Giao diện này sẽ cho ta thấy:
• Mối quan hệ giữa công suất neutron trong lò phản ứng với dòng làm mát vùng hoạt.
• Các điều kiện vùng hoạt đối với điểm sôi; mực nước; nhiệt độ nhiên liệu; nhiệt độ, lưu lượng và áp suất chất làm mát; nhiệt độ, lưu lượng và áp suất hơi.
• Các chức năng điều khiển dập lò cũng như thiết lập lại chế độ dập lò, cơ
chế điều khiển tự động hay thủ côngđối với thanh điều khiển (FMCRD) và bộ phận
kiểm soát các máy bơm nội bộ.
Trong giao diện hình 2.3, quá trình vận hành của lò phản ứng được mô tả tượng trưng bằng một bản đồ Công suất/Lưu lượng, trong đó phân thành các vùng I,
II, III và IV ứng với các trạng thái của vùng hoạt, sự điều chỉnh công suất theo tốc độ dòng tuần hoàn cũng được mô tả bằng sự dịch chuyển của con nháy vàng trên
35
đường kẻ biên giữa các vùng (đường công suất/lưu lượng tối đa). Thường thì lò
được vận hành dướiđường này.
Hình 2.3: Giao diện bản đồ công suất/lưu lượng
Ngoài ra, bản đồ này cũng hiển thị các đường giới hạn để ngăn lò vận hành trên một vùng nào đó của Bản đồ Công suất/Dòng. Sự điểu chỉnh công suất lò dựa
trên các nguyên tắc làm việc sau đây:
(1) Để duy trì các giới hạn nhiệt độ trong vùng hoạt và tránh vận hành trên mức công suất cho phép, có ba phương pháp sau đây:
“Ngăn việc rút các thanh điều khiển”: Khi công suất hiện tạivượt quá 105% công suất thiết kế cho tốc độ dòng tải nhiệt tương ứng (phù hợp với đường công
suất/lưu lượng tối đa) thì việc thu hồi thanh các điều khiển sẽ bị ngừng lại cho đến
khi công suất lò giảm bớt 5% so với giá trị hiện tại. Nếu điều này xảy ra, cảnh báo “Công suất neutron cao so với lưu lượng chất tải nhiệt” (Hi Neut Pwr vs Flow) sẽ
xuất hiện và trong giao diện “BWR Reactivity & Control Screen” sẽ có tín hiệu báo “Controls Rods Out Blocked”.
36
“Chèn nhanh các thanh điều khiển”: Khi công suất hiện tại vượt quá 110% công suất thiết kế cho tốc độ dòng tải nhiệt tương ứng (phù hợp với đường công
suất/lưu lượng tối đa), các thanh điều khiển sẽ được chèn vào lõi để giảm công suất nhanh chóng và việc chèn này sẽ được ngưng khi công suất giảm bớt 10% so với
giá trị hiện tại. Nếu điều này xảy ra, đèn báo “Công suất neutron cao so với lưu lượng chất tải nhiệt” (Hi Neut Pwr vs Flow) và “Yêu cầu chèn các thanh điều
khiển” (Rods Run-in Red’d) sẽ sáng lên.
“Giới hạn dập lò”: Khi công suất hiện tại vượt quá 113% công suất thiết kế
cho tốc độ dòng tải nhiệt tương ứng (phù hợp với đường công suất/lưu lượng tối đa), lò sẽđược dập tắt.
(2) Tránh vận hành trên vùng Lưu lượng thấp/Công suất cao (vùng III) bởi sẽ
dẫn đến sự không ổn định trong vùng hoạt. Một hiện tượng phổ biến trong lò BWR
đó là sự dao động của các thông số neutron và thông số thủy nhiệt khi vận hành lò trong vùng Lưu lượng thấp/Công suất cao. Nghiên cứu cho thấy những dao động như vậy có đặc điểm như những dao động “sóng mật độ”. Theo quan niệm vật lý, sự
dịch chuyển của công suất nhiệt bởi sự sôi của nướcở rãnh thẳng đứng trong một
cấu hình vòng lặp mở hoặc khép kín có thể dẫn đến hoạt động lò bị mất ổn định do nhữngthay đổi mật độ và các cơ chế phản hồi thủy nhiệt khác nhau. Bởi vì chất tải
nhiệt cũng có vai trò là chất làm chậm neutron, nên sự thay đổi trong mật độ chất tải
nhiệt (hệ số bọt khí) cũng làm thay đổi thông lượng neutron nhiệt,ngược lại, thông
qua thông lượng nhiệt sẽảnh hưởng tới hệ số trống. Điều này có thể gây ra một dao
động neutron-thủy nhiệt képdưới những điều kiện công suất và lưu lượngxác định. (3) Tránh vận hành khi hơi nước vượt quá giới hạn đến tua-bin chính – trong vùng II.
Các đồ họa mô tả vùng hoạt
Phía bên phải của màn hình mô tả các trạng thái của vùng hoạt ở tất cả các chế độ vận hành. Các thiết bị vận hành thanh điều khiển và các máy bơm nội bộ cũng được hiển thịcho phép người dùng có thểđiều khiển các thanh điều khiển bằng chế độ tựđộng hay thủ công và điều khiển tắt/mởcác máy bơm nội bộ.
37
Lưu ý rằng có khoảng 208 thiết bị điều khiển thanh tổng cộng, chúng được
định vị và hiệu chuẩn với giá trị phản ứng là -170 mk khi tất cả các thanh đều được chèn vào lõi 100%, và +120 mk khi được rút ra khỏi lõi 100%, 0 mk khi nằm ở mức
được cài đặt. Với mục đích mô phỏng chung, trong giao diện này các thanh điều khiển được nhóm lại thành 8 bó, do đó, mỗi bó thanh điều khiển có giá trị phản ứng + 15 mk khi hoàn toàn ra khỏi lõi; và -21,25 mk khi hoàn toàn được chèn vào trong lõi. Thời gian dịch chuyển qua lại của các thanh điều khiển trong suốt quá trình vận hành công suất thường là 60 giây. Các thanh điều khiển sẽđược chèn hoàn toàn vào lõi trong sự kiện Dập lò. Trong trường hợp này, thời gian chèn nhanh thường là 3 giây cho 100% các thanh vào lõi.
• Báo hiệu tình trạng dập lò, tắt/thiết lập lò thủ công, nút thiết lập lại tình trạng dập lò - Khi lò phản ứng được dập, và nếu tình trạng phải dập lò vẫn còn tồn tại, sẽ có một tín hiệu “YES” bên cạnh mục “SCRAM ST” và đèn báo “Dập lò” (Reactor Scram) sẽ hiện màu đỏ. Giả sử tình trạng phải dập lò đã hết và người sử dụng muốn thiết lập lại chếđộ dập lò thì nhấn vào nút bên phải chữ YES để mở
bảng điều khiển. Bấm chọn "Reset" trên cửa sổ. Nếu các điều kiện dập lò không tồn tại lúc đó thì tín hiệu YES sẽ chuyển thành NO, nghĩa là không có điều kiện dập lò. Lúc này, người dùng có thể nhấn nút “SCRAM RESET” ở phía bên trái chữ
"SCRAM ST". Khi nhấn nút này đèn báo “Dập lò” sẽ biến mất, các thanh điều khiển sẽ bắt đầu thu hồi như được miêu tả ở các mũi tên chỉ xuống trên các dãy thanh. Việc thu hồi sẽ dừng lại ở “đường thiết lập”, trong lúc các thao tác điều khiển
được thực hiện bởi hệ thống điều chỉnh lò.
• Điều khiển động cơ bơm nội bộ - có 10 máy bơm nội bộ (RIPs), nhưng
trong mô phỏng chúng được coi như một bơm gộp, vì vậy các nút điều khiển
ON/OFF được dùng để mở/tắt dành cho tất cảcác động cơ bơm. Khi công suất động
cơ đang là “OFF” thì bộ điều khiển tốc độ sẽ đi đến vị trí tối thiểu, áp suất bơm
bằng 0. Khi công suất "ON", tín hiệu điều khiển tốc độ phụ thuộc vào tín hiệu điều khiển dòng tải nhiệt. Sự thay đổi tốc độ bơm nội bộ theo tần số động cơ cảm ứng
38
đường tải nhiệt tuần hoàn, dẫn đến lưu lượng tải nhiệt vùng hoạt khác nhau. Chương trình điều khiển dòng tải nhiệt tự động được xử lý bởi một bộ điều khiển dòng chảy. Đầu tiên, dựa trên điểm đặt công suất lò, một lịch trình tốc độ dòng chảy
được lập trình sẵn theo điểm đặt công suất đó. Lịch trình này thường được làm theo
đường “công suất/lưu lượng tối đa” như đã được mô tả trong phần bản đồ Công suất/Lưu lượng. Dựa trên điểm đặt lưu lượng tải nhiệt đã cho, bộ điều khiển lưu lượng sẽ điều khiển thiết bị tốc độ cung cấp đủ áp suất bơm cho đến khi đạt được tốc độlưu lượng mong muốn.
Giảm tốc độ và ngắt các bơm nội bộ (RIP Trips and Runback)
• 4 Bơm nội bộ sẽ bị ngắt ởđiều kiện: áp suất cao (7,76 Mpa), mực nước L3, và van dừng tua-bin đóng, hoặc van điều khiển tua-bin (TCV) đóng nhanh nhưng
van nhánh phụ lại mở.
• 6 Bơm nội bộ sẽ bị ngắt trên mực nước L2.
• Trong sự cố dập lò, bơm nội bộ sẽ chậm lại (runback) với tốc độ 1% mỗi giây.
Như đã nói ở trên, 10 bơm nội bộđược mô phỏng trên cơ sở của một áp suất
bơm gộp, do đótrong trường hợp sự kiện bơm nội bộ bị ngắt và chậm lại (RIP Trip and Runback), ta sẽ thấy tốc độ và áp suất của bơm tương ứng sẽ giảm để phù hợp với kịch bản xảy ra với 10 bơm trên thực tế. Ngoài ra, khi điều kiện “RIP runback” xuất hiện, ta sẽ thấy chữ Runback màu đỏ hiển thị trên máy bơm trong giao diện Bản đồ Công suất/Dòng và Giao diện Điều khiển.
Chỉ số áp lực bơm trung bình, chỉ số tốc độ bơm trung bình, bộ điều khiển dòng chảy - áp lực bơm trung bình đơn vị là kPa, và tốc độ bơm trung bình
đơn vị là vòng/phút (RPM). Nút điều khiển dòng kí hiệu là RIPCrl. Khi nhấn nút này sẽ hiển thị một mẫu điều khiển đặc trưng. Điểm đặt được điều khiển từ xa (RSP), nghĩa là nó nhận được điểm đặt lưu lượng tải nhiệt vùng hoạt (kg/s) từ chương trình điều khiển máy tính được lập trình sẵn. Thanh ngang màu xanh lam biểu thị tốc độ dòng tải nhiệt vùng hoạt hiện tại, kim chỉ màu xanh lá biểu thịđiểm cài đặt cho dòng tải nhiệt. Khi tốc độ dòng tải nhiệt ở điểm cài đặt, kim chỉ màu
39
xanh lá sẽ nằm trên đỉnh của thanh màu xanh lam. Khi nhấn nút “auto”, bộ điều khiển không còn phụ thuộc vào điểm đặt điều khiển từ xa mà nó tùy vào điểm đặt cục bộ, và người dùng có thể nhập một điểm đặt mới cho dòng tải nhiệt (kg/s) vào hộp dưới “SP”. Ngoài ra, ta có thể chuyển đổi bộ điều khiển sang chế độ thủ công.
Trong trường hợp đó, hộp đầu ra (%) sẽ hiển thị một mũi tên “tăng/giảm”. Có thể
bấm lên mũi tên đó hoặc nhập trực tiếp vào hộp vào một con sốđểthay đổi đầu ra của bộ điều khiển. Giá trị đầu ra mới (%) sẽ làm thay đổi tốc độbơm, do đó thay đổi áp lực tạo ra bởi bơm và vì vậy thay đổi lưu lượng tải nhiệt vùng hoạt (kg/s).
Hiển thị các trạng thái vùng hoạt - các thông số sau được hiển thị cho các trạng thái của vùng hoạt:
• Nhiệt độ nhiên liệu trung bình.
• Tốc độ dòng tải nhiệt, nhiệt độ ở lối ra vùng hoạt, và nồng độ 2 pha (%) ở
lối ra vùng hoạt, tỉ lệ lưu lượng nước cấp, hệ số tuần hoàn chất tải nhiệt “R” được hiển thị. Mũi tên xanh lam hiển thịđường dẫn chất tải nhiệt đi ra từ các kênh trong lõi, khi nó đi lên khoang chứa trên lõi, vào khoảng mái vòm, tại đó trộn với nước cấp đến và đi xuống phần ống xả (downcomer), vào đường dẫn hút của các máy
bơm nội bộ. Sau đó từ bộ xả của các máy bơm nội bộ, chất tải nhiệt đi vào khoang thấp hơn của lõi được làm lạnh ởdưới nhiệt độ ngưng tụ. Khi chất lỏng này đi vào
các kênh trong lõi một lần nữa, nó nhận được nhiệt từ các bó nhiên liệu, bị bão hòa
và sau đó trở thành một hỗn hợp hai pha thoát ra ngoài lõi với một nồng độ nhất
định. Hơi nước bão hòa thoát ra từ hỗn hợp, nước còn lại được tái tuần hoàn trở lại phần ống xả của bơm nội bộ (downcomer) và trộn lại với dòng nước cấp.
• Đỉnh sôi – vùng sôi hai pha của vùng hoạt được mô tả bằng màu hồng. Khi
đỉnh sôi thay đổi theo trạng thái vùng hoạt thì phần ranh giới màu hồng này cũng thay đổi. Vùng nước bão hòa (subcooled section) hay vùng không sôi màu xanh nhạt của lõi cũng hoàn toàn tương tự.
• Mực nước trong lõi được chỉ báo bằng màu xanh biển. Khi mực nước trong lò thay đổi, đường ranh giới màu xanh biển cũng thay đổi theo.
40
• Đối với vùng mái, các mũi tên xám thể hiện đường dẫn hơi nước bão hòa;
lưu lượng, áp suất và nhiệt độđược hiển thị.