1 ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN  KHẢO SÁT DAO ĐỘNG OFFSET DỌC TRỤC CHO LÒ PHẢN ỨNG WWER-1000 SỬ DỤNG PHẦN MỀM WWER-1000 TP. HỒ CHÍ MINH, THÁNG 9 NĂM 2014 LƯU DIỄM MIÊN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. VÕ HỒNG HẢI Chuyên ngành.VẬT LÝ NGUYÊN TỬ, HẠT NHÂN VÀ NĂNG LƯỢNG CAO Mã số chuyên ngành. 60 44 05 Nghiên cứu nguyên nhân hình thành và đặc trưng của dao động offset (WWER-1000) Đại lượng offset thể hiện sự ảnh hưởng của dao động Xenon trong lò. Công suất của lò tập trung ở một phần tương đối nhỏ trong lò phản ứng, gây ra sự cố nghiêm trọng trong lò. Trong các lò phản ứng cỡ lớn hoạt động ở chế độ thông lượng neutron nhiệt lớn có thể xuất hiện hiệu ứng các dao động Xenon. Lý do chọn đề tài 2 Tổng quan về lò WWER Nhiễm độc Xenon trong lò Giới thiệu phần mềm mô phỏng WWER-1000 Khảo sát dao động offset dọc trục trong lò NỘI DUNG 3 Tổng quan về lò WWER WWER (hay VVER) - Water Water Energy Reactor - là lò phản ứng nước áp lực sử dụng nước vừa là chất làm chậm vừa là chất tải nhiệt. [11] http://www.vinamain.com/2013/12/co-ban-ve-cong-nghe-dien-hat-nhan.html Cấu trúc bảo vệ lò Bộ điều áp Bộ sinh hơi Lò phản ứng Máy bơm tuần hoàn chính Máy bơm cung cấp Bộ ngưng tụ Máy phát điện Tua-bin Hình 1. Sơ đồ tổng quát nhà máy điện sử dụng công nghệ nước áp lực[11] 4 Tổng quan về lò WWER Vòng sơ cấp của lò phản ứng hạt nhân WWER bao gồm 4 vòng nối với lò và hệ thống điều áp. Mỗi vòng gồm: 1 bình sinh hơi nằm ngang và 1 máy bơm tuần hoàn chính. Hình 2. Những bộ phận chính trong vòng sơ cấp của lò phản ứng WWER[8] [8] S.K. Agrawal, Ashok Chauhan, Alok Mishra, 2005, The VVERs at KudanKulam Nuclear Power Corporation of India Limited, Nabhikiya Urja Bhavan, Anushaktinagar, Mumbai. 5 Thùng lò Bình sinh hơi Máy bơm tuần hoàn chính Bình điều áp Hệ thống làm lạnh khẩn cấp Bình ngưng giảm áp 4 3 2 1 Nhiễm độc Xenon Xenon-135 là sản phẩm phân hạch có khả năng hấp thụ neutron → giảm độ phản ứng không mong muốn và ảnh hưởng đến mật độ thông lượng neutron trong lò → nhiễm độc lò. [1] Ngô Quang Huy (2004), Vật lý lò phản ứng hạt nhân, Nhà xuất bản Đại Học Quốc Gia Hà Nội. [4] X.A. Andrushenko và đồng sự, Nhà máy điện hạt nhân sử dụng lò phản ứng WWER-1000, 2010, Mockba. 6 a 6 Xe 2,5.10 barσ = Hình 3. Sơ đồ động học của đồng vị Xenon[1] Nhiễm độc Xenon [ ] I I f I I Xe Xe Xe f I I Xe Xe a Xe dN N dt dN N N N dt = γ Σ Φ − λ   = γ Σ Φ + λ − λ + σ Φ   Phương trình nồng độ Iodine và Xenon trong lò: N I , N Xe là nồng độ nguyên tử I-135 và Xe-135. γ I , γ Xe là tỉ lệ sản phẩm phân hạch của I-135 và Xe-135. Σ f (cm 2 ) là tiết diện phân hạch vĩ mô. Φ (n/cm 2 .s) là thông lượng neutron trung bình. (cm 2 ) là tiết diện hấp thụ vi mô của Xe-135. λ I , λ Xe (s -1 ) là hằng số phân rã của I-135 và Xe-135. Xe a σ Hình 4. Sơ đồ động học của đồng vị Xenon [1] [1] Ngô Quang Huy (2004), Vật lý lò phản ứng hạt nhân, Nhà xuất bản Đại Học Quốc Gia Hà Nội. 7 (1) (2) t→∞ , N Xe →N Xe(eq) Độ nhiễm độc Xenon Độ phản ứng do Xenon Nhiễm độc Xenon ( ) * Xe I t t I Xe f 0I I 0I I I Xe f Xe * * * * Xe I Xe I Xe Xe N N ( ) N (t) e ( )e −λ −λ γ + γ Σ Φ λ λ γ + γ Σ Φ = − + + λ − λ λ − λ λ λ Nồng độ Xenon trong lò tại thời điểm t: Với là tiết diện phân hạch của 235 U. N u là số hạt nhân urani trung bình theo thể tích vùng hoạt. ε là độ làm giàu nhiên liệu. Xe a σ * Xe Xe Xe a 5 f f u N λ = λ + σ Φ Σ = σ ε Trong đó ( ) 5 ( ) I Xe f u Xe eq Xe Xe a N N γ + γ σ εΦ = λ + σ Φ ( ) ( ) * Xe I f Xe Xe eq Xe u q γ + γ Σ Φσ = λ Σ ( ) * γ + γ Σ Φσ ρ ≈ − = − λ Σ Xe I f Xe Xe Xe Xe u q 8 (3) (4) (5) (6) Nhiễm độc Xenon 9 Hình 5. Sơ đồ động học của đồng vị Xenon[1] Hình 6. Sự phụ thuộc của q Xe và ρ Xe vào thông lượng neutron [1] [1] Ngô Quang Huy (2004), Vật lý lò phản ứng hạt nhân, Nhà xuất bản Đại Học Quốc Gia Hà Nội. Φ q Xe ρ Φ = 0 Φ =  Φ = 0 q Xe = 0 q Xe = q Xe,0 ρ = ρ 0 0 t 1 t 2 t Thanh điều khiển di chuyển Thông lượng neutron thay đổi Sự mất cân bằng trong phân bố Xenon Dao động Xenon Sự hình thành dao động Xenon Các dạng dao động Xenon Hình 7. Vị trí các nhóm thanh điều khiển [6] [6] IAEA, 2011, WWER-1000 Reactor Simulator, Workshop Material, Vienna. 10 [...]... offset dọc trục cho lò phản ứng WWER- 1000 sử dụng phần mềm WWER- 1000 , Hội nghị khoa học lần 9, 21/11/2014, trường ĐH Khoa Học Tự Nhiên TP Hồ chí Minh 21 Tài liệu tham khảo Tiếng Việt [1] Ngô Quang Huy (2004), Vật lý lò phản ứng hạt nhân, Nhà xuất bản Đại Học Quốc Gia Hà Nội [2] Phùng Ân Hưng (2013), Khảo sát sự cố máy bơm tải nhiệt chính của lò WWER- 1000 ngưng hoạt động bằng phần mềm mô phỏng WWER- 1000, ... (2014), Khảo sát dao động offset dọc trục cho lò phản ứng WWER- 1000 ở đầu (BOC) và cuối (EOC) chu trình nhiên liệu sử dụng phần mềm WWER- 1000, Khoá luận tốt nghiệp đại học, Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên, TP Hồ Chí Minh [4] X.A Andrushenko và đồng sự, Nhà máy điện hạt nhân sử dụng lò phản ứng WWER- 1000, 2010, Mockba Tiếng Anh [5] P.E.Filimonov and S.P ver’yanova (2001), “Maitaining an equilibrium offset. .. thì dao động của thông lượng neutron, độ phản ứng và offset có biên độ nhỏ hơn và hệ số tắt dần lớn hơn Kiến nghị Thực hiện khảo sát dao động offset khi dịch chuyển các nhóm thanh điều khiển khác Nghiên cứu các phương pháp làm giảm hoặc triệt tiêu dao động offset dọc trục 20 Danh mục công trình của tác giả 1 Nguyễn Thị Thanh Tuyền, Phan Lê Hoàng Sang, Võ Hồng Hải,Lưu Diễm Miên, “ Khảo sát dao động offset. ..11 Phần mềm mô phỏng WWER- 1000 Hình 9 Trang điều khiển CPS Hình 11 Trang vòng sơ cấp 1C Hình 10 Trang thông báo và hiển thị sự cố TAB Hình 12 Trang vòng thứ cấp 2C 12 Khảo sát dao động offset AO = Qb − Qt Qb + Q t LOADING1 Hình 13 Phân bố mật độ độ làm giàu ở loading1 và loading5 LOADING5 13 Khảo sát dao động offset Hình 14 Vị trí các nhóm thanh điều khiển... 500 giờ Các thông số khảo sát: • • • • Vị trí nhóm thanh điều khiển số 1 (YS05S36) Thông lượng neutron (N_POWER) Offset (OFFSET) Độ phản ứng (REACTIVITY) Mục đích : • • Khảo sát các thông số từ đó giải thích sự biến đổi của các thông số đó Đưa ra được những đặc trưng của các dao động 14 Vị trí nhóm điều khiển 1 Thông lượng neutron a b Sơ đồ động học của đồng vị Xenon Φ=   Φ Độ phản ứng c Φ=0 qXe Φ=0 ρ... exp( −α Xe t)sin( Phương trình dao động Xenon Thông lượng neutron Offset dọc trục -1 αΦ(h ) TΦ(h) -1 αAOp(h ) TAOp(h) BOC 1 0,0018 43,2 2,45E-8 43,4 EOC 1 0,0115 26,9 0,0109 27,0 BOC 5 0,0377 31,2 0,0124 33,0 EOC 5 0,0544 34,5 0,0438 35,8 LOADING1 LOADING5 19  Kết luận và kiến nghị Kết luận (1) (2) Trong cùng một LOAD • Dao động của thông lượng neutron, độ phản ứng và offset đầu chu trình có biên độ... Thông lượng neutron offset LOAD 1 BOC 1 Thông lượng neutron và offset ở đầu chu trình loading1 EOC 1 Thông lượng neutron và offset ở cuối chu trình loading1 LOAD 5 BOC 5 Thông lượng neutron và offset ở đầu chu trình loading5 EOC 5 Thông lượng neutron và offset ở cuối chu trình loading5 Hình 21 18 Kết quả 2π t) TXe Bảng 2 Hệ số tắt dần và biên độ dao động thông lượng neutron và offset x(t) = x st +... ứng c Φ=0 qXe Φ=0 ρ qXe = qXe,0 qXe = 0 ρ = ρ0 offset d 0 t1 t2 Sự phụ thuộc của qXe và ρXe vào Φ Hình 16 Đầu chu trình (BOC), loading 1 trong 100 giờ đầu t Vị trí nhóm điều khiển 1 Thông lượng neutron offset Độ phản ứng Hình 17 Đầu chu trình (BOC), loading 1 Hình 18 Cuối chu trình (EOC), loading 1 Vị trí nhóm điều khiển 1 Thông lượng neutron offset Độ phản ứng Hình 19 Đầu chu trình (BOC), loading 5 Hình... 2010, Mockba Tiếng Anh [5] P.E.Filimonov and S.P ver’yanova (2001), “Maitaining an equilibrium offset as an effective method for suppressing xenon oscillations in VVER -1000 , Atomic Energy, Vol 90, (No 3), 1 – 4 [6] IAEA, 2011, WWER- 1000 Reactor Simulator, Workshop Material, Vienna [7] Paul L.Roggenkamp (2000), The influence of Xenon-135 on Reactor Operation, WSRC-MS-2000-00061 [8] S.K Agrawal, Ashok... Nuclear Power Corporation of India Limited, Nabhikiya Urja Bhavan, Anushaktinagar, Mumbai [9] V.A.Tereshonok, V.S.Stepanov, A.P.Povaro, O.V.Lebedev, and V.V.Makeev (2002), “Xenon oscillations in a VV É R -1000 core”, Atomic Enerdy, Vol.93, (No 4), 1 – 7 Website [10] http://capdienhanquoc.vn/34/122/tong-quan-ve-cong-nghe-cac-the-he-lo-phan-ung-hat-nhan-iii.html [11] http://dienhatnhan.com.vn/?u=con&t=0&cid=407&p=680 . PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN  KHẢO SÁT DAO ĐỘNG OFFSET DỌC TRỤC CHO LÒ PHẢN ỨNG WWER- 1000 SỬ DỤNG PHẦN MỀM WWER- 1000 TP. HỒ CHÍ MINH, THÁNG 9 NĂM 2014 LƯU DIỄM MIÊN NGƯỜI. Xenon trong lò Giới thiệu phần mềm mô phỏng WWER- 1000 Khảo sát dao động offset dọc trục trong lò NỘI DUNG 3 Tổng quan về lò WWER WWER (hay VVER) - Water Water Energy Reactor - là lò phản ứng nước. đặc trưng của dao động offset (WWER- 1000) Đại lượng offset thể hiện sự ảnh hưởng của dao động Xenon trong lò. Công suất của lò tập trung ở một phần tương đối nhỏ trong lò phản ứng, gây ra sự