình sinh Mục Lục MỞ ĐẦU Chương – CƠ CẤU, CHỨC NĂNG, NGUYÊN LÝ CỦA LÒ PHẢN ỨNG OPR 1000 1.1 Lõi lò phản ứng OPR 1000 1.2 Các hệ thống khác LPU OPR1000 1.2.1 Thùng lò (Reactor Vessel- RV) 1.2.2 Bình sinh (Steam Generator) 1.2.3 Tua-bin 1.2.4 Máy phát điện 10 1.2.5 Bình điều áp 10 1.2.6 Hệ thống 11 1.3 Hệ thống làm mát Lò phản ứng OPR1000 12 Chương – HỆ THIẾT BỊ MÔ PHỎNG OPR1000 CORE SIMULATOR 16 2.1 Chạy chương trình 16 2.2 Thốt chương trình 18 2.3 Vận hành điều khiển 19 2.3.1 Vị trí điều khiển 19 2.3.2 Cơng tắc chọn lựa nhóm điều khiển 22 2.3.3 PS group Select 22 2.3.4 Công tắc chọn chế độ hoạt động 23 2.3.5 Công tắc lựa chọn điều khiển 25 2.3.6 Nút rút đưa điề u khiển vào 25 2.4 Thể biểu đồ thời gian thực 25 2.4.1 Mô hình 3D lõi LPU 26 2.4.2 Giám sát thông số lõi lị mơ hình 2D 26 2.5 Nhận biết thông số như: Công suất/ nhiệt độ nước làm mát LPU/ Boron 27 2.5.1 Thể tổng nồng độ Boron 27 2.5.2 Thể thông tin tổng lượng Boron thêm vào rút 28 2.5.3 Nhận biết tốc độ gia nhiệt làm nguội nước làm mát LPU 28 2.6 Cảnh báo công suất cao 29 2.7 Thiết lập chương trình vận hành hệ mô 30 2.7.1 Lựa chọn mục kiểm tra thông số vật lý mức công suất thấp 30 2.7.2 Lựa chọn đồ thị xu hướng tham số LPU thiết lập thang đo 31 2.7.3 Lựa chọn biến số mơ hình 2D lõi lị 32 2.7.4 Lựa chọn lớp chế độ 3D lõi lò 32 2.7.5 Thiết lập menu ETC 33 2.7.6 Thiết lập vị trí điều khiển thiết lập đầu 34 2.7.7 Thiết lập pha loãng thêm Boron 36 2.7.8 Thiết lập gia nhiệt làm nguội nước làm mát LPU 38 Chương – CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA LÒ PHẢN ỨNG 40 3.1 Sự bảo tồn neutron lị phản ứng 40 3.1.1 Quá trình sinh neutron 41 3.1.2 Quá trình mát neutron 48 3.1.3 Phương trình thơng lượng neutron 50 3.2 Sự bảo toàn hạt nhân mẹ trình sinh neutron trễ 52 3.2.1 Sự sinh hạt nhân mẹ 52 3.2.2 Sự mát hạt nhân mẹ 52 3.3 Kết 52 3.4 Điều kiện biên 53 3.4.1 Điều kiện đầu 54 3.4.2 Điều kiện mặt tiếp xúc 54 3.4.3 Điều kiện mặt (mặt tự do) 55 3.5 Trạng thái dừng tới hạn 56 3.6 Lý thuyết nhóm 61 3.7 Động học lò phản ứng 67 3.7.1 Công thức chung ứng dụng phương trình động học điểm 67 3.7.2 Một nhóm xấp xỉ notron trễ 76 3.7.3 Sự xấp xỉ với tốc độ hệ neutron trễ không đổi 80 3.7.4 Sự xấp xỉ bước nhảy nhanh 81 3.7.5 Bước tăng tức thời 83 3.7.6 Phương pháp thả rơi điều khiển 84 Chương – THỰC NGHIỆM CHUẨN HÓA NHÓM THANH AN TOÀN BẰNG PHƯƠNG PHÁP THẢ RƠI THANH TRÊN HỆ THIẾT BỊ MÔ PHỎNG COSI OPR 1000 87 4.1 Thí nghiệm chuẩn hóa nhóm an toàn SA, SB phương pháp thả rơi 87 4.1.1 Nhóm SA 87 4.1.2 Nhóm SB 93 4.2 Thực nghiệm xác định trạng thái lị phản ứng rút nhóm SA, SB trạng thái tới hạn có nồng độ Boron 1074ppm 99 4.2.1 Rút nhóm SA 99 4.2.2 Rút nhóm SB 101 Chương – ĐÁNH GIÁ VÀ BÀN LUẬN KẾT QUẢ 104 5.1 Tổng quan tình hình, mục tiêu, nhiệm vụ nghiên cứu 104 5.2 Đánh giá kết nghiên cứu khóa luận 104 5.2.1 Khảo sát độ mạnh yếu nhóm an tồn 104 5.2.2 So sánh với phương pháp rút điều khiển 105 KẾT LUẬN 107 TÀI LIỆU THAM KHẢO 108 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1: Mơ hình nhà máy điện hạt nhân sử dụng LPU OPR1000 Hình 2: Lõi lị OPR 1000 Hình 3: Nhóm SA có màu vàng Hình 4: Nhóm SB có màu vàng Hình 5: Nhóm R1 có màu vàng Hình 6: Nhóm R2 có màu vàng Hình 7: Nhóm R3 có màu vàng Hình 8: Nhóm R4 có màu vàng Hình 9: Nhóm R5 có màu vàng Hình 10: Mơ hình thùng LPU, bó LPU, bình sinh hơi, bình điều áp 12 Hình 11: Bố trí hệ thống làm mát OPR 1000 14 Hình 12: Sơ đồ kiểm sốt hệ thống làm mát 15 Hình 13: Sơ đồ hoạt động hệ thống làm mát OPR 1000 15 Hình 1: Biểu tượng chương trình CoSi 16 Hình 2: Giao diện hiển thị chức điều khiển 17 Hình 3: Giao diện dùng thay đổi tham số LPU 17 Hình 4: Giao diện hình hiển thị phân bố nhóm thanh, hiển thị 2D, 3D, số tức thời 18 Hình 5: Nút chương trình 18 Hình 6: Màn hình điều khiển nhóm 19 Hình 7: Nhận biết vị trí điều khiển chọn theo mặt cắt ngang LPU 20 Hình 8: Độ sâu nhóm điều khiển lõi LPU 20 Hình 9: Vị trí trí nhóm chọn 21 Hình 10: Nhóm điều khiện lựa chọn 21 Hình 11: Cơng tắc chọn lựa nhóm an tồn, nhóm điều khiển 22 Hình 12: Cơng tắc chọn chế độ PS group Select 23 Hình 13: Cơng tắc chọn chế độ hoạt động 23 Hình 14: Khi hoạt động chế độ Standby 24 Hình 15: Cơng tắc lựa chọn điều khiển 25 Hình 16: Nút rút đưa điều khiển vào lõi LPU 25 Hình 17: Biểu đồ thời gian thực 26 Hình 18: Mơ hình chiều lõi LPU 26 Hình 19: Mơ hình chiều lõi LPU 27 Hình 20: Thể thay đổi thông số công suất, nhiệt độ, nồng độ Boron 27 Hình 21: Nồng độ Boron nồng độ Boron thêm vào giảm bớt 28 Hình 22: Tổng lượng Boron thêm vào rút 28 Hình 23: Tốc độ gia nhiệt làm nguội nước làm mát LPU 29 Hình 24: Cảnh bảo cơng suất vượt q mức công suất thiết lập 29 Hình 25: Màn hình thực điều chỉnh thơng số vật lý lõi LPU 30 Hình 26: Các mục kiểm tra thông số vật lý mức cơng suất thấp 31 Hình 27: Bảng thiết lập đồ thị xu hướng thang đo 31 Hình 28: Các biến số mơ hình 2D 32 Hình 29: Các lớp chế độ 3D 32 Hình 30: Menu chọn công cụ đếm neutron 33 Hình 31: Hộp thoại cơng cụ đếm neutron 33 Hình 32: Menu chọn thiết lập chế độ người quản trị 33 Hình 33: Hộp thoại thiết lập trạng thái tới hạn 34 Hình 34: Màn hình thể thơng số sau hệ thống thiết lập trạng thái tới hạn 34 Hình 35: Thiết lập vị trí mong muốn 35 Hình 36: Kết trước sau thiết lập 35 Hình 37: Thiết lập thơng số để thêm Boron 36 Hình 38: Lượng Boron thêm vào 36 Hình 39: Thiết lập thông số để thêm Boron 37 Hình 40: Theo dõi lượng Boron thêm vào 37 Hình 41: Nồng độ Boron đạt giá trị cần thiết lặp 1074ppm 38 Hình 42: Thiết lập thơng số để gia nhiệt nước làm mát lõi LPU 38 Hình 43: Các thơng số nhiệt độ hình giám sát gia nhiệt 39 Hình 44: Quá trình làm nguội nước làm mát 39 Hình 45: Các thơng số nhiệt độ hình giám sát làm nguội 39 Hình 1: Sự phụ thuộc ν vào lượng 41 Hình 2: Quá trình phát neutron tức thời 42 Hình 3: Phổ neutron tức thời 235U 43 Hình 4: Cơ chế phát neutron trễ sản phẩm phân hạch 44 Hình 5: Phổ neutron trễ cho nhóm 47 Hình 6: Sơ đồ minh họa dịch chuyển neutron khỏi thể tích xét 49 Hình 7: Thơng lượng liên tục mặt tiếp xúc 54 Hình 8: Điều kiện biên mặt 55 Hình 9: Chu kỳ sống neutron lò phản ứng nhiệt 61 Hình 10: Mơ hình lị trần hình trụ hữu hạn 64 Hình 11: Nghiệm phương trình nghịch đảo 73 Hình 12: Sự phân tán bước nhảy 79 Hình 13: Phương pháp thả rơi - Lối giảm dần phân rã tiền tố neutron trễ 85 Hình 14: Độ phản ứng tương đương cho chiều dài đơn vị (đường cong vi phân) 86 Hình 15: Sự biến thiên độ phản ứng lượng mà điều khiển kéo khỏi (đường cong tích phân) 86 Hình 1: Đồ thị biễn diễn trình thay đổi độ phản ứng nhóm SA rút vị trí 8cm 88 Hình 2: Đồ thị biễn diễn q trình thay đổi độ phản ứng nhóm SA rút vị trí 50cm 89 Hình 3: Đồ thị biễn diễn trình thay đổi độ phản ứng nhóm SA rút vị trí 98cm 90 Hình 4: Đồ thị biễn diễn trình thay đổi độ phản ứng nhóm SA rút vị trí 200cm 91 Hình 5: Đồ thị biễn diễn trình thay đổi độ phản ứng nhóm SA rút vị trí 300cm 92 Hình 6: Đồ thị biễn diễn trình thay đổi độ phản ứng nhóm SB rút vị trí 8cm 94 Hình 7: Đồ thị biễn diễn q trình thay đổi độ phản ứng nhóm SB rút vị trí 50cm 95 Hình 8: Đồ thị biễn diễn trình thay đổi độ phản ứng nhóm SB rút vị trí 98cm 96 Hình 9: Đồ thị biễn diễn trình thay đổi độ phản ứng nhóm SB rút vị trí 200cm 97 ...vị trí 381 Trang 106 Khóa luận tốt nghiệp Chuẩn hóa nhóm an tồn phương pháp thả rơi hệ mô OPR 1000 KẾT LUẬN Khóa luận ‘? ?Chuẩn hóa nhóm an toàn phương pháp thả rơi hệ mô CoSi OPR1 000” khảo sát, ...thêm an tâm đến với ngành Kỹ thuật hạt nhân Trang 107 Khóa luận tốt nghiệp Chuẩn hóa nhóm an tồn phương pháp thả rơi hệ mô OPR 1000 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Hai, (2015), Tiếp nhận hệ thiết bị mô LPU ...Reactivity= 0.89  Rút nhóm SA với tốc độ điều khiển Rod Speed = 2cm/s Trang 99 Khóa luận tốt nghiệp Chuẩn hóa nhóm an toàn phương pháp thả rơi hệ mơ OPR 1000 ĐỒ THỊ PHỔ TÍCH PHÂN NHÓM THANH SA Độ phản