Nghiên cứu ảnh hưởng của sự phân bố không đồng nhất theo chiều cao trong việc sắp xếp chất hấp thụ cháy trong bó nhiên liệu của lò phản ứng WWER-1200 đối với đặc trưng vật lý - Neutron - K∞

Bài viết nghiên cứu ảnh hưởng của sự phân bố không đồng nhất trong việc sắp xếp chất hấp thụ cháy trong bó thanh nhiên liệu lò phản ứng hạt nhân loại WWER-1200 – loại tiên tiến nhất hiện nay, thế hệ 3+. Việc lựa chọn sử dụng chất hấp thụ cháy cho phép tránh sử dụng quá nhiều Bor và để giảm tải cho thanh điều khiển của hệ thống điều khiển và an toàn lò phản ứng.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu ảnh hưởng của sự phân bố không đồng nhất theo chiều cao trong việc sắp xếp chất hấp thụ cháy trong bó nhiên liệu của lò phản ứng WWER-1200 đối với đặc trưng vật lý - Neutron - K∞ ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 5(126).2018, Quyển 1 89 NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA SỰ PHÂN BỐ KHÔNG ĐỒNG NHẤT THEO CHIỀU CAO TRONG VIỆC SẮP XẾP CHẤT HẤP THỤ CHÁY TRONG BÓ NHIÊN LIỆU CỦA LÒ PHẢN ỨNG WWER-1200 ĐỐI VỚI ĐẶC TRƯNG VẬT LÝ - NEUTRON - K∞ A STUDY ON THE INFLUENCE OF AXIAL HETEROGENEITY IN THE DISTRIBUTION OF BURNABLE ABSORBERS IN THE FUEL ASSEMBLY WWER-1200 AT NEUTRONIC CHARACTERISTICS - K∞ Trương Hoài Nam1, Hoàng Ngọc Đồng2 1 Ban Quản lý Dự án Nhiệt điện 2 - Chi nhánh Tập đoàn Điện lực Việt Nam; hoainam.and2@gmail.com 2 Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng; hoangngocdong29@gmail.com Tóm tắt - Bài báo nghiên cứu ảnh hưởng của sự phân bố không đồng nhất trong việc sắp xếp chất hấp thụ cháy trong bó thanh nhiên liệu lò phản ứng hạt nhân loại WWER-1200 – loại tiên tiến nhất hiện nay, thế hệ 3+. Việc lựa chọn sử dụng chất hấp thụ cháy cho phép tránh sử dụng quá nhiều Bor và để giảm tải cho thanh điều khiển của hệ thống điều khiển và an toàn lò phản ứng. Để thực hiện được cần dựa trên cơ sở nghiên cứu, đánh giá các yếu tố về kinh nghiệm xây dựng và vận hành, bảo dưỡng và sửa chữa cũng như thị trường cung cấp thiết bị cùng với việc tính toán, phân tích, so sánh giữa các thông số kỹ thuật, bao gồm các đặc trưng vật lý - neutron (K∞) để chọn được thông số tối ưu nhất. Từ đó có thể kéo dài tuổi thọ của thanh nhiên liệu, tức kéo dài được thời gian làm việc của lò phản ứng. Abstract - The article presents the idea on the influence of axial heterogeneity in the distribution of burnable absorbers in the fuel assembly WWER-1200 at its neutronic characteristics, which is classified as the most advanced type in the world at present, the Generation 3-plus nuclear reactor. Using burnable absorbers allows us to avoid excessive use of bor, and to reduce the load on the control bar of the control system and increase reactor safety. All projects should be based on the study and evaluation of the elements of the experience in erection, operation, maintenance and repairs, the equipment supply market, together with the calculations, analysis, comparisons between the technical parameters including neutronic characteristics (K∞) to select the optimum parameters. This could extend the life of the fuel rod and would lengthen the reactors working life. Từ khóa - nhà máy điện hạt nhân; WWER-1200; bó thanh nhiên liệu; chất hấp thụ cháy; hệ số tái sinh neutron; lò phản ứng. Key words - nuclear power plants; WWER-1200; fuel assembly; burnable absorbers; neutron regeneration coefficient; reactor. 1. Đặt vấn đề Các lò phản ứng nước áp lực (PWR) thuộc loại phổ biến nhất của lò phản ứng hạt nhân – lò phản ứng nước nhẹ có vỏ, vùng hoạt không đồng nhất có phổ neutron nhiệt. Nhiên liệu là urani dioxit (UO2) được làm giàu 235U. Trong các lò phản ứng loại này, nước được sử dụng làm chất tải nhiệt và chất làm chậm. Ngày nay, để nâng cao hiệu quả kinh tế, độ tin cậy và an toàn của nhà máy điện hạt nhân, về mặt kỹ thuật, cần thực hiện mọi biện pháp hợp lý để ngăn ngừa và giảm thiểu hậu quả của sự cố xảy ra. Đảm bảo độ tin cậy cao nhất cho tất cả sự cố khả dĩ được đưa vào thiết kế, kể cả những sự cố với xác suất xảy ra rất thấp. Theo các chuyên gia, lò phản ứng áp lực nước WWER-1200 có hiệu quả kinh tế trong việc sản xuất năng lượng và an toàn tốt hơn so với các thế hệ trước. Ngoài ra, để đảm bảo tính cạnh tranh, điều quan trọng phải tính đến khi thiết kế lò phản ứng thế hệ 3+ là các hướng phát triển làm tăng thời gian vận hành (tuổi thọ) của các lò phản ứng nước áp lực. Các hướng phát triển trên thế giới hiện nay như sau: - Tăng độ sâu cháy* của các bó nhiên liệu được lấy ra và từ đó giảm nhiên liệu sử dụng và lượng thải phát sinh (*Độ sâu cháy nhiên liệu là tổng năng lượng được giải phóng do quá trình phân hạch của một lượng nhiên liệu hạt nhân (MWD)); - Tăng hệ số sử dụng công suất lắp đặt** nhà máy (**Hệ số sử dụng công suất lắp đặt là tỷ lệ công suất thực tế khi vận hành trong một khoảng thời gian nhất định với công suất theo lý thuyết); - Đảm bảo tính linh hoạt của chu trình nhiên liệu (bảo đảm thời gian nạp nhiên liệu trong khoảng từ 9 đến 24 tháng); - Sử dụng tích hợp các nhiên liệu hấp thụ cháy; - Hình thành các cấu hình vùng hoạt với sự làm giảm rò rỉ neutron; - Tăng tính hiệu quả của hệ thống kiểm soát và bảo vệ. Trong lò phản ứng WWER, có một số cách để tăng độ cháy của nhiên liệu hạt nhân, trong đó chủ yếu là: - Tăng thời gian vận hành của lò phản ứng và hệ số sử dụng của công suất lắp đặt; - Tăng hiệu quả sử dụng uranium tự nhiên; - Giảm tiêu thụ năng lượng cho các hệ thống thiết bị riêng; - Giảm tốc độ rút thanh nhiên liệu đã qua sử dụng để làm giảm nhu cầu lưu trữ các bó nhiên liệu đã qua sử dụng. Trong quá trình vận hành lò phản ứng, lượng nhiên liệu hạt nh ...