Thành phần
thủy động Card Mô tả
SNGLVOL
CCC0101- 0109 Dữ liệu thể tích theo trục x CCC0111 Giá trị mơ hình trạng thái nội
CCC0131 Giá trị cộng thêm ma sát với trường CCC0181 – 0189 Giá trị thể tích theo trục y
CCC0200 Điều kiện ban đầu của khối đơn
TMDPVOL
CCC0101 - 0109 Hình học thể tích
CCC0200 Từ thuộc tính điều khiển dữ liệu CCC0201 – 0209 Dữ liệu thể tích
SNGLJUN
CCC0101 – 0109 Dữ liệu về hình học mặt nối CCC0110 Dữ liệu về đường kính mặt nối
CCC0111 Dữ liệu về mất dạng
CCC0201 Điều kiện ban đầu của mặt nối
TMDPJUN
CCC0101 Dữ liệu về hình học
CCC0200 Từ thuộc tính điều khiển dữ liệu CCC0201 – 0299 Dữ liệu của mặt nối
PIPE
CCC0001 Thông tin về ống
CCC0101 – 0199 Diện tích mặt cắt theo trục x CCC0201 – 0299 Diện tích mặt cắt của mặt nối CCC0301 – 0399 Chiều dài theo trục x
CCC0401 – 0499 Dữ liệu thể tích
CCC0501 – 0599 Góc nghiêng thể tích khối CCC0601 – 0699 Góc phương vị thể tích khối CCC0701 – 0799 Thay đổi theo trục x
CCC0801 – 0899 Dữ liệu ma sát với tường theo trục x CCC0901 – 0999 Hệ số ma sát mặt nối
CCC1001 – 1099 Cờ điểu khiển thể tích theo trục x CCC1101 – 1199 Cờ điều khiển mặt nối
CCC1201 – 1299 Điều kiện ban đầu thể tích
CCC1300 Từ điểu khiển điều kiện ban đầu mặt nối
CCC1301 – 1399 Điều kiện ban đầu mặt nối CCC1401 – 1499 Dữ liệu đường kính mặt nối CCC1601 – 1699 Diện tích mặt cắt theo trục y CCC1701 – 1799 Diện tích mặt cắt theo trục z CCC1801 – 1899 Chiều dài theo trục y
CCC1901 – 1999 Chiều dài theo trục z CCC2001 – 2099 Mật độ ban đầu của Bo CCC2101 – 2199 Sự thay đổi theo trục y CCC2201 – 2299 Sự thay đổi theo trục z
CCC2301 – 2399 Dữ liệu ma sát thể tích theo trục y CCC2401 – 2499 Dữ liệu ma sát thể tích theo trục z CCC2501 – 2599 Dữ liệu ma sát cộng thêm tường CCC2701 – 2799 Cờ điểu khiển theo trục y
CCC2801 – 2899 Cờ điểu khiển theo trục z CCC3001 – 3099 Dữ liệu mất mát của mặt nối CCC3101 – 3199 Giá trị mơ hình nội
ANNULUS
CCC0101 – 0199 Diện tích mặt cắt theo trục x CCC0201 – 0299 Diện tích mặt cắt của mặt nối CCC0301 – 0399 Chiều dài theo trục x
CCC0401 – 0499 Dữ liệu thể tích khối CCC0501 – 0599 Góc nghiêng thể tích khối CCC0601 – 0699 Góc phương vị thể tích khối CCC0701 – 0799 Thay đổi theo trục x
CCC0801 – 0899 Dữ liệu ma sát với tường theo trục x CCC0901 – 0999 Hệ số ma sát mặt nối
CCC1001 – 1199 Cờ điểu khiển thể tích theo trục x CCC1101 – 1199 Cờ điều khiển mặt nối
CCC1201 – 1299 Điều kiện ban đầu thể tích khối
CCC1300 Từ điểu khiển điều kiện ban đầu mặt nối
CCC1301 – 1399 Điều kiện ban đầu mặt nối CCC1401 – 1499 Dữ liệu đường kính mặt nối CCC1601 – 1699 Diện tích mặt cắt theo trục y CCC1701 – 1799 Diện tích mặt cắt theo trục z CCC1801 – 1899 Chiều dài theo trục y
CCC1901 – 1999 Chiều dài theo trục z CCC2001 – 2099 Mật độ ban đầu của Bo
CCC2201 – 2299 Sự thay đổi theo trục z
CCC2301 – 2399 Dữ liệu ma sát thể tích theo trục y CCC2401 – 2499 Dữ liệu ma sát thể tích theo trục z CCC2501 – 2599 Dữ liệu ma sát cộng thêm tường CCC2701 – 2799 Cờ điểu khiển theo trục y
CCC2801 – 2899 Cờ điểu khiển theo trục z CCC3001 – 3099 Dữ liệu mất mát của mặt nối CCC3101 – 3199 Giá trị mơ hình nội
BRANCH
CCC0001 Thông tin về thành phần phân nhánh CCC0101 – 0199 Dữ liệu thể tích theo trục x
CCC0301 Giá trị bổ sung ma sát với trường CCC0181 – 0189 Dữ liệu thể tích theo trục y
CCC0191 – 0199 Dữ liệu thể tích theo trục z CCC0200 Điều kiện ban đầu của thể tích CCCN101 – N109 Hình học mặt nối
CCCN110 Bán kính mặt nối
CCCN112 Dữ liệu biến dạng mặt nối CCCN201 Điều kiện ban đầu mặt nối
3.2.6. Dữ liệu cấu trúc nhiệt
Trong RELAP5, mơ hình cấu trúc nhiệt có tại các thành phần chất rắn dẫn nhiệt như: vỏ bình sinh hơi, vỏ thùng lò, hệ thống ống dẫn nước sơ cấp và thứ cấp, thanh nhiên liệu… Mọi thành phần thủy động đều được gán với một cấu trúc nhiệt tại biên như: nước trong vòng sơ cấp chảy trong ống dẫn nước vòng
sơ cấp, nước chứa trong bình sinh hơi, nước chứa trong bình điều áp… Do vậy, mỗi cấu trúc thủy động đều có tương ứng một cấu trúc nhiệt.
Mỗi cấu trúc nhiệt đều liên kết với mỗi thẻ thuộc tính của cấu trúc nhiệt. Trong thẻ thuộc tính cấu trúc nhiệt chứa các thơng tin về nhiệt động của hệ như: hệ số dần nhiệt, nhiệt dung riêng… tương ứng như là vật liệu làm nên cấu trúc nhiệt đó.
Các đặc trưng của cấu trúc nhiệt là:
+ Hình học cấu trúc nhiệt: Rectangular, Cylindrical and Spherial;
+ 2-D Heat Conduction during Reflood;
+ Dữ liệu vào: Geometric, Data, MeterailcComposition, Source Distribution, Fuel Gap Conductance and Deformation Data…;
+ Các điều kiện biên: Insulated, Convective, Twall, Tfluid, q”wall…;
+ Hình học truyền nhiệt đối lưu: Pipe, Bundle, Plate…
Các cấu trúc nhiệt được phân chia thành các mắt lưới với các lưới điểm. Khi cung cấp các điều kiện ban đầu và điều kiện cùng các thông số nhiệt động chương trình RELAP5 sẽ được tính tốn nhiệt độ tại các điểm lưới.
Hình 3.2: Cách chia mắt lưới trong cấu trúc nhiệt
Các thông tin về cấu trúc nhiệt được mô tả trong các card được đưa ra trong Bảng 3.3
Card Mô tả
1CCCG000 Thông tin tổng quan về cấu trúc nhiệt
1CCCG000 Xóa bỏ cấu trúc nhiệt trong bài toán RESTART
1CCCG001 Dữ liệu GAP
1CCCG003 Điều khiển ma sát chất lỏng và kim loại
1CCCG004 Điều chỉnh mơ hình biến dạng vỏ thanh nhiên liệu 1CCCG011 – G099 Dữ liệu biến GAP
1CCCG100 Cờ mắt lưới cấu trúc nhiệt 1CCCG101 – G199 Thông tin về lưới mắt nội
1CCCG201 – G299 Dữ liệu thành phần cấu trúc nhiệt 1CCCG300 Cờ báo sản phẩm phân rã nhiệt 1CCCG301 – G399 Dữ liệu nguồn nhiệt
1CCCG400 Cờ mô tả khai báo nhiệt ban đầu 1CCCG401 – G499 Dữ liệu khai báo nhiệt độ ban đầu 1CCCG501 G599 Điều kiện bên trái
1CCCG601 – G699 Điều kiện bên phải 1CCCG701 – G799 Dữ liệu nguồn
1CCCG800 Thuộc tính thêm vào bên trái 1CCCG801 – G899 Định dạng việc thêm vòa bên trái 1CCCG900 Thuộc tính thêm vào bên phải 1CCCG901 – G999 Định dạng việc thêm vịa bên phải
3.2.7. Thuộc tính nhiệt của cấu trúc nhiệt
Card thuộc tính nhiệt của cấu trúc nhiệt được yêu cầu card 1CCCGXNN được nhập. Nghĩa là, mỗi cấu trúc nhiệt đều phải tham chiếu tới một card mơ tả thuộc tính nhiệt của cấu trúc nhiệt đó. Mỗi thành phần số được nhập trong card 1CCCG201 – 1CCCG299 có dạng MMM tham chiếu tới thuộc tính nhiệt mơ tả ở card 201MMMNN tương ứng.
Các card input của thuộc tính nhiệt là :
201MMM00 - Định dạng dữ liệu và khai báo kiểu thành phần.
Cấu trúc thẻ đầu vào: 201MMM00 W1 W2 W3
W1: Kiểu vật liệu, thuộc tính nhiệt cho 4 kiểu vật liệu sau được lưu trữ cùng chương trình: Carbon steel (C – STEEL), Stainless steel (S – STEEL), Uranium dioxide (UO2), và Ziconium (ZR). Nếu là vật liệu khác thì nhập TBL/FCTN và khai báo từ tiếp theo.
W2: Định dạng hệ số dẫn nhiệt.
Nhập 1 nếu bảng chứa nhiệt độ và hệ số dẫn nhiệt được nhập; Nhập 2 nếu hệ số dẫn nhiệt đươc nhập dưới dạng hàm của nhiệt độ; Nhập 3 nếu mơ hình dẫn nhiệt qua kẽ hở được sử dụng;
W3: Cờ khai báo nhiệt dung riêng
201MMM01 - 49 - Khai báo hệ số dẫn nhiệt.
Như trình bày trong card 201MMM00 hệ số dẫn nhiệt được khai báo qua 4 cách:
+ Cách 1: Hệ số dẫn nhiệt là hằng số:
Cấu trúc thẻ đầu vào: 201MMM01 – 49 W1 W1: hệ số dẫn nhiệt (W/m.K, Btu/s.ft.oF)
Trường hợp này áp dụng khi W2 (201MMM00) là 1; + Cách 2: hệ số dẫn nhiệt phụ thuộc vào nhiệt độ:
W2: hệ số dẫn nhiệt (W/m.K, Btu/s.ft.oF) là 1; + Cách 3: hệ số dẫn nhiệt là hàm của nhiệt độ: Cấu trúc thẻ đầu vào: 201MMM01 – 49 W1 - W9
Hệ số dẫn nhiệt:
K = A0 + A1 *TX + A2*TX**2 + A3 *TX **3 + A4*TX**4 + A5*TX**( -1 ) Với TX = T – C và “ **” là lũy thừa
W1: nhiệt độ giới hạn dưới W2: nhiệt độ giới hạn trên W3 – W8 : các hệ số A0 – A5 W9: hệ số C
Trường hợp này áp dụng khi W2 (201MMM00) là 2; + Cách 4: thành phần mol chất khí:
Cấu trúc thẻ đầu vào: 210MMM01 - 49 W1 W2
W1: Tên chất khí: HELIUM, ARGON, KRYPTON, XENON, NITROGEN, HYDROGEN và OXYGEN
W2: tỉ lệ mol phân tử
Trường hợp này áp dụng khi W2 là 3;
201MMM51 – 59 - Khai báo nhiệt dung riêng của vật liệu
- Cách 1: nhiệt dung riêng là hằng số, trường hợp này áp dụng khi W3 (201MMM00) l là 3;
Cấu trúc thẻ đầu vào: 201MM59 - 99 W1 W1: nhiệt dung riêng
- Cách 2: nhiệt dung riêng phụ thuộc nhiệt độ theo bảng (tương tự hệ số dẫn nhiệt).
- Cách 3: nhiệt dung riêng chỉ là hàm của nhiệt độ (tương tự hệ số dẫn nhiệt).
3.2.8. Thành phần điều khiển hệ thống
Có hai kiểu card input được sử dụng cho trường hợp này là 205CCCNN hoặc 205CCCN
Card 20500000 - Khai báo kiểu điều khiển
Cấu trúc thẻ đầu vào: 20500000 W1
W1: là 999 nếu sử dụng card dạng 205cccnn hay 9999 nếu sử dụng card 205CCCCN.
Card 205CCC00 hay 205CCCC0 – Kiểu card điều khiển.
Card 205CCC01 – CCC98 hay 205CCCC1 - CCCC8 khai báo dữ liệu của
thành phần điều khiển.
3.2.9. Dữ liệu động học lị
Trong chương trình RELAP5, mơ hình tốn học của động học lị được sử dụng là mơ hình động học lị điểm. Mơ hình động học lò điểm thường xuyên được sử dụng trong bài tốn phân tích thủy nhiệt của là phản ứng. Do đó, các card input khai báo về các thơng tin động học lị điểm thường phải có trong file input.
Các card cần thiết phải thông báo thông tin về động học là khi chúng ta sử dụng mơ hình động học lị điểm trong bài tốn là:
Card 30000000 – Khai báo thông tin về kiểu động học lị.
Thơng tin này bắt buộc phải khai báo khi sử dụng động học lò điểm trong bài toán
Cấu trúc thẻ đầu vào 30000000 W1 W2
W1: kiểu động học là là POINT nếu sử dụng mơ hình động học lị điểm và sử dụng DELETE trong bài toán RESTART.
W2: Kiểu phản hồi, có thể sử dụng các kiểu phản hồi sau :
SEPARABL, TABLE3, TABLE4, TABLE3A hay TABLE4A nếu khơng được nhập chương trình sẽ sử dụng tham số mặc định là SEPARABL.
W1: Kiểu phân rã của các sản phẩm phân hạch, nhập NO – GAMMA nếu khơng tính tốn đến sự phân rã của các sản phẩm phan hạch. GAMMA – AC cho tính tốn cả sự phân rã của các sản phẩm phân hạch và sự phân rã hóa học.
W2: Cơng suất tổng cộng của lị phản ứng bao gồm năng lượng của phản ứng phân hạch, năng lượng do sự phân rã của các sản phẩm phân hạch và năng lượng của sự phân rã hóa học. Giá trị này bắt buộc phải lớn hơn 0.
W3: Độ phản ứng ban đầu ($)
W4: Thời gian sống của nowtron trễ trên nơtron tức thời. W5: Hệ số nhân của sản phẩm phân hạch.
W6: Hệ số sinh U239 – số nguyên tử U239 trung bình sinh ra trong một phản ứng hạt nhân.
W7: Hệ số nhân trong phản ứng phân hạch. W8: Chu kỳ lò phản ứng.
W9: Đơn vị cho W8 có thể là : wk, day, hr, min, sec. W10: Thông tin về Boron.
Card 30000002 - thông tin về sự phân rã của các sản phẩm phân hạch
Cấu trúc thẻ đầu vào 30000002 W1 W2
W1: kiểu sản phẩm phân hạch : ANS73, ANS79 – 1, hay ANS79 – 3. Nếu không được nhập, dữ liệu sản phẩm phân hạch theo chuẩn ANS năm 1973 sẽ được sử dụng.
W2: Năng lượng sản sinh trên một phản ứng phân hạch (MeV/Phân hạch). Các tham số khác được nhập tùy theo kiểu sản phẩm phân hạch lựa chọn.
Card 30000101 - 0199 - Hằng số nơtron trễ
Cấu trúc card: 30000101 – 0199 W1 W2 W1: Tỉ lệ sinh nơtron trễ.
W2: Hằng số phân rã noowtron trễ (S-1).
Card 30000201 – 0299 - Hằng số phân rã của sản phẩm phân hạch.
W1: Tỉ lệ sản phẩm phân hạch
W2: Hằng số phân rã của sản phẩm phân hạch.
Card 30000301 – 0399 – Hằng số phân rã hóa học
Cấu trúc card: 30000301 – 0399 W1 W2 W3 W4 W1: Năng lượng sinh ra từ phân rã của U239
W2: Hằng số phân rã của U239
W3: Năng lượng sinh ra từ phân rã của Np239 W4: Hằng số phân rã của U239
Card 30000401 – 0499 - Dữ liệu lịch sử cơng suất lị.
Card 30000011 – 2999 - Khai báo thơng tin phản hồi lị phản ứng.
3.3. Cách chạy chƣơng trình RELAP5
+ Chạy trực tiếp từ cửa sổ lệnh:
Để chạy chương trình RELAP5 ta gõ câu lệnh sau vào cửa sổ lệnh DOS
Relap5 -i drr.i -o drr.o -r drr.r Relap5 : tên chương trình RELAP5 -i : khóa nhập file input
drr.i : tên file Input
-o : khóa nhập file output drr.o : tên file output
-r : khóa nhập file restart drr.r : tên file restart
+ Chạy thơng qua file “.bat”
Để chạy chương trình ta có thể soạn 1 file có phần mở rộng là “.bat” với nội dung sau:
Relap5 -i drr.i -o drr.o -r drr.r
CHƢƠNG 4: PHÂN TÍCH SỰ CỐ VỠ ỐNG BÌNH SINH HƠI SỬ DỤNG CHƢƠNG TRÌNH RELAP5
4.1 Mơ phỏng bình sinh hơi bằng RELAP 5 4.1.1. Sơ đồ nút hố bình sinh hơi VVER-1000 4.1.1. Sơ đồ nút hố bình sinh hơi VVER-1000
Bảng 4.1 và Bảng 4.2 lần lượt thể hiện tên các khối điều khiển và thông số kỹ thuật dùng để mơ phỏng cho vịng sơ cấp và vòng thứ cấp.
Bảng 4.1: Vịng sơ cấp bình sinh hơi
Tên khối Độ dài/(chiều cao), m Diện tích dịng, m2 Thể tích, m3 Ghi chú 420 10,95 0,33395 3,658 Ống sinh hơi 1 421 11,09 0,636317 7,025 Ống sinh hơi 2
Tên khối Độ dài/(chiều cao), m Diện tích dịng, m2 Thể tích, m3 Ghi chú 422 11,09 0,4898 5,432 Ống sinh hơi 3 410, 411, 412 0,8 0,546 0,4368 Ống dẫn nước nóng vào ống sinh hơi (hot
collector)
441-03
0,67
Độ cao đỉnh 27,91 Độ cao đáy 27,24
0,546 0,3658 Đầu vào bình sinh hơi
415 1,875 Độ cao đỉnh 32,185 Độ cao đáy 30,31 0,386 0,7238 Phần trên của Ống dẫn nước nóng vào ống sinh hơi 430 0,8 Độ cao đỉnh 28,71 Độ cao đáy 27,91 0,546 0,4368 Ống dẫn nước lạnh 1 sau khi chảy qua ống
sinh hơi 1 (cold colletor)
431 0,8
Độ cao đỉnh 29,51 Độ cao đáy 28,71
0,546 0,4368 Ống dẫn nước lạnh 2 sau khi chảy qua ống
sinh hơi 2 (cold colletor) 432 0,8 Độ cao đỉnh 30,31 Độ cao đáy 29,51 0,546 0,4368 Ống dẫn nước lạnh 3 sau khi chảy qua ống
sinh hơi 3 (cold colletor)
435
1,875
Độ cao đỉnh 32,185 0,386 0,7238 Phần trên của Ống dẫn nước lạnh
Bảng 4.2: Vịng thứ cấp bình sinh hơi
Tên khối Độ dài/(chiều cao), m Thể tích, m3
400 0,8 11,8 401 0,8 22,6 402 0,8 22,05 403 0,3 14,15 404 0,8 32,90 405 0,5 7,1 450 0,8 4,0 451 0,8 3,6 452 0,8 8,8
Sơ đồ nút hố bình sinh hơi thứ 4 của vị VVER-1000 được thể hiện ở Hình 4.1 dưới đây. Các bình sinh hơi cịn lại có sơ đồ nút hóa và các thơng số kỹ thuật tương tự bình sinh hơi thứ 4.
Sơ đồ này được mô tả với các mã hiệu như sau:
- Lối vào vịng 1 là chân nóng 441, sau đó là 3 tầng trao đổi nhiệt 410, 411, 412 sau đó ra các đầu chân lạnh 432, 431 và 430 và trở lại vùng hoạt theo chân lạnh 444.
- Lối vào vòng 2 là Feed Water 490, chảy vào 3 tầng trao đổi nhiệt với