Đang tải... (xem toàn văn)
Bài viết trình bày thực hiện các tính toán, nghiên cứu và viết 2 bài báo được đưa vào kỷ yếu của Hội nghị Thủy nhiệt lò hạt nhân NURETH-16 được tổ chức tháng 9/2015 tại Chicago (Mỹ). Có nhiều bài báo đã được trình bày tại Hội nghị toàn quốc Khoa học công nghệ hạt nhân lần thứ 11 tại Đà Nẵng, tháng 8/2015 và đăng trên tạp chí “Nuclear Science and Technology” của Hội Năng lượng nguyên tử Việt Nam.
THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI KC.05.26/11-15 “Nghiên cứu công nghệ điện hạt nhân đề xuất cho dự án nhà máy ĐHN Ninh Thuận dự án nhà máy ĐHN Ninh Thuận nhằm hỗ trợ thẩm định thiết kế sở cho hai dự án” Đề tài nghiên cứu khoa học mã số KC.05.26/11-15 triển khai năm 2014-2015, sau Nghiên cứu khả thi (FS) nhà máy điện hạt nhân (NM ĐHN) Ninh Thuận Ninh Thuận hoàn thành Tư vấn E4 (Nga) JAPC (Nhật Bản) nộp báo cáo cho Tập đoàn Điện lực Việt Nam - EVN (JAPC nộp báo cáo lần thứ tháng 5/2013, sau nhiều lần nộp cho EVN báo cáo chỉnh sửa thời gian từ 2013 đến nay, E4 nộp báo cáo lần thứ tháng 12/2013, lần thứ hai - phiên sửa đổi vào tháng 10/2014) Số 49 - Tháng 12/2016 Việc tiến hành nghiên cứu đánh giá thiết kế điện hạt nhân (ĐHN), phân tích an tồn, đề xuất thay đổi cần thiết thiết kế ngồi việc nâng cao hiểu biết cơng nghệ ĐHN, tính tốn đánh giá phân tích an tồn, cịn nâng cao lực tư vấn, thẩm định đội ngũ cán Việt Nam Đặc biệt, việc đề xuất thay đổi (nếu có) thiết kế nhằm đáp ứng yêu cầu an toàn hậu Fukushima, yêu cầu đặc thù Việt Nam cần phải thực trước ký hợp đồng EPC với đối tác thực thiết kế kỹ thuật (Technical Design - TD) dự án THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN Tổng quan nghiên cứu nước triển khai nhiệm vụ đề tài cao, hình thành đội ngũ cán thực tính tốn phân tích diễn biến cố Về tình hình nghiên cứu cơng nghệ, thiết kế, an tồn nước, năm 2011, Viện Năng lượng (Bộ Công thương) thực đề tài nghiên cứu cấp Bộ với chủ đề “Nghiên cứu tính tốn truyền nhiệt diễn biến cố nặng xảy lò phản ứng hạt nhân VVER-1000 Nga” [1] Đề tài nghiên cứu diễn biến cố nặng lị VVER-1000 Trong khn khổ đề tài này, số tính tốn phân tích thủy nhiệt thực hiện, sử dụng chương trình mơ tả dịng chảy Fluent (ANSYS) mơ hình đối lưu hiệu có chuyển đổi pha PECM (Phase-change Effective Convectivity Model) Kết nghiên cứu đề tài hồn tồn sử dụng cho nghiên cứu tính tốn diễn biến cố nặng VVER-1000, nghiên cứu khác VVER sau Trước đó, năm 2013 Viện NLNTVN thực đề tài cấp Bộ lựa chọn công nghệ cho NM ĐHN Ninh Thuận [3], thực nhiệm vụ Thiết lập tiêu chí lựa chọn cơng nghệ ĐHN cho EVN Kết nghiên cứu cho thấy NM ĐHN Ninh Thuận 1, công nghệ VVER1200/AES2006 (V491) thiết kế phù hợp Đối với NM ĐHN Ninh Thuận 2, thiết kế AP1000 (Westinghouse Electric Company - WEC) thiết kế phù hợp đáp ứng yêu cầu đại, đảm bảo an tồn, tính kiểm chứng thiết kế (được cấp chứng Cơ quan Pháp quy hạt nhân Hoa Kỳ - US NRC), xây dựng phổ biến giới (đang xây dựng Trung Quốc, Mỹ lựa chọn để xây dựng số nước khác) Năm 2011, Bộ Khoa học Công nghệ cho phép triển khai thực đề tài cấp Nhà nước thiết kế lò VVER Nga với tên gọi “Nghiên cứu, phân tích, đánh giá so sánh hệ thống cơng nghệ phần (đảo) hạt nhân lị áp lực VVER so với lò PWR phương Tây” [2] Đề tài có số nhiệm vụ liên quan đến sử dụng chương trình tính tốn (code) RELAP tính tốn số cố liên quan đến lò VVER Trong khuôn khổ đề tài, đơn vị tư vấn nghiên cứu Bulgaria cung cấp tài liệu thiết kế sơ loại lò AES-91, AES-92 AES2006 cho Viện Năng lượng nguyên tử Việt Nam (NLNTVN) Ngoài tài liệu, phía Bulgaria tổ chức khóa học báo cáo phân tích an tồn, đánh giá thiết kế cho nhóm cán Viện NLNTVN với thời gian 1,5-2 tháng Tài liệu kinh nghiệm, kiến thức có đề tài bổ ích quý giá để sử dụng cho nghiên cứu cơng nghệ thiết kế Năng lực tính tốn sử dụng RELAP lò VVER (AES-92) Nga nâng Dự án NM ĐHN Ninh Thuận thức lựa chọn công nghệ VVER1200 (V491) Viện Thiết kế nguyên tử Sankt Peterburg (Sankt Peterburg AtomEnergoProject – SPbAEP) thể báo cáo FS Với NM ĐHN Ninh Thuận 2, có cơng nghệ mà Tư vấn JAPC đề xuất ATMEA-1 (của AREVA/Pháp Mitsubishi Heavy Industry - MHI/Nhật Bản) AP1000 Dựa sở kết nghiên cứu trước lựa chọn cơng nghệ, nhóm thực đề tài triển khai nghiên cứu liên quan đến công nghệ xếp hạng số công nghệ Tư vấn đề xuất VVER1200/V491 cho dự án NM ĐHN Ninh Thuận AP1000 cho dự án NM ĐHN Ninh Thuận Trong năm triển khai thực đề tài, nhiệm vụ nghiên cứu sau thực hiện: - Nghiên cứu tài liệu thiết kế, tính tốn, phân tích trình bày báo cáo Nghiên cứu khả thi (FS) báo cáo phân tích an Số 49 - Tháng 12/2016 THƠNG TIN KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ HẠT NHÂN tồn (SAR) NM ĐHN Ninh Thuận với công nghệ VVER1200/AES2006/V491 SPbAEP NM ĐHN Ninh Thuận với công nghệ AP1000 Westinghouse Electric Company (WEC), Hoa Kỳ; với VVER1200 AP1000, nhằm kiểm tra biện pháp phịng chống cố nặng, tính tốn cực đoan khác nhằm khẳng định mức độ đảm bảo an toàn thiết kế NM ĐHN mà ta dự định xây dựng Ninh Thuận; - Nghiên cứu tài liệu thiết kế an toàn, học từ cố, yêu cầu an toàn IAEA, Châu Âu (EU), Hoa Kỳ, Nhật Bản; - Trao đổi thảo luận, phân tích kết quả, đánh giá cơng nghệ, đánh giá khả ứng phó với cố cực đoan (ví dụ Fukushima) thiết kế quan tâm; - Nghiên cứu tài liệu có cơng nghệ bao gồm: tài liệu từ hội thảo, seminars khoa học, báo cáo thực công ty, quan nghiên cứu, báo khoa học đăng tải tạp chí quốc tế; - Tổ chức hội thảo, seminars Viện NLNTVN để đối tác cung cấp công nghệ (ROSATOM đơn vị nghiên cứu thiết kế trực thuộc, Westinghouse, General Electric - GE Mỹ, Toshiba, Hitachi, Mitsubishi Heavy Industry - MHI Nhật Bản, AREVA) trình bày thảo luận cơng nghệ nói trên, cơng nghệ khác có liên quan; - Thực nghiên cứu chuyên sâu, viết báo cho hội nghị khoa học nước quốc tế; - Đào tạo đội ngũ cán trẻ lĩnh vực cơng nghệ, an tồn ĐHN; - Đánh giá báo cáo FS SAR dự án ĐHN Ninh Thuận, góp ý tính đầy đủ báo cáo (về cơng nghệ, an tồn), cơng cụ tính tốn, mơ mà Tư vấn sử dụng tính kiểm chứng chương tình tính tốn v.v nhằm hỗ trợ cho việc thẩm định báo cáo FS SAR NM ĐHN Ninh Thuận NM ĐHN Ninh Thuận 2; - Đề xuất thay đổi cần thiết - Trao đổi với đơn vị nghiên cứu, thiết kế ĐHN Liên bang Nga như: Viện Thiết kế thiết kế nhằm đáp ứng yêu cầu đặc thù, yêu GIDROPRESS, Moscow AtomEnergoProject cầu đảm bảo an toàn hậu Fukushima; (MAEP), SPbAEP, Viện Nghiên cứu hạt nhân - Thực viết báo cáo chuyên đề, Kurchatov, Nhà máy ĐHN Kudan Kulam (Ấn báo cáo khoa học báo cáo tổng hợp thiết Độ) qua đợt cơng tác có (ngồi khn kế ĐHN Ninh Thuận khổ đề tài này); Về khía cạnh khoa học, khía cạnh nghiên - Tìm nghiên cứu kinh nghiệm cứu phát triển (R&D) hỗ trợ cho nghiên cứu Czech, Slovakie; an toàn ĐHN, qua đề tài này, ngồi nhóm an tồn - Mời chun gia ĐHN hạt nhân có Viện Khoa học kỹ thuật hạt nước sang Việt Nam trình bày, cung cấp thơng nhân hình thành thêm nhóm nghiên cứu tin góp ý nghiên cứu an toàn, phương pháp an toàn Viện NLNTVN, thủy nhiệt, tiếp cận, lựa chọn công nghệ, thiết kế điện hạt học dòng chảy, đánh giá phân tích thủy nhiệt nhân…; Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, liên kết - Thực tính tốn, mơ phối hợp nghiên cứu với Viện Cơ học (Viện Hàn diễn biến cố nặng dùng công cụ lâm KH&CN Việt Nam), với Đại học Quốc tế Tp chương trình tính tốn MELCOR, MAAP4 đối Hồ Chí Minh để nghiên cứu dịng pha Một Số 49 - Tháng 12/2016 THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ HẠT NHÂN nhóm nghiên cứu vật liệu hình thành Viện Cơng nghệ Xạ hiếm, phối hợp nghiên cứu với Đại học Bách khoa Hà Nội, Viện Khoa học vật liệu (Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam) Các nhóm nghiên cứu xây dựng lực, phát triển nhằm hướng tới R&D hỗ trợ cho đảm bảo an toàn ĐHN Trong khn khn khổ đề tài, nhóm nghiên cứu thực tính tốn, nghiên cứu viết báo đưa vào kỷ yếu Hội nghị Thủy nhiệt lò hạt nhân NURETH-16 tổ chức tháng 9/2015 Chicago (Mỹ) Có nhiều báo trình bày Hội nghị tồn quốc Khoa học công nghệ hạt nhân lần thứ 11 Đà Nẵng, tháng 8/2015 đăng tạp chí “Nuclear Science and Technology” Hội Năng lượng nguyên tử Việt Nam Trong số báo gửi cho hội nghị nước quốc tế, có báo có kết tốt nghiên cứu thủy nhiệt, tính tốn mơ phỏng, báo bổ sung, chỉnh sửa để gửi cho tạp chí quốc tế (ISI có Impact Factor) chun ngành ĐHN an tồn Tình hình phát triển cơng nghệ ĐHN nghiên cứu an tồn hậu Fukushima Cơng nghệ ĐHN có nhiều thay đổi chục năm gần đây, đặc biệt sau cố Chernobyl năm 1986 Ukraine (Liên Xô) Hiện giới có 444 tổ máy ĐHN vận hành 30 nước, với tổng công suất phát điện 386.276 MW (e), chiếm khoảng 11% sản lượng điện giới (tháng 5/2016) [4] Số lượng tổ máy ĐHN xây dựng 65, chủ yếu tập trung nước Châu Á Trong tổ máy vận hành, phổ biến công nghệ hệ II xây dựng trước xảy cố Chernobyl, lò nước áp lực chiếm tỷ lệ lớn (khoảng 2/3) Những năm 90 kỷ trước, yêu cầu an toàn cao sau cố hạt nhân 1986, thiết kế ĐHN hệ III hình thành, điển hình lị nước áp lực tiên tiến (APWRs) bao gồm VVER Nga, lị nước sơi tiên tiến (ABWRs), số thiết kế xây dựng vận hành nước (Nhật Bản, Nga, Hàn Quốc, Trung Quốc) Vào năm cuối kỷ XX, nước Mỹ, Châu Âu, Nga Hàn Quốc tiếp tục tăng cường nghiên cứu an toàn, cải tiến thiết kế, hệ lò III+ đời AP600/AP1000, ESBWR (Mỹ), EPR1600 (Châu Âu), VVER1200 (Nga), APR1400 APR+ (Hàn Quốc), đáp ứng cao yêu cầu an tồn khắt khe, đặc biệt đối phó với diễn biến cố nặng Cần ý số nước đưa hệ lị III+, khơng có Nhật Bản Nhật Bản đầu tư nhiều vào thiết kế APWR ABWR, trước 2011, Nhật Bản khơng đưa u cầu thiết kế an tồn đối phó với cố nặng (trong hồ sơ cấp phép xây dựng NM ĐHN, Nhật Bản không bắt buộc phân tích diễn biến cố nặng) Có lẽ lý này, Nhật Bản chưa xuất cơng nghệ ĐHN Đây thông tin quan trọng để đánh giá lực nước vấn đề an toàn Sự cố Fukushima gây tác động lớn đến ĐHN giới, đồng thời thay đổi nhận thức nhiều nước vấn đề đảm bảo an toàn Nhật Bản phải cải tổ quan Pháp quy hạt nhân, nhận thức tầm quan trọng thiết kế đối phó với cố nặng Tuy nhiên, việc đưa thiết kế với yêu cầu an toàn cao, đáp ứng việc đối phó với cố nặng khơng đơn giản thực vài năm, mà cần hàng chục năm Nhật Bản chậm nước Mỹ, Nga, Hàn Quốc thiết kế ĐHN, họ cần có thời gian để quay lại nâng cao lực liên quan đến vấn đề Năm 2010, Nhật Bản ký Thỏa thuận với Việt Nam xây dựng NM ĐHN Ninh Thuận Nếu khơng có Fukushima xảy ra, có lẽ thiết kế Nhật Bản chấp nhận cách dễ dàng Fukushima thúc đẩy Số 49 - Tháng 12/2016 THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ HẠT NHÂN nghiên cứu an tồn, cải tiến nâng cấp thiết kế ĐHN, bắt buộc nước muốn phát triển ĐHN phải xem lại vấn đề an toàn NM ĐHN Và Việt Nam khơng ngoại lệ Mặc dù có Thỏa thuận với Nga Nhật Bản năm 2010 xây dựng NM ĐHN Ninh Thuận, đội ngũ cán khoa học, chuyên gia ĐHN Việt Nam (số lượng khiên tốn) nghiên cứu đánh giá lại toàn thiết kế ĐHN, vấn đề an toàn liên quan Các yêu cầu an toàn cao đề xuất, thiết kế tiên tiến, đại đặt thành yêu cầu NM ĐHN Ninh Thuận Ninh Thuận Sau ký kết với Tư vấn nước thực Nghiên cứu khả thi (FS) cho NM ĐHN Ninh Thuận Ninh Thuận 2, ban đầu Tư vấn đề xuất công nghệ VVER hệ III NM ĐHN Ninh Thuận 1, AES-91 AES92, xây dựng Trung Quốc Ấn Độ Đối với NM ĐHN Ninh Thuận 2, công nghệ ABWR Toshiba/Hitachi PWR MHI đề xuất xây dựng Từ sau 2011, với nỗ lực lớn từ đơn vị nghiên cứu, đơn vị triển khai, chủ đầu tư Việt Nam, vượt qua nhiều khó khăn từ đối tác nước ngồi, phía Việt Nam đặt yêu cầu Tư vấn nước (E4 JAPC) cần đưa công nghệ mới, đại vào đề xuất cho NM ĐHN Ninh Thuận để xem xét, đánh giá lựa chọn Chính vậy, từ 2012, Tư vấn E4 đưa công nghệ vào NM ĐHN Ninh Thuận xem xét lựa chọn (AES-91, AES92, AES2006/V491 AES2006/V392M), Tư vấn Nhật Bản đưa phương án NM ĐHN Ninh Thuận 2, ABWR, MPWR+ (của MHI), AP1000 ATMEA-1 Cần ý ATMEA-1 thiết kế “lai” (hybrid) công nghệ, thiết kế ý tưởng từ 2008 sau công ty ATMEA hình thành (là hợp tác MHI AREVA) Thiết kế chi tiết ATMEA-1 thực sau 2011 Thiết kế ATMEA-1 10 Số 49 - Tháng 12/2016 “kết hợp” PWR MHI (Tomari NPP) EPR1600 AREVA xây dựng Phần Lan, Pháp Trung Quốc (chậm tiến độ nhiều năm đội vốn lên nhiều lần) Có thể nói ATMEA-1 kết nỗ lực Nhật Bản (MHI) sau cố Fukushima để “có thiết kế mới, đại” xuất xứ Nhật Bản ATMEA-1 có bẫy nhiên liệu nóng chảy đặt phía thùng lị, có chức gom nhiên vật liệu nóng chảy từ thùng lò diễn biến cố nặng Đây phiên thiết kế lấy từ thiết kế EPR1600 Các hệ thống an toàn dựa nguyên lý an toàn chủ động, nhiên tuân thủ chặt chẽ “bảo vệ theo chiều sâu”, tăng cường tính dư thừa, đa dạng Việc đánh giá ATMEA-1 cần thêm thời gian, ATMEA-1 thiết kế mới, có tính đại, hệ III+, thiết kế thời điểm chưa cấp chứng chỉ/hay cấp phép quan Pháp quy hạt nhân Pháp / hay Nhật Bản, hay quan Pháp quy hạt nhân khác có uy tín quốc tế giới Hiện ATMEA-1 có “đánh giá thiết kế sơ bộ” (Generic Design Review) IAEA đáp ứng yêu cầu an toàn mới, thể báo cáo khoảng 100 trang Có thể thấy, thiết kế tiên tiến (ABWRs, APWRs hệ III) chủ yếu dựa cải tiến, tăng độ tin cậy thiết bị, củng cố tăng cường hệ thống an tồn, tăng tính đa dạn, dư thừa, độc lập v.v chưa có đột phá triết lý thiết kế hệ thống an toàn Chỉ thiết kế hệ III+ sau mang tính đột phá, đưa an tồn thụ động vào số thiết kế Thế hệ lò III chưa trọng đối phó với diễn biến cố nặng, vậy, thiết kế tiên tiến xây dựng sở bổ sung nhiều vào hệ thống an tồn đối phó với diễn biến cố nặng Ví dụ Toshiba (Nhật Bản) General Electric (GE, Mỹ) đưa thêm hệ thống bẫy nhiên liệu nóng chảy vào thiết kế, THƠNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN MHI (Nhật Bản) có nghiên cứu cải tiến APWR cơng suất lớn áp dụng cho thị trường Mỹ Châu Âu, bổ sung hệ thống phòng chống với tương tác nhiên liệu nóng chảy với sàn bê tơng (Molten Core Concrete Interaction - MCCI) Nhiều thiết kế hệ III+ đưa hệ thống bẫy nhiên liệu nóng chảy vào, ví dụ ESBWR GE, EPR1600 AREVA (Pháp Đức), VVER1200 Nga, APR1400 (hay APR+) Hàn Quốc, hay ATMEA-1 AREVA MHI (như nêu trên) xem xét bổ sung số lị vận hành Ví dụ Czech sau tiến hành kiểm tra Stress Test đưa Kế hoạch hành động quốc gia để củng cố, tăng cường an tồn, sẵn sàng đối phó với diễn biến kịch cực đoan nhất, cố nặng Trong khuôn khổ đề tài này, học kinh nghiệm, biện pháp tăng cường an toàn giới thiệu, học tốt cho Việt Nam tham khảo thực nhiệm vụ phân tích, đánh giá thiết kế, an toàn tổ máy ĐHN Như vậy, thiết kế ĐHN ngày cải tiến tăng cường an toàn, triệt để áp dụng nguyên lý “bảo vệ theo chiều sâu”, cải tiến thiết bị, đến tăng độ dự phịng, tính dư thừa, tính đa dạng hệ thống an tồn, sau bổ sung hệ thống phòng chống cố nặng, sau cùng, mang tính cách mạng áp dụng ngun lý an tồn thụ động (khơng cần nguồn điện) thiết kế mới, đại, tiên tiến Đối với thiết kế hệ III+ sau này, nhìn chung đảm bảo an tồn mức độ cao Các tính tốn, phân tích khả đối phó với cố tương tự Fukushima thiết kế thực Các biện pháp bổ sung nguồn cung cấp điện, bổ sung nguồn nước dự phòng để làm mát lò, tải nhiệt dư lâu dài bổ sung vào thiết kế Trong khuôn khổ đề tài này, tập thể tác giả trình bày giới thiệu cơng nghệ đề xuất cho NM ĐHN Ninh Thuận Ninh Thuận VVER1200 AP1000 Sự cố Fukushima xảy lần cảnh báo giới nguy an toàn, chủ quan, đặc biệt cấn đề yếu tố người quản lý an toàn Về vấn đề an toàn ĐHN lần lại đưa xem xét, nghiên cứu kỹ lưỡng thời kỳ hậu Fukushima Nhật Bản trước mắt đóng cửa tổ máy ĐHN, tái khởi động vài lị, đơi với cải tổ toàn hệ thống quản lý pháp quy hạt nhân Hàn Quốc cải tổ pháp quy hạt nhân, xem lại vấn đề an toàn tổ máy ĐHN vận hành thiết kế Các nước Châu Âu thực đánh giá lại an toàn tổ máy ĐHN vận hành, tương tự xảy Mỹ An toàn hậu Fukushima trọng đến vấn đề cấp điện dự phòng đa dạng, ổn định, cấp nước làm mát đủ thời gian làm mát lị lâu dài Ngồi ra, hệ thống phục vụ cho đối phó với cố nặng nghiên cứu, bổ sung Đặc biệt, biện pháp, hệ thống đối phó với diễn biến cố nặng Để tăng cường an tồn thiết kế ĐHN, nghiên cứu cố nặng vấn đề quan trọng khoa học giới Các vấn đề cố nặng tóm tắt sau: - Vấn đề Hi-đrô: Hi-đrô sinh phản ứng hóa học Zr với nước, gây cháy nổ ảnh hưởng đến Containment Do nghiên cứu tính tốn lượng hi-đrơ sinh chủ đề đặc thù loại nhiên liệu, loại lò, phụ thuộc vào kịch bản, diễn biến cố đặc thù thiết kế [5,6] Ngoài ra, cấu trúc bên Containment khác nên việc phát tán hi-đrô tịa nhà lị mơi trường nhiệt độ, áp suất cao, nhiều nước loại khí khơng ngưng tụ khác nội dung nghiên cứu Bố trí loại thiết bị khử hi-đrơ, đốt hi-đrơ tòa nhà lò Số 49 - Tháng 12/2016 11 THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN tính tốn mơ đặc thù nóng chảy, rơi xuống thể tích nước bên [10] SE tượng chưa loại lị - Vấn đề đốt nóng trực tiếp tịa nhà lị hiểu kỹ, đặc biệt mơ SE (Direct Containment Heating - DCH): Khi nhiên thách thức lớn khoa học đương đại, từ mơ vật liệu nóng chảy thùng lị có áp suất cao, hình đến phương pháp tính tốc độ máy tính thủng lị, nhiên vật liệu phóng thâm Nổ phân tầng (Stratified SE = SSE) nhập vào khoảng khơng gian tịa nhà lò, tượng phát gần Châu Âu tương tác với tịa nhà lị làm hỏng làm thí nghiệm đổ Melt kim loại xuống nước nhiệt độ chất nỏng chảy cao Đây vấn đề cố nặng Quá trình phụ thuộc vào loại lò diễn biến cố Tuy nhiên trình tương tác, diễn biến phức tạp nên có nghiên cứu DCH [7,8] DCH HPME (High Pressure Melt Ejection) nội dung trình - Giữ nhiên vật liệu nóng chảy thùng (lị, bẫy nhiên liệu): Là In-Vessel Retention (IVR), nói lên q trình làm mát thành thùng lị bẫy nhiên liệu từ bên ngồi nước để giữ nhiên vật liệu nóng chảy nhiệt độ cao bên Đây biện pháp mong muốn (để giảm thiểu hậu diễn biến cố) áp dụng thiết kế ĐHN VVER-440, AP600/AP1000 [9] Một số lị APR1400 thực tính tốn áp dụng IVR, nhiên cơng suất lị cao nên khơng giữ nhiên vật liệu nóng chảy bên Đối với bẫy nhiên liệu tương tự, tính tốn mơ cần thực để chứng minh khả IVR thiết kế IVR hướng nghiên cứu có nhiều kết quả, nhiên phức tạp diễn biến cố nên nhiều vấn đề cần nghiên cứu - Tương tác nhiên liệu nóng chảy với bê tông (MCCI = Molten Core Concrete Interaction): Khi nhiên vật liệu nóng chảy lị thủng phóng ngồi, khơng có nước bên dưới, rơi xuống tương tác với sàn bê tơng Q trình tương tác tạo loại khí, q trình phức tạp khơng có làm mát thích hợp, Melt tiếp tục nóng chảy, thâm nhập sâu xuống dưới, làm hỏng cấu trúc tòa nhà lò MCCI thách thức khả làm mát [11] Nếu có lớp Melt dày 10 mm - 20 mm, việc đổ nước lên không làm mát lớp Melt Do thiết kế đại nay, để tránh MCCI, nhà thiết kế ĐHN phải thiết kế bẫy nhiên liệu, để ngăn ngừa tương tác MCCI Ví dụ VVER1200, hay ESBWR, APR1400 (APR+), ATMEA-1, hay số VVER1000 (AES91, AES92) xây Trung Quốc Ấn Độ có bẫy nhiên liệu Các thiết kế hệ III ABWRs hay APWRs khơng có bẫy nhiên liệu, nên vấn đề MCCI thiết kế chưa giải Đây điểm yếu thiết kế (thế hệ III) mà công ty ĐHN tiếp tục nghiên cứu, nâng cấp thiết kế - Nổ (Steam Explosion - SE): Hiện Kết luận Đề tài nghiên cứu khoa học cấp Nhà tượng nổ lớn xảy (có thể làm hỏng tòa nhà lò - Containment) nhiên vật liệu nóng chảy nước, mã số KC.05.26/11-15 “Nghiên cứu cơng đổ vào nước Xảy lị bể nhiên vật nghệ ĐHN đề xuất cho dự án nhà máy liệu nóng chảy hình thành vùng hoạt, sau ĐHN Ninh Thuận dự án nhà máy ĐHN Ninh bị phá vỡ chất nóng chảy (Melt) rơi xuống Thuận nhằm hỗ trợ thẩm định thiết kế sở cho nước đáy thùng lò Xảy ngồi lị thùng hai dự án” thực nghiên cứu, tổng kết lò thủng tương tác nhiệt nhiên vật liệu yêu cầu thiết kế hậu Fukushima IAEA 12 Số 49 - Tháng 12/2016 THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN nước, yêu cầu đặc thù Việt Nam, sở đánh giá cơng nghệ ĐHN lựa chọn cho dự án NM ĐHN Ninh Thuận Ninh Thuận Một số tính tốn mơ thực chương trình MELCOR triển khai để hỗ trợ cho đánh giá, đề xuất thay đổi liên quan đến thiết kế sở ĐHN Bên cạnh đó, nghiên cứu hướng đến nâng cao hiểu biết, lực đánh giá, tính tốn phục vụ công tác thẩm định thiết kế ĐHN lựa chọn Hai công nghệ ĐHN VVER1200 phiên AES2006/ V491 Viện Thiết kế lượng nguyên tử Sankt Peterburg (SPbAEP), thuộc Tập đoàn Nhà nước lượng nguyên tử (ROSATOM), Liên bang Nga AP1000 Công ty Điện lực Westinghouse (WEC), Mỹ nghiên cứu, đánh giá đề tài Một số kết nghiên cứu đạt qua trình thực đề tài cho phép đề xuất số thay đổi góp ý, kiến nghị liên quan đến báo cáo Nghiên cứu khả thi (FS) Báo cáo phân tích an tồn (SAR) sau Dự án ĐHN Ninh Thuận 1: - Về thiết kế tổng thể bố trí nhà máy, giải pháp kỹ thuật, đề xuất xem xét phương án lấy nước làm mát kênh hở (xây dựng kè), để tránh tốn vấn đề liên quan đến thời tiết khí hậu cực đoan siêu bão, đảm bảo hiệu làm mát liên quan đến đặc thù khí hậu hệ sinh thái biển khu vực Ninh Thuận - Về thiết kế hệ thống sản xuất điện năng, đề xuất sử dụng tuốc-bin tốc độ thấp 1500 vòng/phút (hiện Nga liên doanh với Công ty ALSTOM Pháp để chế tạo tuốc-bin ARABELLA) - Về thiết kế hệ thống đảm bảo an toàn, thiết kế AES2006/V491 thiết kế tốt, có khả đảm bảo an tồn mức độ cao, đối phó với kiện cực đoan kiểu Fukushima, đối phó với diễn biến cố nặng Tuy nhiên khả ứng phó với cố nặng, có hệ thống bình tích nước cao áp giai đoạn HA1 (có bình 50 m3), nên thời gian giữ nhiên liệu vùng hoạt khỏi nóng chảy sau thời gian thùng lò thủng ngắn, khoảng 2,5 h, khơng đủ thời gian để đưa giải pháp ứng phó cố nặng Do đó, nhóm thực đề tài đề xuất hệ thống HA1, bổ sung hệ thống bình tích nước cao áp giai đoạn HA2 cho thiết kế V491, giống hệ thống HA2 thiết kế AES2006/V392M Viện Thiết kế lượng nguyên tử Moscow (MAEP), bao gồm bình tích nước cao áp thể tích 120 m3 - Cần bổ sung hệ thống nước làm mát dự phòng, dài hạn để làm mát lâu dài, có nghĩa cần có bể nước dự phịng cho nhà máy đặt cao so với mức lò hạt nhân tòa nhà lò - Về FS SAR, nhiều góp ý bổ sung liên quan đến báo cáo bổ sung thông tin liên quan, làm rõ vấn đề vào báo cáo Chi tiết góp ý bổ sung chủ yếu liên quan đến yêu cầu an toàn hậu Fukushima, khả đối phó với diễn biến cố nặng - Trong báo cáo SAR nay, chương trình tính tốn (Codes) chương trình Nga, từ tính tốn vật lý lị đến tính tốn nhiên liệu, an tồn thủy nhiệt dòng pha, cố thiết kế bản, học dịng chảy, q trình vận chuyển tịa nhà lò diễn biến cố nặng Đội ngũ cán Việt Nam chưa làm quen sử dụng chương trình Nga Trong khn khổ đề tài này, số tìm hiểu nghiên cứu tính kiểm chứng chương trình tính tốn thực hiện, nhiên dừng lại mức độ nghiên cứu báo tạp chí, báo cáo hội nghị, trình bày phía Nga cung cấp tìm kiếm từ IAEA, Internet Đặc biệt, thời gian khoảng 10 năm lại nay, Nga làm nhiều thí nghiệm để kiểm chứng mơ hình (kiểm tra hiệu ứng riêng rẽ), chương trình tính tốn Số 49 - Tháng 12/2016 13 THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN (kiểm tra hiệu ứng tích hợp), vậy, thơng tin liên quan khơng thể có để đánh giá tính kiểm chứng mơ hình chương trình Việt Nam cần đề xuất với Nga (ROSATOM Viện Thiết kế hạt nhân) để có thơng tin liên quan đến kiểm chứng chương trình tính toán sử dụng cho NM ĐHN Ninh Thuận Việc nghiên cứu tính kiểm chứng chương trình tính tốn việc cần thiết bổ ích cho đội ngũ cán Việt Nam, đặc biệt đội ngũ cán Cơ quan pháp quy hạt nhân - Một số tổng kết thực tiễn từ việc thiết kế, xây dựng nhà máy nhiệt điện Việt Nam thực đề tài, liên quan đến phương án, giải pháp kỹ thuật, vật liệu xây dựng… Vật liệu thép hợp kim bắt đầu tìm hiểu để định hướng nghiên cứu thời gian thiếp theo, vật liệu thép hợp kim, hóa nước, ăn mịn, lão hóa vấn đề trực tiếp liên quan đến đánh giá an toàn NM ĐHN đối lưu tự nhiên, ngưng tòa nhà lò Trong báo cáo SAR NM ĐHN Ninh Thuận 2, vấn đề kiểm chứng mô hình, chương trình tính tốn chưa đề cập Chỉ có số thơng tin sơ bộ, khái qt từ số nguồn Internet Các chương trình tính tốn công ty điện lực sử dụng để thực tính tốn phân tích an tồn khơng phổ biến rộng với lý quyền thương mại, Việt Nam hầu khơng có khả tiếp cận Do đó, cần đưa yêu cầu để có số liệu, thơng tin cần thiết, đầy đủ để kiểm tra đánh giá tồn tính kiểm chứng chương trình tính tốn sử dụng phân tích an tồn NM ĐHN Ninh Thuận - Đề nghị bổ sung thông tin liên quan đến hệ thống thiết bị đảm bảo ứng phó với diễn biến cố nặng, đặc biệt hệ thống cung cấp điện dự phòng, hệ thống ắc quy… theo yêu cầu tăng cường an toàn hậu Fukushima - Về đo lường điều khiển (C&I), các nước Châu Âu nghiên cứu áp dụng học gần cho thấy cần thiết kế hệ thống đo điều khiển, thiết bị để vận hành - Vấn đề liên quan đến thiết kế hệ điều kiện diễn biến cố nặng, xác thống, thiết bị C&I đáp ứng yêu cầu vận hành suất vô nhỏ điều kiện diễn biến cố nặng (tương tự Dự án ĐHN Ninh Thuận 2: - Về thiết kế hệ thống đảm bảo an toàn, cần bổ sung hệ thống cấp nước làm mát dài hạn diễn biến cố nặng (tương tự yêu cầu NM ĐHN Ninh Thuận 1) Các tính tốn phân tích cho thấy, khơng đủ nước làm mát lâu dài để tưới lên vỏ thép tòa nhà lò, nhiệt độ áp suất tòa nhà lò tăng cao vượt q giới hạn, tịa nhà lị bị hỏng, chất phóng xạ phát tán môi trường đề xuất NM ĐHN Ninh Thuận 1) Trên số đề xuất thay đổi, góp ý cho FS SAR NM ĐHN Ninh Thuận Ninh Thuận Như vậy, thấy để hỗ trợ tốt thực tốt nhiệm vụ liên quan đến phát triển ĐHN Việt Nam, cần trọng xây dựng lực, đào tạo đội ngũ cán bộ, trước mắt nên tập trung vài định hướng sau: - Đối với nâng cao hiểu biết, xây dựng lực R&D hỗ trợ ĐHN: Viện NLNTVN - Do AP1000 thiết kế mới, mang tính đơn vị nghiên cứu chính, phối hợp với số cách mạng, chủ yếu dựa an toàn thụ động, đơn vị, nhóm nghiên cứu khác Bách Khoa Hà tính kiểm chứng vấn đề quan trọng cần tập Nội (HUST), Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam trung nghiên cứu, đặc biệt tượng (VAST), tập trung tìm hiểu hệ thống đảm 14 Số 49 - Tháng 12/2016 THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN ảo an toàn thiết kế ĐHN, vận hành hệ thống an toàn, đối lưu tự nhiên, dòng pha, diễn biến cố nặng, sử dụng thành thạo chương trình tính tốn (RELAP, MELCOR, MAAP bắt đầu tìm kiếm nghiên cứu chương trình tính tốn Nga), xây dựng Input Decks cho thiết kế NM ĐHN Ninh Thuận Ninh Thuận 2, xây dựng hệ thí nghiệm thủy nhiệt vấn đề liên quan (năng lực thí nghiệm) Năng lực tính tốn, lực thực nghiệm, kiến thức toán cao cấp để hiểu rõ mơ hình cần thiết nhóm triển khai nghiên cứu (R&D) Nghiên cứu nhiên liệu, vật liệu, hóa nước nhiệm vụ cần thiết, nhiên giai đoạn chưa có nhiều cán chun mơn, bắt đầu, nên tập trung tìm hiểu lý thuyết (mơ hình, mô phỏng) - Đối với cán Cơ quan pháp quy hạt nhân, cần tập trung vào tìm hiểu yêu cầu thiết kế, yêu cầu an toàn, đặc biệt yêu cầu nâng cao hậu Fukushima, tập trung nghiên cứu tính kiểm chứng chương trình tính toán (của Phương Tây, đặc biệt Nga) Hướng đến nhiệm vụ cấp phép cho NM ĐHN Cần có nhóm, nhóm nghiên cứu thiết kế Nga, nhóm nghiên cứu thiết kế Nhật Bản, Mỹ TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trần Chí Thành cộng sự, “Nghiên cứu tính tốn truyền nhiệt diễn biến cố nặng xảy lò phản ứng hạt nhân VVER-1000 Nga”, Đề tài nghiên cứu Bộ Công thương, Viện Năng lượng, 2011 [2] Lê Văn Hồng cộng sự, , “Nghiên cứu, phân tích, đánh giá so sánh hệ thống công nghệ phần (đảo) hạt nhân lò áp lực VVER so với lò PWR phương Tây”, Đề tài nghiên cứu cấp Nhà nước 2012-2014, Viện Năng lượng nguyên tử Việt Nam, 2014 [3] Trần Chí Thành cộng sự, “Nghiên cứu đánh giá, lựa chọn công nghệ đề xuất cho dự án ĐHN Ninh Thuận 2”, Đề tài nghiên cứu Bộ Khoa học Công nghệ, Viện Năng lượng nguyên tử Việt Nam, 2013 [4] IAEA, “Regional Distribution of Nuclear Power Plants”, Power Reactor Information System (PRIS), May 2016 [5] F.J Valdes-Parada, H Romeo Paredes, G Espinosa-Paredes, “Numerical analysis of hydrogen generation in a BWR during a severe accident”, J Chemical Engineering Qua việc triển khai thực đề tài, Research and Design, Vol 91 (4), pp 614-624, việc hoàn thành nhiệm vụ đặt ra, nâng cao April 2013 lực nghiên cứu, đào tạo cán bộ, số nhóm nghiên cứu vấn đề liên quan nêu [6] L.L Tong, “Hydrogen risk for hình thành Đề tài nghiên cứu thực advanced PWR under typical severe accidents góp phần nâng cao lực Viện NLNTVN induced by DVI line break”, J Annals of Nuclear đơn vị liên quan (HUST) đào tạo cán Energy, Vol 94, pp 325-331, August 2016 cách hiệu quả./ [7] J.L Binder, B.W Spencer, “Investigations into the physical phenomena and mechanisms that effect direct containment heating Hồng Sỹ Thân Trần Chí Thành loads”, J Nuclear Engineering and Design, Vol Viện Năng lượng nguyên tử Việt Nam 164 (1-3), pp 175-199, August 1996 [8] L Meyer, G Albrecht, C Caroli, I Số 49 - Tháng 12/2016 15 THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN Ivanov, “Direct containment heating integral effects tests in geometries of European nuclear power plants”, J Nuclear Engineering and Design, Vol 239 (10), pp 2070-2084, October 2009 [9] T.G Theofanous, C Liu, S Additon, S Angelini, O Kymalainen, T Salmassi, “Invessel Coolability and Retention of a Core Melt”, DOE/ID-1046, November 1994 [10] R.C Hansson, “An Experimental Study on the Dynamics of a Single Droplet Vapor Explosion”, PhD Thesis, Division of Nuclear Power Safety (NPS), Royal Institute of Technology (KTH), Stockholm, 2010 [11] J.-P Van Dorsselaere, A Auvinen, D Beraha, P Chatelard, L.E Herranz, C Journeau, W Klein-Hessling, I Kljenak, A Miassoedov, S Paci, R Zeyen, “Recent severe accident research synthesis of the major outcomes from the SARNET network”, J Nuclear Engineering and Design, Vol 291, pp 19-34, September 2015 16 Số 49 - Tháng 12/2016 ... triển khai nghiên cứu liên quan đến công nghệ xếp hạng số công nghệ Tư vấn đề xuất VVER 120 0/V4 91 cho dự án NM ĐHN Ninh Thuận AP1000 cho dự án NM ĐHN Ninh Thuận Trong năm triển khai thực đề tài,... Tây”, Đề tài nghiên cứu cấp Nhà nước 2 0 12 -2 014 , Viện Năng lượng nguyên tử Việt Nam, 2 014 [3] Trần Chí Thành cộng sự, ? ?Nghiên cứu đánh giá, lựa chọn công nghệ đề xuất cho dự án ĐHN Ninh Thuận 2? ??, Đề. .. sau ĐHN Ninh Thuận dự án nhà máy ĐHN Ninh bị phá vỡ chất nóng chảy (Melt) rơi xuống Thuận nhằm hỗ trợ thẩm định thiết kế sở cho nước đáy thùng lị Xảy ngồi lò thùng hai dự án? ?? thực nghiên cứu,