Hướng nghiên cứu

LÝ THUYẾT VẬT LÝ NEUTRON VÀ LÒ PHẢN ỨNG

Tính toán các thông số đặc trưng về neutron và vật lý lò phản ứng bằng cách giải phương trình vận chuyển neutron bằng hai phương pháp:

PHƯƠNG PHÁP TẤT ĐỊNH (Deterministic Method): sử dụng các chương trình tính toán cho lò phản ứng sử dụng phương pháp tất định như CITATION, PERKY, SRAC,…để tính các thông số đặc trưng như hệ số nhân hiệu dụng, độ phản ứng, giá trị độ phản ứng, độ cháy nhiên liệu, phân bố mật độ công suất, phân bố thông lượng neutron,…
PHƯƠNG PHÁP NGẪU NHIÊN (Probabilistic Method): sử dụng các chương trình tính toán Monte Carlo như MNCP, GEANT4, SERPENT, OpenMC…mô phỏng quá trình vận chuyển neutron trong lò phản ứng từ đó thu được các thông số như hệ số nhân hiệu dụng, độ phản ứng,…

Hình 1. Lưu đồ tính toán cho lò phản ứng tái sinh nhanh FBR (Fast Breeder Reactor)

Hình 2. Một số kết quả tính toán cho lò phản ứng tái sinh nhanh FBR

THỦY NHIỆT LÒ PHẢN ỨNG

Tính toán các quá trình động lực học dòng chảy và truyền nhiệt trong lò phản ứng sử dụng các phương pháp động lực học chất lưu CFD (Computational Fluid Dynamic) và phương pháp phần tử rời rạc DEM (Discrete Element Method). Các chương trình được sử dụng là ANSYS-CFX, OpenFOAM, SIMMER, SAS,...

Source: OECD-NEA Expert Group on Multi-Physics Experimental Data, Benchmarks and Validation, ICONE26-81571

Hình 3. Phân bố nhiệt độ thùng lò và các bó nhiên liệu của lò VVER-1000 theo các mô hình nhiễu loạn khác nhau

Hình 4. Phân bố vận tốc của dòng chảy tại các vị trí khác nhau dọc theo kênh tải nhiệt mở rộng trong bó nhiên liệu của lò VVER-1000

MÔ PHỎNG VẬN HÀNH NHÀ MÁY ĐIỆN HẠT NHÂN

Trong hướng nghiên cứu nhà máy điện hạt nhân, hiên tại chúng tôi sử dụng một số phần mềm chuyên dụng thực hiện mô phỏng một số sự cố tai nạn của nhà máy điện hạt nhân, thực hiện mô phỏng tính toán các thông số vật lý trong lò như độ phản ứng, thông lượng neutron, các đồng vị phóng xạ, công suất nhiệt, công suất điện, các thông số về nhiệt độ, áp suất, dòng chảy,… Mục đích của những nghiên cứu này nhằm mục đích phục vụ công tác giảng dạy cho ngành “Kỹ Thuật Hạt Nhân”, hướng năng lượng và điện hạt nhân. Các phần mềm sử dụng hiện nay bao gồm PCTRAN, BWR, WWER-1000, CANDU,… Đây là gói phần mềm được tổ chức năng lượng hạt nhân quốc tế IAEA tài trợ, phục vụ công tác nghiên cứu và giảng dạy tại bộ môn.

Hình 5. Sơ đồ khối nhà máy điện hạt nhân. Loại lò áp lực PWR. Cấu tạo gồm có (1) nhà lò phản ứng hạt nhân (reactor system), (2) nhà turbine sinh ra điện (turbine building), (3) hệ thống làm mát (cooling tower), (4) nhà phụ xử lý trong trường hợp sự cố khẩn cấp (auxiliary building).

Hình 6. Giao diện phần mềm mô phỏng PCTRAN-2 loop. Loại lò áp lực. Gói phần mềm PCTRAN – 2 loop do IAEA cung cấp.

1. Hệ thống bơm phun áp suất cao

2. Bộ tích trữ

3. Thanh công cụ

4. Thanh điều khiển

5. Van an toàn

6. Van phun hơi

7. Bình điều áp

8. Bể cứu trợ

9. Chân nóng

10. Chân lạnh

11. Bình sinh hơi SG B

12. Van cung cấp nước

13. Van hơi chính của SG

14. Van turbine chính

15. Bể ngưng tụ

16. Turbine

17. Bể Borate

18. Hệ thống bơm phun áp suất thấp

19. Hệ thống phun nước trong nhà lò

20. Hệ thống quạt và van thông gió

21. Bình sinh hơi SG A

22. Các thông số trong nhà lò

23. Máy bơm tuần hoàn A

24. Các thông số của lõi lò

25. Thùng lò

26. Hệ thống nhiên liệu

27. Hệ thống thanh điều khiển

28. Máy bơm tuần hoàn B

29. Hệ thống bảo vệ lò

30. Thanh trạng thái

31. Van hơi turbine phụ

32. Hệ thống cung cấp nước làm mát

33. Turbine phụ

34. Bể cung cấp nước làm mát phụ

Hình 7. Giao diện chính của phần mềm WWER-1000 cho loại lò áp lực WWER-1000 (loại lò của Nga). Gói phần mềm WWER-1000 do IAEA cung cấp.

1. Van quy định boron và bảng điều khiển.

2. Các phím khóa của hệ thống bảo vệ lò.

3. Bộ chọn điểm thiết lập bảo vệ khẩn cấp.

4. Khóa cho sự hoạt động của thanh điều khiển riêng.

5. Khóa cho sự hoạt động của nhóm thanh điều khiển.

6. Các thông số lò tổng quan

7. Hai nhóm của sự lựa chọn các nhóm thanh điều khiển.

8. Các nút để chọn các trang trình bày

9. Mô hình sự kết nối cho mô hình mạch sơ cấp và mô hình trao đổi boron.

10. Bảng điều khiển chêm boron.

11. Bảng vị trí thanh điều khiển

12. Sự phân bố theo trục của năng lượng tương đối được tạo ra trong bó nhiên liệu.

13. Các thông số của bó nhiên liệu riêng

14. Các buồng ion hóa

15. Sự phân bố bó của các thông số lõi lò

16. Nút mô hình neutron tĩnh

17. Thang màu

18. Đồng hồ mô phỏng

Page updated

Report abuse