ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN LƢU DIỄM MIÊN KHẢO SÁT DAO ĐỘNG OFFSET DỌC TRỤC CHO LÒ PHẢN ỨNG WWER-1000 SỬ DỤNG PHẦN MỀM WWER-1000 LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ TP. HỒ CHÍ MINH, NĂM 2014 i ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN LƢU DIỄM MIÊN KHẢO SÁT DAO ĐỘNG OFFSET DỌC TRỤC CHO LÒ PHẢN ỨNG WWER-1000 SỬ DỤNG PHẦN MỀM WWER-1000 Chuyên ngành.VẬT LÝ NGUYÊN TỬ, HẠT NHÂN VÀ NĂNG LƯỢNG CAO Mã số chuyên ngành. 60 44 05 LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. VÕ HỒNG HẢI TP. HỒ CHÍ MINH, NĂM 2014 ii LỜI CẢM ƠN Trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn này, em đã nhận được sự hướng dẫn, giúp đỡ vô cùng quý giá của các thầy cô, các anh chị, các bạn và các em. Trước tiên, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến quý thầy cô đã hết lòng dạy dỗ, truyền đạt những kiến thức vô cùng quý báu cho chúng em. Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến thầy Võ Hồng Hải, người đã hướng dẫn tận tình, truyền đạt những kinh nghiệm quý giá trong quá trình nghiên cứu cũng như đã động viên em trong lúc khó khăn và tạo mọi điều kiện thuận lợi để em có thể hoàn thành luận văn này. Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Phan Lê Hoàng Sang đã chỉ dẫn, góp ý và hỗ trợ cho em rất nhiều trong quá trình thực hiện luận văn này. Qua đây em cũng gửi lời cảm ơn đến em Nguyễn Thị Thanh Tuyền đã nhiệt tình giúp đỡ và chia sẻ những kinh nghiệm với em trong quá trình nghiên cứu. Xin cảm ơn gia đình đã luôn bên cạnh, dành thời gian quan tâm, chăm sóc và tạo mọi điều kiện học tập để con đạt được như ngày hôm nay. Mặc dù đã cố gắng nhưng chắc chắn luận văn vẫn còn nhiều sai sót, em rất mong nhận được sự góp ý của quý thầy cô và các bạn để luận văn có thể hoàn thiện hơn. Xin chân thành cám ơn. Tp. Hồ Chí Minh, tháng 9 năm 2014 Lưu Diễm Miên iii MỤC LỤC TRANG PHỤ BÌA i LỜI CÁM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT vi DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU viii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ix LỜI MỞ ĐẦU 1 CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ LÒ PHẢN ỨNG WWER-1000 1.1. Tổng quan về lò phản ứng hạt nhân 3 1.2. Giới thiệu lò phản ứng WWER-1000 4 1.2.1. Lịch sử phát triển của NMĐHN WWER 4 1.2.2. Cấu tạo chung của NMĐHN WWER-1000 5 1.2.3. Những đặc tính chung của lò phản ứng WWER-1000 6 1.2.4. Nguyên lý hoạt động chung của lò WWER-1000 8 1.2.5. Cấu tạo chi tiết của lò phản ứng WWER-1000 8 1.2.5.1. Hệ thống làm mát lò 8 1.2.5.2. Bình áp suất của lò 10 1.2.5.3. Lõi lò 12 1.2.5.4. Hệ thống điều khiển bảo vệ bằng các thanh hấp thụ (CPS-AR) 13 1.2.5.5. Máy điều áp 15 1.2.5.6. Bình sinh hơi 16 1.2.5.7. Máy bơm tuần hoàn chính 17 1.2.5.8. Hệ thống phụ trợ lò 18 1.2.5.9. Hệ thống tua-bin 18 1.2.5.10. Vòng mạch thứ cấp 19 1.2.5.11. Hệ thống làm mát và thổi khẩn cấp của bình sinh hơi 19 1.2.5.12. Hệ thống loại bỏ nhiệt thụ động 20 iv 1.2.5.13. Hệ thống truyền nhanh boron 21 1.3. Cơ sở lý thuyết về việc làm giàu nhiên liệu 21 CHƢƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ NHIỄM ĐỘC XENON TRONG LÒ PHẢN ỨNG 2.1. Cơ sở lý thuyết về nhiễm độc Xenon trong lò phản ứng 23 2.2. Nhiễm độc Xenon 23 2.3. Nhiễm độc Samari 31 2.4. Các dao động Xenon trong lò phản ứng WWER-1000 33 CHƢƠNG 3 GIỚI THIỆU PHẦN MỀM MÔ PHỎNG WWER-1000 3.1. Giới thiệu tổng quan phần mềm WWER-1000 37 3.2. Các trang giao diện của phần mềm WWER-1000 39 3.2.1. Trang điều khiển độ phản ứng (CPS) 39 3.2.2. Trang thông báo và hiển thị sự cố (TAB) 41 3.2.3. Trang mô phỏng vòng sơ cấp (1C) 42 3.2.4. Trang hệ thống cung cấp và thoát (TK) 44 3.2.5. Trang các hệ thống hỗ trợ xử lý (TQ) 46 3.2.6. Trang hệ thống nước làm mát (TF) 46 3.2.7. Trang mô phỏng vòng thứ cấp (2C) 47 3.2.8. Trang hướng dữ liệu (GRP) 49 3.2.9. Trang các thông số lõi lò (PAR) 49 3.2.10. Trang biểu đồ 3 chiều (3D) 50 3.3. Độ làm giàu nhiên liệu của lò phản ứng WWER-1000 trong phần mềm mô phỏng WWER-1000 51 CHƢƠNG 4 KHẢO SÁT DAO ĐỘNG OFFSET DỌC TRỤC TRONG LÒ PHẢN ỨNG BẰNG PHẦN MỀM WWER-1000 4.1. Một số khái niệm 54 4.1.1. Offset dọc trục (AO) 54 4.1.2. Chu trình nhiên liệu 54 4.2. Các bước chạy chương trình mô phỏng 54 v 4.3. Kết quả và phân tích, đánh giá 57 4.3.1. Khảo sát dao động offset dọc trục 57 4.3.2. Khảo sát dao động offset dọc trục cho BOC và EOC đối với loading 1 và loading 5 60 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO 71 vi DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT Thuật ngữ Tiếng Anh Tiếng Việt ACC Accumulator Bộ tích trữ AUU Accelerated Unit Unloading Giảm nhanh công suất BOC Begin Of fuel Cycle Đầu chu trình nhiên liệu BWR Boiling Water Reactor Lò phản ứng nước sôi CANDU Canada Deuterium Uranium NMĐHN CANDU CPS Reactivity Control Page Trang điều khiển độ phản ứng CR Control Rod Thanh điều khiển ĐHN Điện hạt nhân EP Emergency Protection Bảo vệ khẩn cấp EOC End Of fuel Cycle Cuối chu trình nhiên liệu FA Fuel Assemblies Bó nhiên liệu GRP Trends page Trang chiều hướng HPSI High Pressure Safety Injection Hệ thống phun an toàn áp suất cao IAEA International Atomic Energy Agency Cơ quan năng lượng nguyên tử quốc tế LPSI Low Pressure Safety Injection Hệ thống phun an toàn áp suất thấp MCS Main steam collector Bộ thu gom hơi chính MSV Main steam valves Những van hơi chính MSIV Main steam isolating valve Van xả hơi chính NMĐHN Nhà máy điện hạt nhân PCR Power level limiting regulator Máy điều chỉnh giới hạn công suất PP Preventive protection Bảo vệ ngăn ngừa vii PWR Pressurized Water Reactor Lò phản ứng nước áp lực PHWR Pressurized Heavy- Water- moderated Reactor Lò phản ứng áp lực nước nặng SG Steam Generator Bình sinh hơi TAB Enunciators Page Giao diện hiển thị cảnh báo sự cố TBxxBxx Ký hiệu thùng chứa boron TBxxDxx Ký hiệu bơm boron TBxxSxx Ký hiệu van dẫn boron TK Feed and Bleed System Page Giao diện cấp-thoát TKxxSxx Ký hiệu van dẫn nước sạch đến lò RCP Reactor coolant pump Bơm tải nhiệt chính VVER Voda-Vodyanoi Energetichesky Reaktor Lò phản ứng hạt nhân nước - nước (tiếng Nga) WWER Water Water Energy Reactor Lò phản ứng hạt nhân nước - nước viii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1. Các loại lò phản ứng [2] 3 Bảng 1.2. Tóm tắt lịch sử phát triển của lò WWER [11] 5 Bảng 1.3. Các thông số của lò phản ứng WWER-1000 [8] 7 Bảng 4.1. Hệ số tắt dần và chu kỳ dao động của thông lượng neutron và offset . 67 ix DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Mô hình chung nhà máy điện hạt nhân sử dụng lò áp lực [10] 6 Hình 1.2. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của nhà máy điện hạt nhân sử dụng công nghệ nước áp lực [15] 8 Hình 1.3. Những bộ phận chính trong vòng sơ cấp lò WWER [8] 10 Hình 1.4. Một phần góc nhìn cắt của bình áp suất lò[8] 11 Hình 1.5. Sơ đồ thanh nhiên liệu [8] 13 Hình 1.6. Mặt cắt ngang bó thanh nhiên liệu [8],[2] 13 Hình 1.7. Sơ đồ hệ thống điều khiển bảo vệ bằng các thanh hấp thụ [8] 14 Hình 1.8. Bình điều áp [14] 16 Hình 1.9. Bình sinh hơi [2] 17 Hình 1.10. Sơ đồ của vòng tuần hoàn nước cung cấp [8] 19 Hình 2.1. Sơ đồ động học của đồng vị Xenon [4] 23 Hình 2.2. Sự phụ thuộc của Xe q và Xe  vào công suất lò [1]. 29 Hình 2.3. Hố Iod 31 Hình 2.4. Sơ đồ động học của đồng vị Samari [4] 33 Hình 2.5. Dao động Xenon tự do 34 Hình 3.1. Trang chọn mô phỏng và thiết lập điều kiện 37 Hình 3.2. Thanh điều khiển mô phỏng 38 Hình 3.3. Trang điều khiển độ phản ứng (CPS) 39 Hình 3.4. Trang thông báo và hiển thị sự cố (TAB) 42 Hình 3.5. Trang mô phỏng vòng sơ cấp (1C) 43 Hình 3.6. Trang hệ thống cung cấp và thoát (TK) 45 Hình 3.7. Trang các hệ thống hỗ trợ xử lý (TQ) 46 Hình 3.8. Trang hệ thống nước làm mát (TF) 47 Hình 3.9. Trang vòng mạch thứ cấp (2C) 48 Hình 3.10. Trang hướng dữ liệu (GRP) 49 Hình 3.11. Trang các thông số lõi lò (PAR) 50 Hình 3.12. Trang biểu đồ 3 chiều (3D) 51 [...]... nhìn tổng quan về phần mềm mô phỏng WWER- 1000 Qua đây chúng tôi giới thiệu các trang giao diện chính cùng chức năng của mỗi trang và cách thức chạy một bài mô phỏng bằng phần mềm WWER- 1000  Chương 4: Khảo sát dao động offset dọc trục trong lò phản ứng bằng phần mềm WWER- 1000 Chương 4 trình bày cách thức chạy các bài mô phỏng đã được thiết kế sẵn để khảo sát dao động offset trong lò Từ kết quả của... dụng những kết quả đã được chứng minh ở chương 2, chúng tôi tiến hành giải thích sự hình thành một số dao động trong lò như dao động của thông lượng neutron, dao động của độ phản ứng và dao động offset dọc trục Cũng trong chương này, chúng tôi khảo sát một số đặc tính của quá trình dao động như biên độ dao động, hệ số tắt dần và chu kỳ dao động của các thông số nói trên 2 CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ LÒ PHẢN... máy điện hạt nhân sử dụng lò áp lực [10] 1.2.3 Những đặc tính chung của lò phản ứng WWER- 1000 Lò phản ứng là phần cơ bản nhất của nhà máy điện hạt nhân, là nơi diễn ra các phản ứng phân hạch dây chuyền, giải phóng năng lượng Lò phản ứng WWER- 1000 là loại lò nước áp lực sử dụng nước làm chất tải nhiệt và chất làm chậm Nguồn nguyên liệu sử dụng là urani được làm giàu nhẹ từ 2%-5% Lò WWER có chu kì nguyên... Giới thiệu lò phản ứng WWER- 1000 WWER là từ viết tắt của Water Water Energy Reactor (nước Nga kí hiệu là VVER (Voda Voda Energo Reactor)) có nghĩa là một lò phản ứng năng lượng sử dụng nước vừa là chất làm chậm vừa là chất tải nhiệt Lò WWER sử dụng nguồn nguyên liệu làm giàu Uranium 3,92% thuộc họ lò nước áp suất, được sử dụng rộng rãi trên khắp thế giới Thiết kế 1000MW tiên tiến của WWER (WWER- 1000) có... toàn của lò để có thể khảo sát được đặc tính của các dao động trên Luận văn được bố trí gồm 4 chương chính:  Chương 1: Tổng quan về lò phản ứng hạt nhân WWER- 1000 Trong chương này, chúng tôi giới thiệu về lịch sử phát triển, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của lò phản ứng WWER- 1000 Đồng thời cũng cung cấp những thông số kỹ thuật và cấu tạo chi tiết của một số thiết bị chính trong lò phản ứng WWER- 1000. .. sử dụng các phần mềm mô phỏng chuyên dụng là một trong những phương pháp đào tạo khá hiệu quả Trong đề tài này, chúng tôi thực hiện khảo sát một số thông số đặc trưng cho sự ổn định của lò trong quá trình hoạt động bằng phần mềm mô phỏng WWER- 1000 Các thông số được quan tâm ở đây là các dao động thông lượng neutron, dao động offset dọc trục và dao động độ phản ứng ở đầu và cuối chu trình nhiên liệu,... trong lò phản ứng Chương 2 chủ yếu xây dựng phương trình tính nồng độ Xenon trong lò phản ứng, chứng minh được qui luật tăng giảm Xenon trong lò Từ đó thấy được ảnh hưởng của Xenon đối với hoạt động của lò Trong chương này chúng tôi cũng giới thiệu về dao động Xenon trong lò phản ứng về khái niệm, phân loại và một số đặc tính của nó  Chương 3: Giới thiệu phần mềm mô phỏng WWER- 1000 Chương này đưa đến cho. .. kỳ dao động của các thông số nói trên 2 CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ LÒ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN WWER- 1000 1.1 Tổng quan về lò phản ứng hạt nhân Hiện nay, công nghệ lò phản ứng phát triển rất phong phú và đa dạng, có trên 10 loại lò phản ứng đang được nghiên cứu và sử dụng Mỗi loại lò có những ưu thế riêng vì vậy việc sử dụng và phát triển loại lò nào phụ thuộc vào ý đồ chiến lược, trình độ khoa học-kỹ thuật của... THUYẾT VỀ NHIỄM ĐỘC XENON VÀ SAMARI TRONG LÒ PHẢN ỨNG 2.1 Sự nhiễm độc trong lò phản ứng Khi lò phản ứng hoạt động, trong lò sẽ tích lũy một số sản phẩm phân hạch (Rh-105, I-131, Ba-140,…) gây nhiễm độc cho lò phản ứng Các sản phẩm phân hạch này có khả năng hấp thụ neutron làm giảm độ phản ứng không mong muốn và ảnh hưởng đến mật độ thông lượng neutron trong lò Trong tất cả các sản phẩm phân hạch, Xenon-135... bản WWER V-392 [8] Mô hình của những nhà máy này có những thay đổi tùy thuộc vào yêu cầu của đất nước sử dụng 1.2.1 Lịch sử phát triển của nhà máy phát điện hạt nhân WWER Hiện tại có trên 50 lò phản ứng hạt nhân loại VVER-440 và WWER- 1000 đang hoạt động ở Nga, Ukraine, Hoa Kỳ, Phần Lan, Bulgaria, Hungary, Czech, Slovakia, Trung Quốc và Iran [2] Có thể tóm tắt sự phát triển của NMĐ sử dụng loại lò WWER . ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN LƢU DIỄM MIÊN KHẢO SÁT DAO ĐỘNG OFFSET DỌC TRỤC CHO LÒ PHẢN ỨNG WWER- 1000 SỬ DỤNG PHẦN MỀM WWER- 1000 LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ . ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN LƢU DIỄM MIÊN KHẢO SÁT DAO ĐỘNG OFFSET DỌC TRỤC CHO LÒ PHẢN ỨNG WWER- 1000 SỬ DỤNG PHẦN MỀM WWER- 1000 Chuyên ngành.VẬT LÝ NGUYÊN TỬ, HẠT NHÂN VÀ. bằng phần mềm WWER- 1000.  Chương 4: Khảo sát dao động offset dọc trục trong lò phản ứng bằng phần mềm WWER- 1000. Chương 4 trình bày cách thức chạy các bài mô phỏng đã được thiết kế sẵn để khảo