Lò CANDU được trang bị hai hệ thống dập lò độc lập hoàn toàn và được thiết kế khác biệt về cơ chế hoạt động. Hai hệ thống dập lò này đều tự động, độc lập và không cần đến hệ thống cung cấp năng lượng. Mỗi hệ thống này đều có thể độc lập hoạt động để dập lò hoàn toàn chỉ trong 2-3 giây.
SDS#1 – Shutdown Rods
Là 32 thanh dập lò được chia thành 2 nhóm với thành phần chính là cadmium bọc trong vỏ thép, thực hiện nhiệm vụ hấp thụ neutron. Mỗi thanh thép này đồng tâm với một xilanh thép to hơn được cố định trong lõi lò [6].
Đường kính tối đa của những thanh này được thiết kế sao cho chúng có thiết kế chui lọt trong khoảng giữa của các ống áp lực (khoảng 113mm). Thanh dập được giữ hoàn toàn bên ngoài lõi lò bằng hệ nam châm điện từ và được thả vào trong lõi lò nếu nhận được tín hiệu tắt yêu cầu dập lò.
Độ phản ứng tương ứng của hệ thống thanh dập lò là -68mk. Thiết kế độ phản ứng cao như vậy để trong trường hợp thanh dập có hiệu suất mạnh nhất gặp trục trặc thì tổng độ phản ứng âm của các thanh còn lại vẫn đủ để dừng lò an toàn [3].
SDS#2 – Liquid Poison Injection System
Cách thứ hai để dập lò đó là tiêm gadolinium (gadolinium nitrate - GdNO3) dưới áp lực cao vào chất làm chậm thông qua 6 ống phun theo chiều ngang. Chất dập lò thường được giữ dưới áp suất cao trong các bồn chứa nằm bên ngoài lõi lò. Trong điều kiện cần sử dụng đến SDS#2, các van tốc độ cao được mở ra để chất dập được tiêm trực tiếp vào lõi lò. Điều này cho phép chất dập được phân tán nhanh trong toàn bộ thể tích của lõi lò.
Lò phản ứng cải tiến ACR-1000
ACR-1000 là thiết kế chính của thế hệ III+ với nhiều điểm thay đổi so với các thiết kế CANDU trước đó. Sự thay đổi chính nằm ở việc sử dụng nước nhẹ làm chất tải nhiệt thay vì nước nặng. Việc làm này cho phép thay thế vòng nước sơ cấp, không phải tốn kém nhiều như khi sử dụng nước nặng ở vòng nước này.
Thiết kế ACR-1000 chỉ cần lượng nước nặng bằng khoảng 1/3 so với lượng yêu cầu trong các thiết kế CANDU đời đầu. Ưu điểm nữa là loại lò này cũng loại bỏ sự sản sinh của tritium trong vòng nước sơ cấp – điều mà các thế hệ lò CANDU trước đều gặp phải. Tuy nhiên, thiết kế này cũng đòi hỏi sử dụng nhiên liệu uranium làm giàu nhẹ (khoảng 1-2%) nhằm gia tăng tỉ số đốt. Theo thiết kế ACR, các bó nhiên liệu có thể được khai thác lâu hơn trong lõi lò, lượng chất thải cũng giảm xuống chỉ còn 1/3 so với trước kia. Ngoài ra thì các ưu điểm đặc hữu của thiết kế CANDU đều được giữ lại. Xét rộng hơn, ACR sở hữu thiết kế cho phép giảm đáng kể vốn và giá thành duy trì hoạt động (chỉ tốn khoảng 60% so với các loại lò nước nặng hiện tại). Vòng đời lên đến 60 năm cho phép giảm giá bán điện xuống hơn nữa so với giá trị khai thác thấp ở các thiết kế CANDU ban đầu. Công suất dự kiến ACR đạt 90% nhờ vào dòng hơi áp suất cao hơn, nhiệt ra cao hơn và turbine được cải tiến.
Các đặc điểm cải tiến của thế hệ lò ACR-1000 [2]:
Ống áp lực cải tiến giúp tăng 50% năng lượng lò so với lò CANDU-6 cùng kích thước lõi. Cải thiện hiệu năng nhiệt động lực thông qua các turbine áp lực loại mới (13Mpa ở vòng sơ cấp, 7MPa ở đầu hơi ra).
Chất tải nhiệt là nước nhẹ áp suất cao cũng đóng vai trò chất điều chỉnh độ phản ứng.
Giảm chất thải từ nhiên liệu (hơn 60%).
Giảm lượng nước nặng cần dùng.
Sử dụng nhiên liệu uranium làm giàu nhẹ (1-2%) để tăng thời gian đốt của nhiên liệu và giảm chất thải.
Vòng đời của lò lâu hơn (60 năm), thời gian hoạt động giữa những đợt bảo trì lâu hơn (3 năm).
Nhà chứa cải tiến, được bổ sung và cải thiện hệ thống an toàn thụ động.
Các bó nhiên liệu đơn giản hoá và tiết kiệm chi phí.
Mặc dù có rất nhiều cải tiến đem lại ưu điểm vượt trội so với thế hệ thiết kế tiền nhiệm, ACR-1000 vẫn giữ nhiều đặc điểm thiết kế đặc trưng của lò nước nặng CANDU như lõi lò dạng trụ nằm ngang với các ống nhiên liệu áp lực; chất làm chậm nước nặng được giữ ở nhiệt độ thấp và áp suất thấp, tách biệt với vòng nước sơ cấp, với hệ thống làm mát dự phòng; hai hệ thống dập lò nhanh độc lập; đa dạng trong việc lựa chọn nhiên liệu…
CHƯƠNG 2. GIỚI THIỆU PHẦN MỀM MÔ PHỎNG CANDU-9 COMPACT SIMULATOR
Tổng quan phần mềm CANDU-9 Compact Simulator
Phần mềm CANDU-9 Compact Simulator nguyên mẫu được phát triển bởi Viện năng lượng nguyên tử Canada (AECL) dựa trên hiển thị của hệ thống điều khiển thực tế dành cho thế hệ lò CANDU-9. Phần mềm này được dùng cho mục đích phục vụ nghiên cứu và học tập về điều khiển lò.