Nghiên cứu sơ bộ hệ thống thủy nhiệt của lò phản ứng mô đun nhỏ loại nước áp lực sử dụng cho trạm năng lượng hạt nhân nổi

Bài viết Nghiên cứu sơ bộ hệ thống thủy nhiệt của lò phản ứng mô đun nhỏ loại nước áp lực sử dụng cho trạm năng lượng hạt nhân nổi trình bày các kết quả tính toán thủy nhiệt sử dụng chương trình RELAP5 cho thiết kế sơ bộ hệ thống thủy nhiệt của lò phản ứng mô đun nhỏ loại nước áp lực (PWR) sử dụng trên trạm năng lượng hạt nhân nổi (FNPP).
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu sơ bộ hệ thống thủy nhiệt của lò phản ứng mô đun nhỏ loại nước áp lực sử dụng cho trạm năng lượng hạt nhân nổi Tiểu ban A: Lò phản ứng, Điện hạt nhân và Đào tạo nguồn nhân lực Section A: Nuclear reactor, Nuclear power and Human resource training NGHIÊN CỨU SƠ BỘ HỆ THỐNG THỦY NHIỆT CỦA LÒ PHẢN ỨNG MÔ ĐUN NHỎ LOẠI NƯỚC ÁP LỰC SỬ DỤNG CHO TRẠM NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN NỔI PRELIMINARY STUDY OF THERMAL HYDRAULICS SYSTEM FOR SMALL MODULAR REACTOR TYPE PRESSURIZED WATER REACTOR USED FOR FLOATING NUCLEAR POWER PLANT CAO ĐÌNH HƯNG, PHẠM TUẤN NAM, HOÀNG TÂN HƯNG, NGUYỄN VĂN HIỆN Viện Khoa học và Kỹ thuật hạt nhân, 179 Hoàng Quốc Việt, Nghĩa Đô, Cầu Giấy, Hà Nội Email: caohung191@gmail.com Tóm tắt: Báo cáo trình bày các kết quả tính toán thủy nhiệt sử dụng chương trình RELAP5 cho thiết kế sơ bộ hệ thống thủy nhiệt của lò phản ứng mô đun nhỏ loại nước áp lực (PWR) sử dụng trên trạm năng lượng hạt nhân nổi (FNPP). Thiết kế sơ bộ hệ thống thủy nhiệt cho lò PWR được dựa trên công nghệ lò phản ứng ACPR50S của Trung Quốc. ACPR50S là thiết kế được Trung Quốc dự kiến lắp đặt trên các trạm năng lượng hạt nhân nổi đầu tiên của họ. Việc Trung Quốc có thể triển khai các FNPP ở Biển Đông sẽ gây ra những lo ngại cho các nước tiếp giáp Biển Đông trong đó có Việt Nam. Để phân tích đánh giá an toàn cho ACPR50S đặt trên FNPP cần tính toán các thông số vật lý, thủy nhiệt của lò phản ứng. Tuy nhiên các thông tin về ACPR50S rất ít nên phải xây dựng hệ thống thủy nhiệt sơ bộ tương đương và dựa trên công nghệ lò ACPR50S. Ngoài các thông số tham khảo từ lò phản ứng ACPR50S các thông số còn thiếu được bổ sung dựa trên các tính toán lý thuyết cũng như sử dụng phương pháp tỉ lệ với các lò PWR có sẵn thông số đầy Hình 1. Sơ đồ nút hóa của thiết kế sơ bộ đủ. Sơ đồ nút hóa của hệ thống thủy nhiệt lò phản ứng hệ thống thủy nhiệt lò PWR được thể hiện trong hình 1. Các tính toán được thực hiện trong trạng thái hoạt động ổn định của lò phản ứng. Một số kết quả mô phỏng ban đầu như tốc độ dòng khối, nhiệt độ lối vào, lối ra vùng hoạt, áp suất vòng sơ cấp, thứ cấp phù hợp với thông số thiết kế của ACPR50S. Sai khác của các thông số quan trọng không lớn, ngoại trừ tốc độ dòng khối qua vùng hoạt lò phản ứng (8%), tuy nhiên mức độ sai khác này vẫn chấp nhận được trong mô phỏng thủy nhiệt cho nhà máy điện hạt nhân. Sự sai lệch không đáng kể cho thấy rằng thiết kế sơ bộ hệ thống thủy nhiệt của lò mô đun nhỏ loại nước áp lực được RELAP mô hình hóa và hệ thống đảm bảo trạng thái vận hành ổn định. Từ khóa: Hệ thống thủy nhiệt, lò phản ứng mô đun nhỏ, RELAP5 Abstract: This paper presents results of thermal hydraulics calculation using RELAP5 computer code for preliminary design of thermal hydraulics system of small modular reactor type pressurized water reactor used for floating nuclear power plant (FNPP). The preliminary design of the thermal hydraulics system is based on the Chinese ACPR50S reactor technology. ACPR50S is the design that China plans to install on first floating nuclear power stations. In the fact that China can deploy FNPP in the East Sea will cause concerns for countries adjacent to the East Sea, including Vietnam. The analysis and safety assessment for ACPR50S installed on FNPP, need to calculate the physical and thermal hydraulics parameters of the reactor. However, there is very little information about ACPR50S, so it is necessary to design an equivalent preliminary thermal hydraulics system based on ACPR50S reactor Figure 1. Nodalization of thermal hydraulics PWR 39 Tuyển tập báo cáo Hội nghị Khoa học và Công nghệ hạt nhân toàn quốc lần thứ 14 Proceedings of Vietnam conference on nuclear science and technology VINANST-14 technology. In addition to the reference parameters from the information of ACPR50S reactor, the missing parameters are added based on theoretical calculations as well as using the proportional method with the fully PWRs parameters. The nodal diagram of the thermal hydraulics system is shown in Figure 1. Calculations are performed in the steady state of the nuclear reactor. Some parameters such as mass flow rate, inlet temperature, outlet temperature, primary and secondary loop pressure are consistent with the design parameters of ACPR50S reactor. The difference of important parameters is not large, except for the mass flow rate through the reactor core (8%), but this difference is still acceptable in thermal hydraulics simulation for nuclear power plants. The negligible deviation indicates that the preliminary design of the thermal hydraulics system of the small modular reactor type PWR is modeled by RELAP and that the system ensures a normal operating state. Keywords: Thermal hydraulics system, small modular reactor, RELAP5 I. MỞ ĐẦU Hiện nay không ít quốc gia trên thế giới đang tập trung phát triển các lò phản ứng công suất nhỏ kiểu mô đun (SMR) bởi rất nhiều ưu điểm của loại lò này so với các lò công suất lớn đang vận hành thương mại. Một trong những ứng dụng nổi bật của SMR là sử dụng trên các trạm năng lượng hạt nhân nổi để có thể hoạt động xa bờ. Trung Quốc là nước đặc biệt quan tâm tới trạm năng lượng hạt nhân nổi (FNPP), bởi vậy họ đã có những thiết kế lò phản ứng kiểu SMR phù hợp để sử dụng trên FNPP. Những FNPP đầu tiên của Trung Quốc sẽ sử dụng công nghệ lò ACPR50S, được phát triển bởi Tập đoàn Năng lượng Hạt nhân Tổng hợp Trung Quốc (CGNPC), với mục đích tạo ra một thiết kế an toàn, khả năng thích ứng cao, có dạng mô- đun và đa dụng. Thiết kế này được mong đợi là một giải pháp linh hoạt trong việc cấp nhiệt, điện và tạo nước ngọt, cung cấp năng lượng và hỗ trợ khẩn cấp cho các vùng biển đảo [1]. Như vậy k ...