Bài giảng Chương 5: Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt - PGS.TS Nguyễn Nhị Điền

+ Kênh ướt chiếu xớ tới ô 1-4 ớớớc sớ dớng trong vùng hoớt có ớớớng kính 30 mm; chiớm 1 ô ớ biên vùng hoớt..[r]

Chương 5

LÒ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN ĐÀ LẠT

• 1960 - khởi cơng xây dựng lị TRIGA Mark II Đà Lạt

• 26/2/1963 - Lị TRIGA đạt trạng thái tới hạn lần đầu

• 4/3/1963 - Lị TRIGA đưa vào hoạt động thức

ở cơng suất 250 kW

• Từ 1963-1968 - LPƯ vận hành với mục tiêu: huấn

luyện cán (Training), nghiên cứu khoa học (Research) sản xuất đồng vị phóng xạ (Isotope Production)

• Từ 1968-1974 - LPƯ tạm ngừng hoạt động chiến tranh

• Sau Hiệp định Paris ký kết vào năm 1973, giai

đoạn 1974-1975, nhiên liệu LPƯ lấy khỏi vùng hoạt chuyên chở trả Hoa kỳ LPƯ hồn tồn khơng cịn khả hoạt động

 Theo QĐ số 64/CP ngày 26/4/1976, ngành hạt nhân

thành lập giao quản lý Trung tâm Nghiên cứu Nguyên tử Đà Lạt mà thiết bị LPƯ TRIGA Mark II

 9/10/1979 - Hợp đồng số 85-096/54100 khôi phục LPƯ

được đại diện hai nước Việt Nam Liên xô ký kết

 15/3/1982 - khởi cơng xây dựng cơng trình khơi phục & mở

rộng LPƯ hạt nhân Đà Lạt (gọi lò IVV-9)

 01/11/1983 - Lò IVV-9 đạt trạng thái tới hạn lần đầu với nhiên liớu ớớgiớu cao 36% U-235

 20/3/1984 - LPƯ hoạt động thức công suất 500kW  Từ 13/2/1985 - sau năm bảo hành, chuyên gia cuối

 Tháng 2/2004 ớbớt ớớu tham gia dớ án RRRFR (Rus s ian

Re s e a rch Re a ctor Fue l Re turn) ớớchuyớn ớới nhiên liớu vùng

hoớt tớ sớ dớng nhiên liớu ớớgiớu cao (HEU ớHighly Enriched

Ura nium, 36% U-235) s a ng ớớgiớu thớp (LEU ớLow Enriched

Ura nium, 19.75% U-235)

 Tớ ngớy 12/9/2007 ớLò phớn ớng hoớt ớớng với vùng hoớt

hớn hớp nhiên liớu HEU vớ LEU

 Ngớy 30/11/2011 ớLPớ ớớt trớng thái tới hớn lớn ớớu với cớu

hình 72 bó nhiên liớu LEU

 Ngớy 9/01/2012 ớLPớ ớớt mớc 100% công s uớt danh ớớnh vớ

vớn hớnh thớ nghiớm 72 giớ không tới

 Tuớn 12-16/3/2012 ớthớc hiớn ớớt vớn hớnh lò 108 giớ tới

CẤU TRÚC CỦA LÒ PHẢN ỨNG

~ 6840 mm Concrete shielding Door plug Thermal column door Graphite

Rotating top lid

Extracting well Pool tank Spent fuel storage tank A

~ 2000 mm

(ex bulk-shielding experimental tank) cylindrical shell Upper Core

Tiết diện cắt đứng

Beam port # 1

Beam port # 2 Beam port # 3

Beam port # 4 Core

Thermalizing column (closed) Thermal Column

Pool tank wall

Spent fuel storage tank

Concrete shielding Graphite reflector door Column Bellows assembly Stainless steel Aluminum

- Là loại LPƯ nghiên cứu dạng bể bơi Dùng nước thường để làm chậm nơtron làm nguội vùng hoạt

- Vùng hoạt đặt thùng lò độ sâu khoảng 5m nước Thùng lị có dạng hình trụ (cao 6.25m, đường kính 2m), chứa

khoảng 18m3 nước cất.

- Trớớc tháng 9/2007, vùng hoạt

chứa 104 bó nhiên liệu HEU, bó chứa khoảng 40g

U-235 với độ giàu 36% Tớtháng

9/2007, vùng hoớt hớn hớp gớm

98 bó HEU vớ bĩ LEU ớớ giớu 19,75% chớa khoảng 50g

U-235, vớ tớtháng 7/2009, vùng

hoớt gớm 92 bó HEU vớ 12 boù

LEU từ 7/2009

1 Giếng hút kết cấu giá đỡ vùng hoạt Các kênh đặt đầu dị neutron Vị trí để nhiên liệu tạm thời

4 ống dẫn; Không gian để nước đối lưu

7 1 2 2 2 3 2 2 5 4 5

Thùng Lò phản ứng:

ã Thùng lò giữ lại từ lò TRIGA trước đây, có đường kính ngồi khoảng m, chiều cao 6,25 m, độ dày tối thiểu 6,2 mm.

• Thïng lò che chắn bê-tông xung quanh. Cấu trúc che chắn:

ã Kết cấu bê tông cốt thÐp cã chiỊu dµi 8,6 m vµ chiỊu cao tÝnh từ sàn nhà lò khoảng 6,55 m.

ã Ch có chiều dày tối thiểu kết cấu che chắn theo chiều hướng tâm từ vùng hoạt 2,5 m.

• Cấu trúc che chắn Lò phản ứng theo dạng bậc thang nên phần đáy có chiều rộng khoảng 6,69 m phía có hình bát giác với chiều rộng khoảng 3,81 m.

Mặt cắt ngang vùng hoạt lò phản ứng (Cu hỡnh 104 HEU, trc 9/2011):

Bẫy nơtron

Vành phản xạ Graphite Mâm quay 40 hèc chiÕu

31.75

MỈt cắt ngang vùng hoạt lò phản ứng (Cu hỡnh 92 BNL LEU, từ 12/2011):

Bẫy nơtron

Màu cam BNL cháy phần (nạp vào lò từ 9/2007 từ tháng 7/2009)

SR

SR ShR

ShR

ShR

ShR

Bể chứa nước cố

Thiết bị trao i nhit Mỏy bm

Máy bơm

Thùng lò Giếng hút

Vùng hoạt Vành phản xạ Kênh ngang

S nguyờn lý hệ tải nhiệt vòng 1:

- Nớớc ới tớ dớới lên

- Nớớc tới nhiớt không

lớy trớc tiớp tớ vùng hoớt

- Chớ gớn 50% (khoớng

22 m3/h) nớớc ới qua

vùng hoớt

Primary Cooling Sys. Purification Sys.

Secondary Cooling Sys.



Ventilation Sys.







 





  Water Supply Sys.

WWr-m2

8

10

865 822 600

24 33 43

A B D

A B C

C D E E 42 32 CC 11 22 32 DD 11 2.5 EE 22 27

Fuel Cladding (Al)

NHIÊN LIỆU LÒ PHẢN ỨNG:

- 2 loới nhiên liớu: nhiên liớu HEU 36% lớ hớp kim U-Al vớ

nhiên liớu LEU 19.75% lớ UO2+ Al (khuớch tán UO2 lên

nớn nhôm).

- Lõi nhiên liớu HEU dớy 0.7 mm Lõi nhiên liớu LEU dớy 0.94 mm ớớớc bao bớc bới lớp nhôm bớo vớ, lớp dớy 0.9 mm với nhiên liớu HEU vớ 0.78mm với nhiên liớu LEU.

- Khoớng không gian giớa nhiên liớu ớớ cho

nớớc lớu thông

Parameter VVR-M2 HEU

VVR-M2 LEU

Enrichment, % 36 19.75

Average mass of 235U in FA, g 40.20 49.70

Fuel meat composition U-Al Alloy UO2+Al

Uranium density of fuel meat, g/cm3 1.40 2.50

Cladding material Al alloy

(SAV-1)

Al alloy (SAV-1) Fuel element thickness (fuel meat and

cladding), mm

2.50 2.50

Fuel meat thickness, mm 0.70 0.94

Each cladding thickness, mm 0.90 0.78

 Công suất nhiệt danh định: 500 kW  Chất làm nguội làm chậm: Nước

thường (H20)

 Kích thước cấu hình vùng hoạt

lị:

•- Hình trụ, đường kính 44.2 cm, cao 60 cm •- Cấu hình 88, 92, 89 bó nhiên liệu (4/1984-4/1994), 100 bó (4/1994-3/2002), 104 bó

(3/2002-10/2006), 106 bó (11/2006-9/2007), 98 HEU + LEU (từ 9/2007), 92 HEU + 12 LEU (từ 7/2009), 92 LEU (từ 12/2011)

•- 7 điều khiển gồm:

+ an toàn (B4C): 5.36$ + bù trừ (B4C): 11.26$

+ điều chỉnh tự động (thép không rỉ): 0.49$

- Vành phản xạ Beryllium

Các thông tin chung LPƯ hạt nhân Đà

Lạt

Thông số Moõ tả

Lịphaỷnứng Loại bể bơi Cơng suất danh định 500 kW

Thơng lượng neutron (nhiệt, cực đại) 2ì1013nơtron/cm2.s

Nhiên liệu Loại VVR-M2 , dạng ống Phần thịt nhiên liệu Hợp kim Al-U, độ giàu 36%

Hợp kim Al-UO2, độ giàu 19,75% Vỏ bọc nhiên liệu Hợp kim nhôm

Chất làm chậm Nước nhẹ

Chấtphaỷn xaù Graphite, beryllium nước nhẹ Chất làm ngui Nc nh

Cơ chế làm nguội vùng hoạt Đốil­u tù nhiªn

Cơ chế taỷi nhiệt Hai voứngnước làm nguội Vật liệu che chắn Bê-tông, nước nắp thép Các điều khiển an toàn, bù trừ tự động Vật liệu bù trừ an toàn B4C

* Các loới kênh chiớu mớu: I Kênh chiếu đứng, gồm:

+ Các kênh ớớt:

ớ1 bớy nớtron tâm vùng hoớt ớ1 hớc chiớu tới ô 1-4

ớ40 hớc chiớu cớa mâm quay

+ Các kênh khơ chuyớn mớu bớng khí nén: 2 kênh khơ (tới ô 7-1 vớ 13-2)

II Kênh ngang, gồm: 3 kênh hớớng tâm (1 kênh chớa sớ dớng) vớ kênh tiớp tuyớn

III Cột nhiệt: 1 cớt nhiớt

THIẾT BỊ THỰC NGHIỆM CỦA LPƯ:

+ Bẫy nơtron ớ tâm vùng hoớt dớng cớt nớớc hình trớ xung quanh lớ khới berily

- Bớy nớtron chiớm ô mớng cớa vùng hoớt

- ớớớng kính cớa bớy lớ 65 mm

- Mớt ớng nhôm ớớớng kính 42 mm ớớớc ớớt bên

bớy ớớ giớ mớu chiớu xớ

- Bớy nớtron lớ kênh chiớu xớ có thơng lớớng nớtron

nhiớt lớn.