(Khóa luận tốt nghiệp) Phân tích hệ thống an toàn trong lò phản ứng WWER1000 bằng phần mềm mô phỏng IAEA

(Khóa luận tốt nghiệp) Phân tích hệ thống an toàn trong lò phản ứng WWER1000 bằng phần mềm mô phỏng IAEA (Khóa luận tốt nghiệp) Phân tích hệ thống an toàn trong lò phản ứng WWER1000 bằng phần mềm mô phỏng IAEA (Khóa luận tốt nghiệp) Phân tích hệ thống an toàn trong lò phản ứng WWER1000 bằng phần mềm mô phỏng IAEA (Khóa luận tốt nghiệp) Phân tích hệ thống an toàn trong lò phản ứng WWER1000 bằng phần mềm mô phỏng IAEA (Khóa luận tốt nghiệp) Phân tích hệ thống an toàn trong lò phản ứng WWER1000 bằng phần mềm mô phỏng IAEA (Khóa luận tốt nghiệp) Phân tích hệ thống an toàn trong lò phản ứng WWER1000 bằng phần mềm mô phỏng IAEA (Khóa luận tốt nghiệp) Phân tích hệ thống an toàn trong lò phản ứng WWER1000 bằng phần mềm mô phỏng IAEA (Khóa luận tốt nghiệp) Phân tích hệ thống an toàn trong lò phản ứng WWER1000 bằng phần mềm mô phỏng IAEA (Khóa luận tốt nghiệp) Phân tích hệ thống an toàn trong lò phản ứng WWER1000 bằng phần mềm mô phỏng IAEA (Khóa luận tốt nghiệp) Phân tích hệ thống an toàn trong lò phản ứng WWER1000 bằng phần mềm mô phỏng IAEA (Khóa luận tốt nghiệp) Phân tích hệ thống an toàn trong lò phản ứng WWER1000 bằng phần mềm mô phỏng IAEA (Khóa luận tốt nghiệp) Phân tích hệ thống an toàn trong lò phản ứng WWER1000 bằng phần mềm mô phỏng IAEA (Khóa luận tốt nghiệp) Phân tích hệ thống an toàn trong lò phản ứng WWER1000 bằng phần mềm mô phỏng IAEA (Khóa luận tốt nghiệp) Phân tích hệ thống an toàn trong lò phản ứng WWER1000 bằng phần mềm mô phỏng IAEA (Khóa luận tốt nghiệp) Phân tích hệ thống an toàn trong lò phản ứng WWER1000 bằng phần mềm mô phỏng IAEA (Khóa luận tốt nghiệp) Phân tích hệ thống an toàn trong lò phản ứng WWER1000 bằng phần mềm mô phỏng IAEA (Khóa luận tốt nghiệp) Phân tích hệ thống an toàn trong lò phản ứng WWER1000 bằng phần mềm mô phỏng IAEA (Khóa luận tốt nghiệp) Phân tích hệ thống an toàn trong lò phản ứng WWER1000 bằng phần mềm mô phỏng IAEA (Khóa luận tốt nghiệp) Phân tích hệ thống an toàn trong lò phản ứng WWER1000 bằng phần mềm mô phỏng IAEA (Khóa luận tốt nghiệp) Phân tích hệ thống an toàn trong lò phản ứng WWER1000 bằng phần mềm mô phỏng IAEA (Khóa luận tốt nghiệp) Phân tích hệ thống an toàn trong lò phản ứng WWER1000 bằng phần mềm mô phỏng IAEA (Khóa luận tốt nghiệp) Phân tích hệ thống an toàn trong lò phản ứng WWER1000 bằng phần mềm mô phỏng IAEA (Khóa luận tốt nghiệp) Phân tích hệ thống an toàn trong lò phản ứng WWER1000 bằng phần mềm mô phỏng IAEA (Khóa luận tốt nghiệp) Phân tích hệ thống an toàn trong lò phản ứng WWER1000 bằng phần mềm mô phỏng IAEA (Khóa luận tốt nghiệp) Phân tích hệ thống an toàn trong lò phản ứng WWER1000 bằng phần mềm mô phỏng IAEA (Khóa luận tốt nghiệp) Phân tích hệ thống an toàn trong lò phản ứng WWER1000 bằng phần mềm mô phỏng IAEA (Khóa luận tốt nghiệp) Phân tích hệ thống an toàn trong lò phản ứng WWER1000 bằng phần mềm mô phỏng IAEA (Khóa luận tốt nghiệp) Phân tích hệ thống an toàn trong lò phản ứng WWER1000 bằng phần mềm mô phỏng IAEA (Khóa luận tốt nghiệp) Phân tích hệ thống an toàn trong lò phản ứng WWER1000 bằng phần mềm mô phỏng IAEA (Khóa luận tốt nghiệp) Phân tích hệ thống an toàn trong lò phản ứng WWER1000 bằng phần mềm mô phỏng IAEA (Khóa luận tốt nghiệp) Phân tích hệ thống an toàn trong lò phản ứng WWER1000 bằng phần mềm mô phỏng IAEA (Khóa luận tốt nghiệp) Phân tích hệ thống an toàn trong lò phản ứng WWER1000 bằng phần mềm mô phỏng IAEA (Khóa luận tốt nghiệp) Phân tích hệ thống an toàn trong lò phản ứng WWER1000 bằng phần mềm mô phỏng IAEA (Khóa luận tốt nghiệp) Phân tích hệ thống an toàn trong lò phản ứng WWER1000 bằng phần mềm mô phỏng IAEA (Khóa luận tốt nghiệp) Phân tích hệ thống an toàn trong lò phản ứng WWER1000 bằng phần mềm mô phỏng IAEA (Khóa luận tốt nghiệp) Phân tích hệ thống an toàn trong lò phản ứng WWER1000 bằng phần mềm mô phỏng IAEA (Khóa luận tốt nghiệp) Phân tích hệ thống an toàn trong lò phản ứng WWER1000 bằng phần mềm mô phỏng IAEA

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT KHOA KĨ THUẬT HẠT NHÂN TRẦN ĐĂNG KHOA – 1211538 PHÂN TÍCH HỆ THỐNG AN TỒN TRONG LỊ PHẢN ỨNG WWER-1000 BẰNG PHẦN MỀM MƠ PHỎNG IAEA KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP KĨ SƯ KĨ THUẬT HẠT NHÂN GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: TS TRỊNH THỊ TÚ ANH KHĨA 2012-2017 LỜI CẢM ƠN Để hồn thành khóa luận tốt nghiệp đạt được kết ngày hôm nay, xin cám ơn Ba Mẹ yêu thương, tin tưởng tạo điều kiện tốt cho đón lấy ánh sáng Tri thức Và thành Tri thức mà hoàn thành Em xin bày tỏ biết ơn đến Cô giáo hướng dẫn Tiến Sĩ Trịnh Thị Tú Anh tận tình hướng dẫn, giúp đỡ động viên truyền đạt vốn kiến thức quý báu tạo điều kiện thuận lợi cho em q trình học tập thực khóa luận Em xin gửi lời cám ơn đến quý Thầy, Cô Trường Đại học Đà Lạt, đặc biệt quý Thầy, Cô Khoa Khoa Kỹ Thuật Hạt Nhân Anh Trịnh Văn Cường ở Viện Nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt truyền đạt vốn kiến thức quý báu để em có móng kiến thức vững để thực đề tài nghiên cứu ngày hôm Qua chân thành cám ơn bạn lớp Kĩ Thuật Hạt Nhân K36 sát cánh năm học qua, dành tin tưởng, giúp đỡ tơi để có thểhồn thành tốt khóa luận tốt nghiệp TRẦN ĐĂNG KHOA i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi Những kết số liệu khóa luận chưa được cơng bố dưới hình thức Tơi hồn tồn chịu trách nhiệm trước Nhà trường cam đoan Đà Lạt, ngày 10 tháng 12 năm 2016 Sinh viên ii BẢNG DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Từ gốc Nghĩa ACP Automatic Power Control Điều khiển công suất tự động Control and Protection Màn hình điều khiển Screen bảo vệ Emergency Core Cooling Hệ thống làm mát khẩn System cấp EP Emergency Protection Bảo vệ khẩn cấp FA Fuel Assembly Bó nhiên liệu FWP FeedWater Pump Bơm nước cấp MCP Main Circulation Pump Bơm tuần hồn PP Preventive Protection Bảo vệ ngăn chặn PWR Pressurizer Water Reactor Lò phản ứng nước áp lực RCP Reactor Coolant Pump Như MCP Water Water Energy Kiểu lò phản ứng được Reactor thiết kế bởi Nga CPS ECCS WWER iii MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục tiêu đề tài Đối tượng, phạm vi khảo sát Phương pháp nghiên cứu Bố cục .2 CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ LÒ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN 1.1 Tổng quan lò phản ứng 1.1.1 Phản ứng phân hạch .3 1.1.2 Phân loại lò .4 1.2 Giới thiệu lò nước áp lực 1.3 Lò phản ứng WWER 1.3.1 Giới thiệu lò phản ứng WWER-1000 1.3.2 Cấu tạo lò phản ứng WWER-1000 1.3.2.1 Lò phản ứng: .7 1.3.2.2 Nhiên liệu vùng hoạt 1.3.2.3.Bình sinh 10 1.3.2.4 Bơm chất tải nhiệt lò phản ứng .11 1.4 Hệ thống an tồn lị phản ứng WWER-1000 11 1.4.1 Hệ thống làm mát khẩn cấp (ECCS) ở áp suất cao .11 1.4.2 Hệ thống bảo vệ vòng sơ cấp áp suất cao .11 1.4.3 Hệ thống làm nguội khẩn cấp theo kế hoạch 12 1.4.4 Phần thụ động hệ thống làm nguội khẩn cấp vùng hoạt 12 1.4.5 Hệ thống phun 12 1.4.6 Hệ thống khử khí- nước 13 1.4.7 Hệ thống bù khẩn cấp bình sinh 13 1.4.8 Hệ thống cung cấp nước kĩ thuật cho thiết bị 13 CHƯƠNG PHẦN MỀM MÔ PHỎNG IAEA SIMULATOR 15 2.1 Động học lò phản ứng hạt nhân 15 2.1.1 Độ phản ứng 15 2.1.2 Ảnh hưởng độ phản ứng đối với hoạt động lị phản ứng 16 2.1.3 Đặc tính trạng thái lị phản ứng vùng cơng suất nơtron khác .17 2.2 Phần mềm IAEA Simulator 18 iv 2.2.1 Khởi động phần mềm 18 2.2.2 Các hình hiển thị phần mềm IAEA Simulator .19 2.2.2.1 CPS ( Control and Protection Screen) 19 2.2.2.2 TAB .21 2.2.2.3 Màn hình 1C 22 2.2.2.4 Màn hình TK (Feed and bleed) .23 2.2.2.5 Màn hình TQ 24 2.2.2.6 Màn hình 2C 25 2.2.2.7 Màn hình GRP 26 2.2.2.8 Bảng tham số lò phản ứng (PAR) 27 2.2.2.9 Màn hình 3D 28 CHƯƠNG ĐÁNH GIÁ HỆ THỐNG AN TOÀN KHI XẢY RA CÁC SỰ CỐ DO BƠM .30 3.1 Lò phản ứng xảy SCRAM khôi phục lại công suất ban đầu 30 3.1.1 Lò phản ứng xảy SCRAM .30 3.1.2 Lò phản ứng khôi phục công suất 32 3.2 Thơng số lị xảy tai nạn liên quan đến máy bơm 35 3.2.1 Máy bơm số bị kẹt .36 3.2.1.1 Cách thực 36 3.2.1.2 Diễn biến cố 36 3.2.2 Một máy bơm bị hỏng ( máy bơm số 1) .40 3.2.2.1 Cách thực 40 3.2.2.2 Diễn biến tai nạn .41 3.2.3 Khi máy bơm nước cấp FWP-1 bị hỏng .45 3.2.3.1 Cách thực 45 3.2.3.2 Diễn biến 45 KẾT LUẬN 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO 49 v MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Hiện nay, lượng hạt nhân đóng vai trị quan trọng việc giải vấn đề lượng Thêm vào đó, lượng hạt nhân được đánh giá nguồn lượng sạch, giảm thiểu được hàm lượng khí nhà kính thải mơi trường Vì vậy, nhiều quốc gia đưa lượng hạt nhân vào để giải vấn đề lượng quốc gia Tuy nhiên, sau tai nạn Fukusima xảy vấn đề an tồn lị phản ứng được đặt lên hàng đầu để hạn chế rủi ro đối với môi trường cộng đồng xung quanh Do đó, hệ thống an tồn được phát triển nhà máy điện hạt nhân để đảm bảo an toàn hạt nhân nhà máy gặp cố tai nạn thiếu kinh nghiệm người vận hành từ môi trường bên ngồi Với lý đó, khóa luận nghiên cứu chức cách vận hành hệ thống an tồn bên lị phản ứng phần mềm mô IAEA, giúp cho người vận hành kĩ sư có được nhìn tổng quan cụ thể đối với hệ thống an toàn Từ đưa biện pháp để ngăn chặn hạn chế được rủi ro hậu tai nạn đối với cộng đồng mơi trường xung quanh lị phản ứng Mục tiêu đề tài Trình bày được phương pháp giúp lị phản ứng trở cơng suất ban đầu lị phản ứng xảy SCRAM Khảo sát khả hoạt động hệ thống an tồn lị phản ứng WWER1000 xảy cố tai nạn nghiêm trọng Đánh giá được khác cách phản hồi hệ thống an toàn đối với tai nạn khác Đối tượng, phạm vi khảo sát Đề tài nghiên cứu khóa luận được thực phạm vi lị phản ứng WWER-1000 tập trung tìm hiểu vần đề: Sự khác biệt WWER với lị PWR thơng thường Các thơng số lị phản ứng xảy tai nạn phản hồi hệ thống an toàn Phương pháp nghiên cứu Thu thập tài liệu làm sở lý luận cho đề tài nghiên cứu.Nghiên cứu tài liệu liên quan đến lò phản ứng WWER-1000 tài liệu liên quan đến phần mềm mô IAEA Mô tai nạn xảy liên quan đến máy bơm bên lò phản ứng WWER-1000 Bố cục Nội dung khóa luận được chia thành chương: Chương 1: Tổng quan lò phản ứng hạt nhân Chương 2: Phần mềm mô IAEA Simulator Chương 3: Đánh giá hệ thống an toàn xảy cố bơm Kết luận, tài liệu tham khảo CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ LỊ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN Lị phản ứng hạt nhân bao gồm thành phần nhiên liệu, chất làm chậm, chất làm mát phận khác để đảm bảo được trình phân hạch diễn từ tạo nên lượng điện cung cấp cho cộng đồng Có khoảng loại lò phản ứng được sử dụng giới loại lò chứng minh được khả độ an tồn, ví dụ lị PWR (Pressurizer Water Reactor) ,BWR (Boiling Water Reactor), PHWR (Pressurize Heavy Water Reactor) GCR (Gas Cooled Reactor) (Robin Chaplin, June 2015, tr.8) 1.1 Tổng quan lị phản ứng Hình 1.1 Cấu tạo lò phản ứng hạt nhân đơn giản 1.1.1 Phản ứng phân hạch Hình 1.2 Sơ đồ phản ứng phân hạch hạt nhân Lò phản ứng hạt nhân ( LPƯHN) hoạt động dựa phản ứng phân hạch Khi nơtron bắn phá hạt nhân U235, hạt nhân bị vỡ thành hai hạt nhân nhẹ hơn, kèm theo việc phát xạ gamma phát nơtron tự do, nơtron tự lại tiếp tục bắn phá hạt nhân khác để tạo phản ứng hạt nhân dây chuyền Cấu trúc LPƯHN bao gồm: nhiên liệu phân hạch, chất làm chậm, chất tải nhiệt, điều khiển, vành phản xạ, thùng lò, tường bảo vệ vật liệu cấu trúc khác Bảng 1.1: Các phận lị phản ứng, vật liệu sử dụng chức STT Bộ phận Vật liệu Chức Nhiên liệu U233 , U235, Pu239, Chất phân hạch Pu241 Chất làm chậm H2O, D2O, C, Be Giảm lượng nơtron nhanh thành nơtron nhiệt Chất tải nhiệt H2O, D2O, He, Na Tải nhiệt làm mát lò Thanh điều khiển Cd, B, Hf Vành phản xạ Như chất làm Giảm mát nơtron chậm Thùng lò Fe &S Tường bảo vệ Bê tông, H2O, Fe, Bảo vệ chống xạ Pb Các vật cấu trúc khác CO2, Điều khiển mức tăng giảm nơtron Chịu áp lực chứa toàn vùng hoạt Al, Fe, Zn, S Hỗ trợ cấu trúc lò 1.1.2 Phân loại lò Tùy thuộc vào việc sử dụng chất tải nhiệt, chất làm chậm cấu trúc lị chia thành loại lò bảng 1.2: 3.2 Thơng số lị xảy tai nạn liên quan đến máy bơm Khi lị hoạt động bình thường, áp suất SG 6.25 MPa mực nước SG dao động từ 223 – 225 mm Các thông số thay đổi xảy tai nạn liên quan đến máy bơm ví dụ kẹt máy bơm, máy bơm bị hỏng, máy bơm nước cấp bị hỏng Trong phần này, tác giả trình bày diễn biến lị phản ứng xảy tai nạn liên quan đến bơm độc lập hoạt động hệ thống an tồn lị phản ứng xảy tai nạn nêu Bảng 3.2 Thông số phận lị phản ứng trạng thái bình thường Đại lượng Giá trị Cơng suất nhiệt lị phản ứng ( Nt) 3037.3 MWt Nhiệt độ trung bình chất làm mát vòng sơ cấp ( T1) 301.92 0C Áp suất thùng lò ( P1) 159.32 ( kg/cm2) Áp suất vòng thứ cấp (P2) 60.35 (kg/cm2) Chu kì lị phản ứng (T) 999 ( giây) Nồng độ boron ( Cb) 7.544 (g/kg) Hoạt độ ( % k/k) Kq 1.27 Kv 1.75 35 Hình 3.4 Lị phản ứng trạng thái bình thường 3.2.1 Máy bơm số bị kẹt Dừng đột ngột bơm làm giảm lưu lượng chất tải nhiệt qua vùng hoạt khoảng 25% giá trị danh định Chế độ kẹt bơm tuần hoàn thuộc loại chế độ tai nạn cụm thiết bị lò phản ứng cố nghiêm trọng báo cáo phân tích an tồn 3.2.1.1 Cách thực Từ hình danh sách thí nghiệm (Hình 2.1) chọn D05” of MCP jam” sau chọn “Start” 3.2.1.2 Diễn biến cố Bảng 3.3 Diễn biến tai nạn máy bơm số bị kẹt Thời gian Cơng suất lị Sự kiện giây 100 Lị phản ứng bình thường 30 giây 99.98 Máy bơm bị kẹt 33 giây 99.2 Xuất tín hiệu cố hình 36 TAB 60 giây 91.3 Lưu lượng nước SG-1 thay đổi 300 giây 65 Lò hoạt động ổn định ở công suất 65% Thời điểm -29 giây: lị hoạt động ở trạng thái bình thường Thơng số bình sinh được giữ ổn định - Thời điểm 30 giây: Máy bơm số bị kẹt Lượng nước ban đầu bình sinh 224.5 mm Nhiệt độ ban đầu chân nóng chân lạnh ban đầu bình sinh số lần lượt 317.8 C 286.1 0C Thời điểm 33 giây: nhóm điều khiển số 10 nhanh chóng được nhúng vào lị Các nhóm cịn lại được giữ ngun Làm cho cơng suất lị giảm xuống cịn khoảng 99.2% Lượng nước bình sinh số giảm xuống nhanh chóng , cịn khoảng 198 mm Thời điểm 60 giây: cơng suất lị giảm 91.3 % Hệ thống điều khiển mức nước bình sinh số được kích hoạt để giúp cho mực nước SG-1 trở trạng thái bình thường Lượng nước lúc được phục hồi trở lại mực nước ban đầu khoảng 224 mm Nhiệt độ chân nóng chân lạnh bình sinh số lúc lần lượt 278.1 0C 276.10C Chênh lệch nhiệt độ chân nóng chân lạnh giảm làm cho trình phục hồi lượng nước bình sinh diễn nhanh chóng Thời điểm 300 giây: Khi cơng suất lị tiếp tục giảm nhanh hệ thống điều khiển bảo vệ lị phản ứng đưa lị hoạt động ổn định ở mức cơng suất 65% 37 Hình 3.5 Cơng suất lị phản ứng bơm tuần hoàn số bị kẹt Trong trường hợp này, tai nạn xảy vào thời điểm 30 giây khoảng 100 giây để công suất giảm xuống cịn 66% Sau đó, ACP trì cơng suất làm cho lò phản ứng hoạt động an tồn Hình 3.5 cho thấy ACP cơng cụ hữu hiệu để ổn định cơng suất Hình 3.6 Mực nước bình sinh 38 Hình 3.7 Hệ số điều khiển mực nước bình sinh Một yếu tổ quan trọng khác để giữ ổn định được mực nước ban đầu (224 mm) SG.Hai hình 3.6 3.7 thể mối quan hệ mực nước SG hệ số điều khiển mực nước SG-1 SG-2 Cụ thể là, mực nước SG-1 bắt đầu suy giảm hệ số điều khiển mực nước SG-1 tăng lên Ngoài ra, hệ số điều khiển mực nước SG-2 được giữ nguyên thay đổi không đáng kể mực nước SG-2 Điều giúp đảm bảo được trao đổi nhiệt bình sinh lị phản ứng làm cho lị phản ứng hoạt động bình thường ở mức cơng suất Vai trị hệ thống an tồn cố: Sự cố kẹt máy bơm cố nguy hiểm đối với an tồn lị phản ứng Khi MCP-1 bị kẹt, mực nước SG-1 giảm xuống 198 mm vòng 10 giây kể từ tai nạn xảy Hình 3.8 cho thấy mực nước SG-1 giảm xuống 198 mm vòng 10 giây kể từ lúc tai nạn xảy Khoảng thời gian khơng đủ cho việc sửa chữa ngun nhân tai nạn 39 Hình 3.8 Mực nước SG-1 thay đổi máy bơm số bị kẹt Nếu khơng có hệ thống EP, tai nạn MCP-1 bị kẹt làm giảm lượng nước làm mát vào lò phản ứng làm cho nhiệt độ vòng thứ cấp cơng suất lị phản ứng tăng lên Tuy nhiên, chênh lệch áp suất đầu đầu vào chất lỏng nhỏ 2.5 atm hệ thống EP làm cho tất nhóm điều khiển được đưa vào lò phản ứng Tuy nhiên, ACP cho phép lò phản ứng hoạt động an tồn ở mức 65% cách đưa nhóm điều khiển số 10 vào lị phản ứng Vị trí nhóm điều khiển số 10 lúc 30% so với đáy lị Nếu khơng có ACP cơng suất lò phản ứng giảm xuống vòng giây Bên cạnh đó, mực nước SG-1 198 mm, thay đổi hệ số điều khiển mực nước SG-1 suy giảm nhiệt độ chân nóng vịng làm cho mực nước SG-1 trở giá trị ban đầu (224 mm) Đầu tiên, hệ số điều khiển mực nước SG-1 1.4 ( mực nước lúc 224 mm) tăng lên 1.7 mực nước 198 mm Thêm vào đó,nhiệt độ chân nóng vòng giảm xuống 2940C giúp cho mực nước SG-1 trở lại giá trị ban đầu 3.2.2 Một máy bơm bị hỏng ( máy bơm số 1) Một máy bơm bị hỏng gây việc giảm lưu lượng chất tải nhiệt qua vùng hoạt lò phản ứng giảm tương ứng cơng suất lị Lúc này, việc phân tích điều kiện làm nguội vùng hoạt chế độ máy bơm bị hỏng được thực dựa sở xác định cơng suất nhiệt lị phản ứng, lưu lượng chất tải nhiệt qua vùng hoạt, áp suất chất tải nhiệt buồng dưới lò phản ứng, thay đổi nhiệt độ ở đầu vào hoạt 3.2.2.1 Cách thực 40 Trong cửa sổ danh sách thí nghiệm ( Hình 2.1) chọn “Rated state operation” “Start” 3.2.2.2 Diễn biến tai nạn Bảng 3.4 Diễn biến tai nạn máy bơm số bị hỏng Thời gian Cơng suất lị(%) Sự kiện giây 100 Lị hoạt động bình thường giây 99.99 Máy bơm số bị hỏng giây 99.99 Màn hình TAB hiển thị tín hiệu ( MCP trip) 10 giây 97.48 Bộ điều khiển cơng suất lị được kích hoạt 35 giây 86.5 Thông số SG-1 thay đổi phút 55 giây 59.89 Nhóm điều khiển số 10 được đưa vào lị khoảng 75 % Bộ điều khiển cơng suất lị ACP được kích hoạt phút giây - Các thơng số lị được đưa trạng thài ổn định Thời điểm từ -4 giây: lò hoạt động ở trạng thái bình thường Các thơng số lò phản ứng vòng sơ cấp được giữ ổn định - Thời điểm giây: máy bơm số bị hỏng Ngay sau đó, có tín hiệu máy bơm bị hỏng (MCP trip) hệ thống bảo vệ ngăn chặn (PP) được kích hoạt Tại thời điểm lượng nước bình sinh số bắt đầu suy giảm - Thời điểm 10 giây: Khi hệ thống bảo vệ ngăn chặn được kích hoạt để đảm bảo an tồn cho lị phản ứng, điều khiển công suất bắt đầu giảm công 41 suất lị xuống mức 66 % cơng suất ban đầu Ngồi nhóm điều khiển số 10 được nhúng vào lõi lò phản ứng - Thời điểm 35 giây, lượng nước bình sinh số giảm cịn 215 mm Lúc điều khiển mực nước bình sinh số bắt đầu hoạt động để điều chỉnh lượng nước bình sinh trở mực nước ban đầu, đảm bảo được q trình trao đổi nhiệt cho lị phản ứng - Thời điểm phút 25 giây, mực nước bình sinh trở lại với mực nước ban đầu có dấu hiệu gia tăng mực nước định mức điều chỉnh lượng nước tiếp tục hoạt động, hạn chế lượng nước bình sinh gia tăng mức cho phép - Thời điểm phút 55 giây, vị trí nhóm điều khiển số 10 30 % so với đáy lị Bộ điều khiển cơng suất tự động làm việc nhằm trì được cơng suất lị phản ứng ở mức 61% cơng suất ban đầu Hình 3.9 Cơng suất lị phản ứng bơm số bị hỏng Tai nạn MCP-1 xảy sau vận hành vài giây Tương tự tai nạn kẹt máy bơm số 1, cơng suất lị phản ứng giảm xuống 66% sau 90 giây Và cơng suất lị phản ứng được trì bởi ACP 42 Hình 3.10 Mực nước bình sinh Hình 3.11 Hệ số điều khiển mực nước bình sinh Hai hình 3.10 3.11 thể mối quan hệ mực nước bình sinh hệ số điều khiển mực nước bình sinh Một yếu tố ảnh hưởng đến việc trao đổi nhiệt lị phản ứng ổn định mực nước bình sinh Và hình thể mực nước bình sinh được điều khiển nào.Cụ thể hệ số điều khiển mực nước SG-1 tăng lên mực nước bình sinh bắt đầu giảm Sau cân hệ số điều khiển mực nước bình sinh số lại giảm để mực nước bình sinh số trở lại giá trị định mức ban đầu Bên cạnh đó, hệ số điều khiển mực nước bình sinh số khơng thay đổi nhiều mực nước bình sinh số được giữ ổn định 43 Vai trị hệ thống an tồn Tai nạn máy bơm bị hỏng làm cho bình sinh khơng được cung cấp đầy đủ nước cho việc trao đổi nhiệt lò phản ứng Tuy nhiên khác với tai nạn kẹt máy bơm,khi máy bơm số bị hỏng mực nước SG giảm từ từ máy bơm tiếp tục chạy theo quán tính nhờ bánh đà (X.A.Andrushenko et al 2012,tr.398) Hình 3.12 cho thầy sau tai nạn xảy mực nước SG-1 từ từ giảm xuống 198 mm Mất khoảng 18 giây để điều xảy Hình 3.12 Mực nước SG-1 thay đổi tai nạn máy bơm số bị hỏng Trong tai nạn hệ thống bảo vệ ngăn chặn số (PP-1) được kích hoạt tín hiệu hư hỏng bơm tuần hoàn “MCP trip” Trong hệ thống EP đưa tất nhóm điều khiển vào lị phản ứng PP-1 đưa số nhóm điều khiển vào lị phản ứng , ví dụ nhóm số 10 Vị trí nhóm điều khiển số 10 lúc khoảng 25% so với đáy lị.Cùng thời điểm điều khiển cơng suất (ROM) đồng thời được kích hoạt, đưa lị phản ứng hoạt động ổn định ở mức công suất 66 % cơng suất ban đầu Ngồi ra, điều khiển mực nước bình sinh giúp cho mực nước trì ở mực nước ở trạng thái bình thường Cụ thể mực nước giảm xuống khoảng 198 mm hệ số điều khiển tăng lên khoảng 1.7 , giúp mực nước bình sinh tăng lên mực nước tăng lên 230 mm hệ số điều khiển bắt đầu giảm xuống ( khoảng 0.3) giúp mực nước giảm xuống mức nước ban đầu 224 mm Bên cạnh đó, nhiệt độ chân nóng vịng giảm từ 3200C( lúc tai nạn xảy ra) xuống 2900C ( lúc mực nước SG-1 hồi phục) lí giúp cho mực nước SG-1 trở lại giá trị ban 44 đầu Để mực nước SG-1 trở lại giá trị ban đầu (224 mm) khoảng 10 giây 3.2.3 Khi máy bơm nước cấp FWP-1 bị hỏng 3.2.3.1 Cách thực Trong cửa sổ danh sách tập (Hình 2.1) chọn D04 “Trip of out of FWP” “Start” 3.2.3.2 Diễn biến Bảng 3.5 Diễn biến tai nạn máy bơm nước cấp số bị hỏng Thời gian ( s) Cơng suất (%) Sự kiện 100 Lị hoạt động bình thường 10 99.99 FWP-1 bị hỏng Tìn hiệu “TDFWP” xuất 11 14 58.27 CR nhóm được đưa vào lò 45 46.89 Mực nước SG giảm xuống dưới 215 mm 70 39 ACP được bật lên - Từ 0-9 giây: lị hoạt động bình thường Các thơng số lị phản ứng vịng sơ cấp ổn định - 10 giây: FWP-1 bị hỏng Ngay sau tín hiệu “TDFWP” xuất hình TAB - 14 giây: Nhóm điều khiển số được đưa vào lị Tín hiệu “CR drop” xuất làm cho hệ thống bảo vệ ngăn chặn được kích hoạt để hạn chế gia tăng cơng suất Bên cạnh đó,ROM bắt đầu đưa cơng suất lò mức 39% - 45 giây: mực nước bình sinh giảm xuống dưới 215 mm Bộ điều khiển mực nước bình sinh được kích hoạt - 70 giây: điều khiển cơng suất tự động ACP được kích hoạt nhóm điều khiển số 10 được đưa vào lị để trì cơng suất lị phản ứng 45 Hình 3.13 Cơng suất lò phản ứng bơm cấp nước số bị hỏng Điểm khác biệt đáng kể tai nạn kẹt máy bơm số , máy bơm số bị hỏng máy bơm nước cấp số bị hỏng tai nạn máy bơm nước cấp số bị hỏng cơng suất giảm xuống 50% vịng 10 giây Sau ACP ổn định mức cơng suất Hình 3.14 Mực nước bình sinh Bên cạnh đó, tai nạn ảnh hưởng tới mực nước SG Tất bình sinh khơng được cung cấp đầy đủ nước FWP-1 bị hỏng Tuy nhiên, điều khiển mực nước bình sinh tăng mực nước SG Vai trò hệ thống an tồn 46 Tín hiệu “TDFWP” xuất FWP bị hỏng hóc Sau AUU được kích hoạt Hệ thống AUU giảm cơng suất lị phản ứng cách điều chỉnh nhóm điều khiển số số 10 Nhóm điều khiển số được đưa hồn tồn vào lị phản ứng, nhóm điều khiển số 10 được đưa vào 50 % so với đáy lò Điều làm cho cơng suất lị phản ứng giảm xuống 45% vịng 10 giây Tín hiệu “CR drop” xuất nhóm điều khiển số được đưa vào lị phản ứng Điều làm cho hệ thống bảo vệ ngăn chặn số được kích hoạt làm hạn chế gia tăng cơng suất lị phản ứng PP-2 giúp giữ vị trí nhóm điều khiển số số 10 lần lượt ở vị trí % 50 % so với đáy lò Nếu khơng có hệ thống AUU PP-2, cơng suất lị phản ứng khơng được giảm nhiệt độ lị vượt giá trị cho phép đe dọa an tồn lị phản ứng Bên cạnh đó, ROM bắt đầu giảm cơng suất lị mức 39 % để đảm bảo an tồn cho lị phản ứng Hệ số điều khiển mực nước bình sinh bắtt đầu tăng lên mực nước bình sinh bắt đầu giảm Sau giảm xuống 39 %, hệ thống ACP được bật lên trì mức cơng suất Kết luận chương 3: Trong phần chương 3, tác giả thể được thông số thiết bị lò phản ứng xảy SCRAM cách thức giúp lò phản ứng trở trạng thái công suất ban đầu Trong phần chương 3, tác giả thực số thí nghiệm tai nạn xảy lò phản ứng bao gồm : tai nạn máy bơm số bị kẹt, tai nạn máy bơm số bị hỏng tai nạn máy bơm nước cấp số bị hỏng Nêu được diễn biến tai nạn thông số phận thiết bị lị phản ứng Phân tích được khả hoạt động đáp ứng hệ thống an toàn thụ động xảy tai nạn nêu 47 KẾT LUẬN Khóa luận tốt nghiệp thực đầy đủ nội dung đề ra, cụ thể: Khái quát vấn đề liên quan đến lị phản ứng; Tìm hiểu chi tiết loại lò nước áp lực, cụ thể lị WWER-1000 Từ hiểu được ngun lý hoạt động, động học lò phản ứng hạt nhân vận hành hệ thống an tồn lị WWER-1000; Tìm hiểu phần mềm mơ lị nước áp lực IAEA Simulator, chức phần mềm; Thực được thao tác làm xảy SCRAM đưa lị phản ứng trở lại cơng suất ban đầu Xây dựng số thực hành để đánh giá khả làm việc hệ thống an toàn xảy tai nạn máy bơm số bị kẹt, máy bơm số bị hỏng máy bơm nước cấp số bị hỏng Khóa luận xây dựng thực tập mơ hoạt động lị phản ứng hạt nhân VVER-1000 phần mềm IAEA Simulator với mong muốn giúp Thầy Cô Giảng viên bạn sinh viên theo học ngành hạt nhân có cách tiếp cận hình dung rõ ràng hoạt động nhà máy điện hạt nhân Diễn biến tai nạn được giới thiệu khóa luận khả đáp ứng hệ thống an tồn lị phản ứng giúp người sử dụng có được nhìn tổng quan tai nạn để đưa phương án tiếp cận với lò phản ứng hạt nhân thật 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO Dan Gabriel Cacuci (2010) Handbook of Nuclear Engineering Germany Experimental and design organization (2008) Reactor plant for NPP WWER-1000 IAEA (2011) WWER-1000 Reactor Manual (3rd ed.) Vienna,Austria Lê Thị Mỹ Vân.Mô số tham số hoạt động lị VVER-440 phần mềm PC2 Khóa luận tốt nghiệp K33 Ngơ Quang Huy (2004) Vật lý lị phản ứng hạt nhân NXB Đại học quốc gia Hà Nội Robin Chaplin (June 2015) Introduction to Nuclear Reactors X.A.Andrushenko & A.M.Aphrov & B.IU Vaciliev & V.N Genheralov & K.B Koxounov & IU.M Shemchenkov & V.Ph Ukraixev (2012) Người dịch : Nguyễn Đức Kim Nhà máy điện hạt nhân sử dụng lò phản ứng WWER-1000 Hà Nội, Việt Nam 49 ... 1975 hệ thống gồm bình sinh tịa nhà lò phản ứng Thiết kế lò phản ứng WWER-1000 bao gồm hệ điều khiển tự động, hệ thống an toàn thụ động hệ thống che chắn với số thiết kế lò phản ứng hạt nhân hệ. .. Tổng quan lị phản ứng Hình 1.1 Cấu tạo lò phản ứng hạt nhân đơn giản 1.1.1 Phản ứng phân hạch Hình 1.2 Sơ đồ phản ứng phân hạch hạt nhân Lò phản ứng hạt nhân ( LPƯHN) hoạt động dựa phản ứng phân. .. TỔNG QUAN VỀ LÒ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN 1.1 Tổng quan lò phản ứng 1.1.1 Phản ứng phân hạch .3 1.1.2 Phân loại lò .4 1.2 Giới thiệu lò nước áp lực 1.3 Lò phản ứng