- Khối điều khiển bơm cấp nước làm mát (Hình 4.3)
Hình 4.3: Sơ đồ khối điều khiển bơm cấp nước - Khối điều khiển hệ thống tiêm nước cấp cao áp (Hình 4.4)
- Khối điều khiển hệ thống cấp nước thấp áp (Hình 4.5)
Hình 4.5: Sơ đồ khối điều khiển hệ thống tiêm nước thấp áp - Khối điều khiển van điều khiển đường hơi chính (Hình 4.6)
Hình 4.6: Sơ đồ khối điều khiển van điều chỉnh đường hơi chính - Khối điều khiển van xả đường hơi chính (Hình 4.7)
Hình 4.7: Sơ đồ khối điều khiển van xả đường hơi chính
Các khối điều khiển này được hình thành từ các tham số điều khiển và các trip. Các tham số điều khiển xác định các tham số cần thiết để kích hoạt các hệ thống an tồn và hệ thống bảo vệ, sau đó các trip so sánh với giá trị này với các điểm thiết lập của các hệ thống an toàn và hệ thống bảo vệ, khi các giá trị này đạt tới các giá trị thiết lập thì các tín hiệu kích hoạt được phát ra nhằm kích hoạt hoạt động của các hệ thống bảo vệ và hệ thống an tồn. Có 2 loại trip là trip lơ- gic và trip biến thiên [4].
4.2. Phân tích sự cố vỡ ống bình sinh hơi
Sự cố vỡ ống bình sinh hơi được mơ phỏng như sau:
Mô phỏng được tiến hành trong 1000 giây cho sự cố vỡ ống, ở tại thời điểm 0 giây thì xảy ra sự cố vỡ đơi một ống của bình sinh hơi với kích thước vết vỡ là 0,01 m2.
Diễn biễn của mơ phỏng sự cố được dự đốn bởi RELAP 5 như sau:
- Sau khi xảy ra sự cố, do chênh lệch áp suất nước từ vòng sơ cấp rò rỉ qua vòng thứ cấp với vận tốc lên cỡ 570 kg/s như trong Hình 4.8.
Hình 4.8: Lưu lượng dòng qua vết vỡ
- Dòng rò rỉ làm cho áp suất vòng sơ cấp giảm từ 15,72 MPa xuống đến 7,8 MPa sau 250 giây như trong Hình 4.9.
Hình 4.9: Áp suất vịng sơ cấp
- Khi áp suất giảm xuống dưới 14,55 MPa hệ thống dập lị được kích hoạt do tín hiệu áp suất thấp ở vịng sơ cấp, cơng suất nhiệt của lị giảm nhanh từ 3000 MWt xuống còn khoảng 200 MWt như trong Hình 4.10.
- Tín hiệu dừng bơm được kích hoạt ngay sau khi dập lị do đó lưu lượng dòng chất làm mát qua các bơm nước cấp chính giảm cực nhanh từ cơng suất bơm danh định Hình 4.11.
Hình 4.11: Lưu lượng dịng qua các bơm nước cấp
- Tại thời điểm 2,3 giây sau khi dừng lị, van cơ lập bình sinh hơi được kích hoạt đồng thời ngừng bơm nước cấp, lưu lượng bình sinh hơi giảm cực nhanh từ giá trị 1600 kg/s xuống còn 0 kg/s thể hiện trong Hình 4.12.
Hình 4.12: Lưu lượng đường hơi chính sau khi xảy ra sự cố
- Do van cơ lập sinh hơi đóng dẫn đến áp suất bình sinh hơi tăng nhanh do đó tín hiệu van xả bình sinh hơi được kích hoạt làm cho lưu lượng hơi qua van xả bình sinh hơi tăng vọt từ giá trị 0 kg/s lên tới 621 kg/s, sau đó tiếp tục tăng giảm phụ thuộc vào q trình đóng mở của van xả bình sinh hơi Hình 4.13. Đối với những bình sinh hơi nguyên vẹn lưu lượng hơi qua van xả bình sinh hơi thay đổi phụ thuộc vào mỗi van đóng/mở van như mơ tả trong Hình 4.13. Sự thay đổi về áp suất của bình sinh hơi được thể hiện trong Hình 4.13.
Hình 4.13: Áp suất bình sinh hơi ở bình xảy ra vỡ ống và bình nguyên vẹn Từ hình vẽ ta có thể quan sát được áp suất của bình sinh hơi xảy ra vết vỡ Từ hình vẽ ta có thể quan sát được áp suất của bình sinh hơi xảy ra vết vỡ và áp suất của những bình nguyên vẹn. Đối với bình sinh hơi xảy ra vết vỡ (đường đồ thị p-404010000), áp suất ban đầu tăng vọt từ giá trị ban đầu 6,71 MPa đến giá trị 8,69 MPa do van cơ lập bình sinh hơi được kích hoạt, sau đó tại thời điểm 23 giây do có tín hiệu kích hoạt van xả hơi nên áp suất giảm mạnh về mức 7,1 MPa, sau đó có sự thăng giáng phụ thuộc vào việc van xả hơi đóng hay mở. Đối với bình sinh hơi nguyên vẹn (đường đồ thị p-104010000) tại thời điểm ban đầu, do van cơ lập bình sinh hơi được kích hoạt dẫn tới áp suất trong bình sinh hơi nguyên vẹn tăng lên, do thăng giáng phụ thuộc vào việc đóng và vở van xả an tồn, rồi giảm dần theo thời gian về mốc 6,0 MPa.
- Khi áp suất vòng sơ cấp nhỏ hơn 10,8 MPa, hệ thống tiêm nước cao áp được kích hoạt nhằm bơm nước làm mát vào vùng hoạt bù lại lượng chất tải nhiệt đã bị thất thốt như Hình 4.14.
Hình 4.14: Lưu lượng nước cấp bởi hệ thống tiêm nước cao áp
Từ Hình 4.14 ta có thể thấy, lưu lượng nước làm mát được hệ thống tiêm nước cao áp tăng vọt lên đến giá trị 43 kg/s sau khi hệ thống được kích hoạt và dao động nhỏ xung quanh giá trị này.
- Hình 4.15 thể hiện nhiệt độ tại tâm (đường Httemp-845000801) và bề mặt của nhiên liệu (đường Httemp-845000808).
Từ hình vẽ ta có thể thấy sau khi dập lò nhiệt độ thanh nhiên liệu giảm mạnh trong 20 giây đầu, tuy nhiên lúc này nhiệt phân rã vẫn cịn nhiều, sau đó nhiệt độ giảm dần về mức 550 K tại thời điểm 1000 giây sau khi xảy ra sự cố. Như vậy sau khi xảy ra sự cố vỡ ống, nhiệt độ nhiên liệu vẫn được duy trì ở dưới giới hạn nóng chảy của thanh nhiên liệu.
4.3. Kết luận
Theo các kết quả của phân tích cho thấy sau khi xảy ra sự cố các hệ thống bảo vệ và hệ thống an tồn đã được kích hoạt nhằm đảm bảo việc làm mát lâu dài và nhiệt độ nhiên liệu vẫn được duy trì ở dưới giới hạn nóng chảy.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Luận văn này đã nêu ra được:
- Các vấn đề cơ bản của sự cố vỡ ống bình sinh hơi, nguyên nhân và cách giảm thiểu sự cố.
- Xem xét phân loại sự cố vỡ ống bình sinh hơi của các cơ quan pháp quy các nước từ đó xét sự cố vỡ ống bình sinh hơi là sự cố cần phải được đánh giá phân tích an tồn.
- Đưa ra được thơng tin về lị phản ứng VVER-1000, đưa ra được các điều kiện ban đầu, điều kiện biên, sự kiện khởi đầu của sự cố vỡ ống bình sinh hơi cho lị VVER-1000.
- Nghiên cứu và đưa ra mơ hình mơ phỏng bình sinh hơi bằng chương trình RELAP 5.
Việc áp dụng chương trình tính tốn thủy nhiệt RELAP 5 cho sự cố vỡ ống bình sinh hơi lị VVER-1000 với các điều kiện ban đầu, điều kiện biên, sự cố khởi phát đã được thực hiện trong luận văn. Kết quả của phân tích cho thấy sau khi xảy ra sự cố các hệ thống bảo vệ và hệ thống an toàn đã được kích hoạt nhằm đảm bảo việc làm mát lâu dài, và nhiệt độ nhiên liệu được duy trì dưới nhiệt độ nóng chảy.
Hướng các nghiên cứu tiếp theo kết quả nghiên cứu cho Luận văn này là trường hợp có sai hỏng đơn lẻ để đánh giá tính dự phịng, đa dạng của hệ thống bảo vệ. Đặc biệt, trong quá trình sử dụng Chương trình tính tốn thủy nhiệt RELAP5 để phân tích an tồn cho lị VVER-1000.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Fletcher C. D., Schultz R. R. (1995), RELAP5/MOD3 CODE MANUAL, Vol. V. User’s Guidelines.
2. IAEA (2004), Status of advanced light water reactor design, Austria.
3. Lamarsh J. R. (1996), Theory of nuclear reactors, American Nuclear Society. 4. Neil E. Tpdreas, Mujid S. Kazimi (1990), Nuclear systems I-Thermal
Hydraulic Fundamentals, America.
5. Nematollahi M. R., Mozaffari M. A. (2007), Typical steam generator tube rupture (SGTR) effect on thermo-hydraulic parameters of VVER-1000 primary loop, Engineering school of Shiraz University.
6. US Department of Energy (2002), VVER-1000 Coolant Transient Benchmark, Vol. I. Main Coolant Pump.
PHỤ LỤC
=SGTR
*m: SNAP: Symbolic Nuclear Analysis Package, Version 2.2.2, January 02, 2013
*m: PLUGIN: RELAP Version 4.3.0 *m: CODE:RELAP5 Version 3.3 * Model Options * ****************************** * type state 100 restart transnt * option 101 run * iunits ounits 102 si si 103 -1
* tend minstep maxstep copt pfreq majed rsrtf 201 200.0 1.0e-6 0.01 7 100 100 100 *******************************
* Variable Trips *
*******************************
* var param r var param acon l 402 time 0 lt null 0 0.0 n 530 time 0 ge null 0 0.0 n ************************************* * Hydraulic Components * ************************************* * name type
0010000 "Breach" valve
* from to area 0010101 421030003 401010001 0.01 * fwd. loss rev. loss efvcahs 0010102 0.0 0.0 100 * discharge thermal 0010103 1.0 0.14 * flow vl vv unused 0010201 0 0.0 0.0 0.0 * type 0010300 trpvlv * trip 0010301 530 * name type 8240000 "make-up" tmdpjun
* from to area jefvcahs 8240101 823010001 825010001 3.01907e-3 0 * control trip alpha num 8240200 1 402 cntrlvar 11 * srch mfl mfv unused 8240201 -1.0 0.0 0.0 0.0 8240202 0.0 22.146 0.0 0.0 8240203 6.0 22.146 0.0 0.0 8240204 8.37 22.146 0.0 0.0 8240205 8.4 19.146 0.0 0.0 8240206 8.45 17.146 0.0 0.0
8240208 8.65 12.38 0.0 0.0 8240209 8.77 8.19 0.0 0.0 8240210 8.82 7.5 0.0 0.0 8240211 8.9 4.19 0.0 0.0 8240212 9.0 0.0 0.0 0.0 8240213 12.75 0.0 0.0 0.0 * name type 8270000 "drain-l" tmdpjun
* from to area jefvcahs 8270101 826010002 828010001 3.0191e-3 0 * control trip alpha num
8270200 1 402 cntrlvar 11 * srch mfl mfv unused 8270201 -1.0 0.0 0.0 0.0 8270202 3.5 0.0 0.0 0.0 8270203 4.0 1.18 0.0 0.0 8270204 4.5 1.17 0.0 0.0 8270205 5.0 1.17 0.0 0.0 8270206 5.5 1.16 0.0 0.0 8270207 6.0 1.18 0.0 0.0 8270208 6.5 1.417 0.0 0.0 8270209 7.0 1.567 0.0 0.0 8270210 7.4 1.8 0.0 0.0 8270211 7.9 2.306 0.0 0.0 8270212 8.57 6.717 0.0 0.0 8270213 8.67 7.323 0.0 0.0
8270215 8.85 12.145 0.0 0.0 8270216 9.0 17.383 0.0 0.0 8270217 9.2 22.771 0.0 0.0 8270218 12.75 22.771 0.0 0.0 .