Đồ Án Phân tích và tính toán tần suất nóng chảy vùng hoạt với sự cố vỡ một ống bình sinh hơi cho công nghệ

Thảo luận trong 'Vật Lý' bắt đầu bởi Quy Ẩn Giang Hồ, 7/9/15.

  1. Quy Ẩn Giang Hồ

    Quy Ẩn Giang Hồ Administrator
    Thành viên BQT

    Bài viết:
    3,101
    Được thích:
    15
    Điểm thành tích:
    38
    Xu:
    0$
    MỞ ĐẦU


    Sau thảm họa Chernobyl vào năm 1986, thảm họa kép động đất, sóng thần xảy ra dẫn tới sự cố NMĐHN Fukushima Daiichi Nhật Bản vào ngày 11/3/2011 đã làm thay đổi đáng kể chiến lược điện hạt nhân tại nhiều quốc gia trên thế giới. Tại Việt Nam, do thủy điện đã bão hòa và phụ thuộc nhiều vào thời tiết, còn các nguồn nhiên liệu như than đá, dầu đang dần cạn kiệt, điện gió suấtđầu tư cao và cần diện tích lớn . nên điện hạt nhân đang là nguồn năng lượng sạch, không phát thải các khí gây ô nhiễm, vận hành ổn định . đang được xem là giải pháp tốt nhất hiện nay để đảm bảo cấp năng lượng bền vững cho phát triển. Điện hạt nhân đã góp phần giải quyết nhu cầu năng lượng đối với phát triển kinh tế-xã hội, đảm bảo an ninh năng lượng, thực hiện đa dạng hóa nguồn năng lượng và bảo vệ môi trường. Dođó, Việt Nam vẫn tiếp tục chuẩn bị cơ sở hạ tầng và các công việc cần thiết cho việc xây dựng NMĐHN đầu tiên tại tỉnh Ninh Thuận, tuy nhiên với những bước đi thận trọng hơn. Hiện tại, thiết kế lò phản ứng VVER-1200/V491 đã được Tập đoàn điện lực Việt Nam (EVN) lựa chọn đề xuất xây dựng cho NMĐHN Ninh Thuận 1.
    Song song giữa cáclợi ích của điện hạt nhân mang lại thì việc vận hành một NMĐHN cũng đặt ra nhiều vấn đề cần giải quyết, một trong số đó chính là vấn đềan toàn của NMĐHN, bảo đảm không xảy ra sự cố đáng tiếc làm ảnh hưởng đến con người và môi trường.
    Để đánh giá được thiết kế nhà máy có các hệ thống an toàn có đủ đảm bảo để ngăn chặn các sự cố được đặt ra trong thiết kế cơ sở của một NMĐHN, từ đó việc DSA và PSA là hai phươngpháp cơ bản và phổ biến dùng để phân tích an toàn cho NMĐHN. Việc tính toán và phân tích này được xuất phát từ cơ sử lý thuyết kếp hợp với các cơ chế hoạt động của các hệ thống an toàn và đặc điểm, mức độ đáp ứng của hệ thống đó khi xảy ra sự cố. Để việc tính toán được nhanh chóng và hiệu quả, các chương trình về phân tích an toàn xác suất đã và đang được sử dụng một cách rộng rãi, đặc biệt là chương trình tính toán Riskspectrum PSA (đã và đang được sử dụng rộng rãi hiện nay).

    Hình 1. Phần đóng góp vào CDF từ các sự kiện khởi phát.
    Trong Hình 1 ta có thể thấy sự cố vỡ ống bình sinh hơi (SGTR) là một trong những sự cố điển hình (đóng góp 3.9% đến tổng CDF của toàn NMĐHN) có thể xảy ra và cần được xem xét thận trong trong nhóm những sự cố có thể xảy ra. Vì vậy đề tài được chọn để báo cáo của đồ án là “Phân tích và tính toán tần suất nóng chảy vùng hoạt với sự cố vỡ một ống bình sinh hơi cho công nghệ VVER-1200/V491 sử dụng chương trình Riskspectrum PSA”.
    Do kiến thức còn hạn hẹp và thời gian thực hiện có hạnnên đề tài còn nhiều sai sót, hạn chế. Với mong muốn ban đầu, đồ án dự kiến sẽ thực hiện các tính toán trên công nghệ VVER-1200/V491. Các thông tin liên quan tới loại công nghệ này được khai thác từ hồ sơ Báo cáo Phân tích an toàn của EVN cho giai đoạn phê duyệt dự án đầu tư Nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận 1. Tuy nhiên, do thiết kế tại giai đoạn này là thiết kế cơ sở, nhiều thông tin cụ thể không được cung cấp trong báo cáo Phân tích An toàn đã gây khó khăn trong việc thu thập số liệu để tính toán, đặc biệt là các thông tin về kịch bản hoạt động các hệ thống, các tính toán thủy nhiệt và độ tin cậy của hệ thống, bộ phận. Với những khó khăn này. Tôi đã mô phỏng một kịch bản sự cố cơ bản cho công nghệ lò PWR điển hình được đưa ra bởi IAEA, vì vậy mong thầy (cô) hết sức thông cảm về vấn đề hạn chế của đồ án này. Nếu có cơ hội được tiếp tục phát triển đồ án này trong tương lai, tôi tin rằng những kiến thức và kỹ năng thu được qua việc nghiên cứu thực hiện đồ án hoàn toàn có thể được áp dụng đối với công nghệ VVER-1200/V491 khi đã có đủ thông tin cần thiết. Vì vậy tôi mong được sự góp ý để đề tài này có tính ứng dụng cao hơn trong thực tế tại Việt Nam.
    Đồ án này được thực hiện nhằm đạt được 3 mục tiêu chính sau:
    - Hiểu rõ hơn về thiết kế công nghệ lò phản ứng được lựa chọn xây dựng tại NMĐHN Ninh Thuận 1 (VVER-1200/V491);
    - Hiểu rõ phương pháp PSA mức 1, các ưu điểm và nhược điểm của phương pháp này;
    - Sử dụng chương trình Riskspectrum PSA để mô phỏng sự cố vỡ một ống bình sinh hơi và tính toán tần suất nóng chảy vùng hoạt.
    Tương ứng với các mục tiêu chính của đồ án, báo cáo này được chia làm 5 phần như sau:
    Phần I - Tổng quan về lò phản ứng hạt nhân VVER-1200/V491;
    Phần II - Tổng quan về phương pháp phân tích an toàn xác suất (PSA)mức 1;
    Phần III - Tổng quan về Riskspectrum PSA;
    Phần IV - Phân tích và tính toán CDF với sự cố SGTR bằng công cụ tính toán Riskspectrum PSA;
    Phần V - Kết luận.

    MỤC LỤC


    LỜI CẢM ƠN 2
    DANH MỤC TỪ NGỮ VIẾT TẮT, THUẬT NGỮ VÀ GIẢI THÍCH 7
    DANH MỤC CÁC HÌNH 9
    DANH MỤC CÁC BẢNG 10
    MỞ ĐẦU 11
    PHẦN I. TỔNG QUAN VỀ LÒ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN 15
    VVER-1200/V491 15
    1.1. Giới thiệu 15
    1.2. Mô tả thiết kế lò VVER-1200/V-491 18
    1.2.1. Lò phản ứng 18
    1.2.2. Nhiên liệu và vùng hoạt 19
    1.2.3. Bình sinh hơi (SG) 21
    1.2.4. Bơm chất làm mát lò phản ứng 23
    1.2.5. Hệ thống ống dẫn vòng sơ cấp (primary circuit pipeline system) 24
    1.2.6. Các hệ thống lưu giữ và xử lý nhiên liệu hạt nhân 26
    1.2.7. Các hệ thống phụ trợ 26
    1.2.8. Các hệ thống an toàn 27
    1.2.9. Bố trí nhà máy 33
    PHẦN II. TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH AN TOÀN XÁC SUẤT (PSA) MỨC 1 37
    2.1. Vai trò và hạn chế của PSA 38
    2.2.Tổng quan về PSA mức 1 39
    2.3. Các bước thực hiện PSA mức 1 39
    2.3.1. Thu thập thông tin của nhà máy 41
    2.3.2. Sàng lọc và lựa chọn sự kiện khởi phát 42
    2.3.3. Phân tích trình tự xảy ra sự cố 43
    2.3.4. Phân tích độ tin cậy của hệ thống an toàn 44
    2.3.5. Phân tích sai hỏng do sự phụ thuộc lẫn nhau 44
    2.3.6. Phân tích sai hỏng cùng nguyên nhân (CCF) 45
    2.3.7. Phân tích độ tin cậy của yếu tố con người 46
    2.3.8. Phân tích độ bất định và phân tích nhạy 47
    PHẦN III. TỔNG QUAN VỀ RISKSPECTRUM PSA 49
    PHẦN IV.PHÂN TÍCH VÀ TÍNH TOÁN CDF VỚI SỰ CỐ SGTR BẰNG CÔNG CỤ TÍNH TOÁN RISKSPECTRUM PSA 52
    4.1. Phân tích sự cố SGTR 52
    4.1.1. Kịch bản sự cố SGTR 52
    4.1.2. Tiêu chí thành công 54
    4.1.3. Mô tả cây sự kiện 54
    4.1.4. Cơ sở dữ liệu cho tần suất xảy ra SGTR và dữ liệu tin cậy của các bộ phận và hệ thống 59
    4.2. Kết quả 59
    4.3. Nhận xét 63
    PHẦN V. KẾT LUẬN - HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO 64
    5.1. Kết luận 64
    5.2. Hướng nghiên cứu tiếp theo 65
    PHỤ LỤC 66
    TÀI LIỆU THAM KHẢO 80