TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN KỸ THUẬT HẠT NHÂN & VẬT LÝ MÔI TRƯỜNG ====o0o==== BÁO CÁO HỌC PHẦN NE4115 ĐỀ TÀI: cCác hệ thống an toàn nhà máy điện hạt nhân GVDH: ThS Lê Anh Đức Nhóm thực hiện: Nhóm 8: Danh sách nhóm Lê Thị Luyến Nguyễn Quốc Toản Nguyễn Vũ Duy Phùng Thị Quỳnh Danh sách sinh viên (Nhóm 3) Lê Thị Luyến Nguyễn Quốc Toản Nguyễn Vũ Duy Phùng Thị Quỳnh Mục Lục Hệ thống làm lạnh khẩn cấp lò PWRs (Emergency cooling systems of PWRs) Nhà lò (Containment) Các loại nhà lò (Containment Types) Hệ thống làm lạnh khẩn cấp lò PWRs (Emergency cooling systems of PWRs) Hệ thống làm lạnh khẩn cấp lò Lịch sử quy định an tồn kỹ thuật USA:  Nhà máy điện hạt nhân vào năm 1950: khu vực cấm xung quanh nhà máy phụ thuộc vào cơng suất lò (đơn vị dặm: R = 0.01*sqrt (P [kW])   Sự mở rộng lò phản ứng hạt nhân: để giảm thiểu khu vực che chắn   1965: "Hội chứng Trung Quốc" ảnh hưởng tới tính ngun vỏ lò, hệ thống ECCS dùng để trì khỏi ảnh hưởng.   China Syndrome may refer to the "China syndrome", a nuclear meltdown scenario so named for the fanciful idea that there would be nothing to stop the meltdown tunneling its way to the other side of the world ("China")  Vào năm 70 – 80: từ sở thí nghiệm (Semiscale, LOFT)-> yêu cầu cho cố chất tải nhiệt LOCA( tai nạn thiết kế design basic accident DBA)  Sau vụ TMI: cố được phổ biến  phân tích mở rộng (phá vỡ tính vừa nhỏ)  Hệ thống làm lạnh khẩn cấp lò Chức năng: Bảo đảm • Giới hạn thông số vỏ bọc nhiên liệu không vượt tai nạn thiết kế (DBA) • Các phản ứng hóa học giới hạn mức cho phép • Làm lạnh khẩn cấp có hiệu trường hợp thay đổi cấu trúc nhiên liệu kết cấu bên • Làm lạnh lõi đảm bảo thời gian dài  Các tính thiết kế: phát rò rỉ, kết nối thích hợp, khả cách ly, dự phòng đa dạng  Xem xét loại bỏ nhiệt điều kiện đánh giá an toàn  Kiểm tra thử nghiệm nên cho phép  Các hệ thống thụ động chủ động Hệ thống làm lạnh khẩn cấp lò Hệ thống làm lạnh khẩn cấp lò - kiểu EPR o Hệ thống bơm trích/ xử lý cặn sót lại (SIS / RHRS): dựa hình dạng N4 lò ECCS o Hoạt động tốt điều kiện bình thường cố Hệ thống phụ: • Hệ thống phun trích cỡ vừa • Ắc quy • Hệ thống bơm an tồn nguồn • Dung tích bể chứa dự trữ cung cấp nhiên liệu  dãy máy riêng biệt độc lập Hệ thống làm lạnh khẩn cấp lò - kiểu VVER-440 Hệ thống phụ: Hệ thống bơm áp suất cao: • Hệ thống kích hoạt • Nồng độ Bo 40 g/m3 • Áp suất hoạt động 135 bar • hệ thống trụ bơm lạnh riêng biệt cho vòng 2,3,5 • Dung tích bể chứa HPIS : 108/96/96 m3 Bình chứa hydro (HA): • Là một hệ thống thụ động (có áp suất nito cao van kiểm tra)  • Nồng độ Bo 40 g/m3 • Áp suất hoạt động 35 bar • bể chứa HA riêng biệt • Hệ thống bơm vào RPV • Dung tích bể chứa HA : 40 m3 Hệ thống bơm áp suất thấp: Hệ thống kích hoạt Nồng độ Bo 12 g/m3 Áp suất hoạt động bar hệ thống vòi phun riêng biệt bơm vào HA trụ vào nóng lạnh vòng Dung tích bể chứa LPIS : 297/285/285 m3 Sau chảy vào bể LPIS,chế độ bể chứa tuần hồn kích hoạt Hệ thống phun nước lò (Containment spray system) o Hệ thống làm giảm áp suất phận dung tích o Chức : giới hạn thời gian chọn giá trị nhiệt độ áp suất DBA o Thường xuyên sử dụng nước bể dự trữ ( axit boric ) sau phương pháp tuần hồn trống từ thùng lắng dung tích từ bể hàn bỏ Yêu cầu thiết kế: • Đảm bảo phần dung tích bơm tự • Đảm bảo phân bố nước giọt nhỏ ( với phân bố đường kính nhỏ) • Trong trường hợp phương pháp tuần hồn, làm khớp miệng bình bơm ( thùng lắng ) nên bị cản trở 10 Hệ thống nén áp VVER-440 Dòng khí khơng ngưng tụ xun qua khay -Hơi ngưng tụ -Khí xuyên qua Khí khơng ngưng tụ vào bẫy khí 42  Khí chảy vào bẫy khí qua van kép  Nhờ cân áp suất, sủi bọt dừng lại giảm áp suất ngưng tự vách thép buồng kín hơi, tạo khí mặt nước khay để đẩy nước khỏi khay Nước sau phun sương vào tháp nội địa hóa, làm giảm thêm áp suất nhà lò Cấu trúc bên nhà máy VVER-1000 43 Thơng gió cho nhà lò  Lỗi điển hình hay gặp nhà lò: áp suất thấp mức thông thường - slow overpressurization  Khắc phục: o Làm mát nhà lò o Thơng gió cho nhà lò – giải phóng, lọc chất nhiễm, khí phóng xạ từ nhà lò ngồi mơi trường cách có kiểm sốt 44 Thơng gió cho nhà lò  Trở thành vấn đề năm 80 sau thực phân tích tai nạn nghiêm trọng  Lúc đầu, chủ yếu kế hoạch vận hành khẩn cấp BWR  Lên kế hoạch cho nhiều lò thực tế có vài lò  u cầu NRC năm 1988: tăng cường việc thơng gió cho nhà lò Mark I (preventing pipe failures at high pressure transients and helping valve actuation during vening)  Tăng cường việc thơng gió: mạnh hơn, ống, van bền hơn, van điều khiển được…  Thơng gió cho nhà lò thực sau nhân nóng chảy qua the wetwell (bể chứa ướt) 45 46 Bộ phận hạ áp Hệ thống lọc nhà lò PWRs - Pháp Thơng gió cho nhà lò Sự thâm nhập tại, Đường kính 300mm cho nhà máy cơng suất 1300MWe, 250mm cho nhà máy 900MWe Van tay, mở cách… Áp lực xuống … Cung cấp khơng khí khơ lọc thời gian bình thường … Gửi lọc Bộ giám sát xạ Plant stack, với lỗ thông nhỏ Sắp xếp cho Thơng gió cho nhà lò      Ví dụ: Tổ máy số 1, Fukushima daiichi 12 tháng 3: chuẩn bị cho PCV (pressure control valve – van điều áp) thơng gió áp suất D/W (drywell – bể khô) cao (được thông qua PM – prevent maintenance – bảo dưỡng phòng ngừa, METI NISA) Sáng 12 tháng 3: bắt đồng thông gió PCV từ D/W, harsh environment liều phóng xạ cao Van MO mở tay tới 25% Cố mở tay van AO từ S/C – sequence controler – điều khiển liên tiếp thất bại liều phóng xạ cao Sau van AO mở nén khí tạm thời 3pm 12 tháng 3: áp suất D/W giảm, việc thơng gió thành cơng 47 Hệ đo đạc đươc thiết kế cho tai nạn nghiêm trọng thực tế lại khơng có khả phục vụ vụ tai nạn thật Thơng gió cho nhà lò 48  u cầu việc thơng gió sau vụ Fukushima o NRC task force: tăng cường xác việc thơng gió thay cho tăng cường trước o Tăng cường xác nên xem xét với loại nhà lò khác o Việc thơng gió nên thực hệ thống kiểm sốt thụ động (hạn chế áp suất) chủ động (giảm áp thời gian chọn , vd: for activation of LPIS) o Hệ thống thơng gió bể ướt bể khô dài hạn mà không gây nguy hiểm cho nhân viên o Thơng gió lọc o Common system for more units in containment vent system should be avoided o Kháng địa chấn Thơng gió cho nhà lò  VD: Hệ thống Westinghouse cho PWR o Lọc thơng gió khơ o Tách ẩm lối vào FCV (flow control valve – van điều khiển dòng) o Loại bỏ chuyển động với rupture disk o Có thể thực thành phần thụ động o Lọc khí dung: giai đoạn để loại bỏ hạt o Lọc phụ: sợi kim loại với đường kính giảm dần 65 – 12um o Lọc chính: sợi kim loại với đường kính giảm dần 122 um o Màng lọc Iodine: màng lọc phân tử khoáng chất (sự hấp thụ nguyên tố iod hữu cơ) 49 Thơng gió cho nhà lò 50 51 Các hệ thống an toàn hạt nhân khác 52 4.1 Hệ thống bảo vệ lò phản ứng (RPS) Cần điều khiển - Các cần điều khiển chuỗi kim loại nhanh chóng đưa vào lõi để hấp thụ neutron làm ngừng nhanh phản ứng hạt nhân Bơm an tồn/kiểm sốt chất lỏng dự phòng - - Làm ngừng phản ứng hạt nhân cách bơm chất lỏng hấp thụ neutron trực tiếp vào lõi Trong lò phản ứng nước sơi, phản ứng thường bao gồm dung dịch chứa Bo (như axit boric), bơm vào để đẩy nước lõi Các lò phản ứng nước cao áp thường sử dụng dung dịch Bo với cần điều khiển để kiểm soát phản ứng cần tăng nồng độ dung dịch lên để làm chậm ngừng phản ứng 53 4.2 Hệ thống nước dịch vụ cần thiết - ESWS) - Chức ESWS tuần hoàn nước làm mát từ thiết trao đổi nhiệt thành phần khác - Do hệ thống trừ khử nhiệt từ hai hệ thống sơ cấp bể làm mát nhiên liệu sử dụng, nên ESWS hệ thống an toàn then chốt 54 4.3  Hệ cung cấp điện khẩn cấp (EES) - Máy phát điêzen: cung cấp điện tình trạng khẩn cấp - Máy phát mơ tơ: ngăn chặn thiết bị bị hư hỏng suy yếu điện đột ngột + Máy phát mơ tơ gắn với bánh đà cho phép cung cấp điện liên tục thời gian ngắn việc cung cấp điện chuyển sang máy phát điêzen pin - Pin ắc-qui thường tạo hệ thống điện dự phòng 55 4.4 Hệ thống xử lý khí thải dự phòng - SBGT - Là hệ xử lý khí thải trạng thái sẵn sàng, sử dụng có cố trường hợp khẩn cấp nhà máy điện hạt nhân - Chức năng: + Xử lý khí chứa chất phóng xạ sau bơm khí từ bên nhà lò mơi trường + Duy trì áp suất âm bên nhà lò để hạn chế phát thải chất phóng xạ ngồi mơi trường “ 56 Cảm ơn Thầy bạn lắng nghe ! ”