Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Phân tích các đặc trưng của thanh nhiên liệu sử dụng trong lò phản ứng hạt nhân VVER-AES2006

Chia sẻ: Na Na | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:118

Thêm vào BST

Báo xấu

85
lượt xem 8
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Các kết quả nghiên cứu trong khuôn khổ luận văn này sẽ trình bày những hiểu biết cần thiết về đặc điểm công nghệ lò phản ứng, các đặc trưng thiết kế, cũng như ảnh hưởng của quá trình vận hành đối với các bộ phận trong vùng hoạt lò phản ứng, đặc biệt là thanh nhiên liệu nhằm tăng cường năng lực phân tích an toàn, phục vụ cho việc phân tích, đánh giá an toàn nhà máy điện hạt nhân mà cụ thể là về đặc trưng nhiên liệu sử dụng.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Phân tích các đặc trưng của thanh nhiên liệu sử dụng trong lò phản ứng hạt nhân VVER-AES2006

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ĐINH VĂN CHIẾN PHÂN TÍCH CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA THANH NHIÊN LIỆU SỬ DỤNG TRONG LÒ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN VVER AES2006 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Hà Nội 2015
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ĐINH VĂN CHIẾN PHÂN TÍCH CÁC` ĐẶC TRƯNG CỦA THANH NHIÊN LIỆU SỬ DỤNG TRONG LÒ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN VVER AES2006 Chuyên ngành: Vật lý nguyên tử Mã số: 60 44 0106 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. TRẦN ĐẠI PHÚC
Hà Nội 2015
Lời cảm ơn Luận văn này là kết quả của quá trình học tập tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Đại học Quốc gia Hà Nội và quá trình thực tập tại Cục Năng lượng nguyên tử (NLNT). Trong đó, đặc biệt là quá trình tham gia Đề tài độc lập cấp Nhà nước “Nghiên cứu ảnh hưởng của quá trình vận hành đến tính chất của nhiên liệu và vỏ thanh nhiên liệu trong lò phản ứng VVER1000“ do Cục NLNT chủ trì và thời gian đào tạo dưới sự hướng dẫn của TS Jinzhao Zhang tại cơ quan kỹ thuật năng lượng điện TRACTEBEL (GDF SUEZ Vương quốc Bỉ). Với tình cảm chân thành, em xin bày tỏ lòng biết ơn đến quý thầy cô giáo đã tham gia giảng dạy lớp cao học khóa 20112013, chuyên ngành Vật lý nguyên tử, các thầy cô Khoa Sau đại học – Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, lãnh đạo Cục Năng lượng nguyên tử đã tận tình giúp đỡ, tạo điều kiện cho em trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn này. Đặc biệt em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS Trần Đại Phúc Cố vấn khoa học Cục NLNT, người đã có hơn 40 năm kinh nghiệm làm việc tại các cơ quan hàng đầu trong lĩnh vực công nghệ điện hạt nhân trên thế giới (Canada, Pháp Mỹ, Bỉ,...) đã định hướng và truyền đạt những kiến thức chuyên môn, những kinh nghiệm vô cùng quý báu trong nghiên cứu khoa học giúp em thực hiện và hoàn thành luận văn này. Mặc dù bản thân đã rất cố gắng nhưng chắc chắn luận văn không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong được nhận những ý kiến đóng góp bổ sung của quý thầy cô. Hà Nội, tháng 4 năm 2015 H ọc viên Đinh Văn Chiến
MỤC LỤC DANH MỤC THUẬT NGỮ ............................................................................................... 4 DANH MỤC BẢNG BIỂU .................................................................................................. 6 MỞ ĐẦU ............................................................................................................................... 7 1.Lý do chọn đề tài ............................................................................................................ 7 2.Mục đích nghiên cứu ...................................................................................................... 9 3.Đối tượng nghiên cứu .................................................................................................... 9 4.Giới hạn phạm vi nghiên cứu ........................................................................................ 9 5.Nhiệm vụ nghiên cứu ..................................................................................................... 9 6.Phương pháp nghiên cứu .............................................................................................. 10 7.Cấu trúc luận văn ......................................................................................................... 10 CHƯƠNG 1. LÒ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN VVERAES2006 ..................................... 12 1.1. Quá trình phát triển công nghệ lò phản ứng hạt nhân VVER ................................ 12 1.2. Đặc điểm lò phản ứng hạt nhân VVERAES2006 ................................................. 15 CHƯƠNG 2. ĐẶC TRƯNG CỦA THANH NHIÊN LIỆU HẠT NHÂN .................... 20 2.1. Đặc điểm thiết kế của thanh nhiên liệu hạt nhân [9] [15] [16] ............................. 20 2.2. Đặc trưng bức xạ đối với thanh nhiên liệu [13] [16] ............................................. 23 2.3. Đặc trưng cơ nhiệt đối với thanh nhiên liệu .......................................................... 26 2.3.1. Sự phân bố nhiệt độ trong thanh nhiên liệu [7] ............................................... 26 2.3.2. Sự thay đổi cấu trúc viên gốm nhiên liệu [8] [19] ........................................... 29 2.3.3. Quá trình mỏi và rão hóa vật liệu [8] [11] ........................................................ 33 2.4. Đặc trưng thủy nhiệt động đối với thanh nhiên liệu .............................................. 34 2.4.1. Thông lượng nhiệt tới hạn và quá trình dời khỏi vùng sôi nhân [20] ............. 35 2.4.2. Sự ăn mòn do cọ xát của vỏ bọc thanh nhiên liệu với lưới định vị [19] ........ 40 2.4.3. Biến đổi hình học thanh nhiên liệu dưới tác dụng thủy lực [25] ................... 41 2.5. Đặc trưng quá trình oxy hóa và hydro hóa đối với thanh nhiên liệu [2] ................. 46 2.5.1. Quá trình oxy hóa ............................................................................................... 46 2.5.2. Quá trình hydro hóa ........................................................................................... 53 CHƯƠNG 3. CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TOÁN NHIÊN LIỆU FRAPCON3.5 ......... 59 3.1. Tổng quan chương trình FRAPCON3.5 [3] [4] ...................................................... 59 3.1.1. Mục tiêu tính toán của chương trình FRAPCON3.5 ....................................... 59
3.1.2. Các giới hạn của chương trình FRAPCON3.5 ............................................... 60 3.2. Cấu trúc và phương pháp tính toán của code FRAPCON3.5 ................................. 61 3.2.1. Cấu trúc của code .............................................................................................. 61 3.2.2. Lưu đồ tính toán của code ................................................................................. 62 3.2.3. Cấu trúc input đầu vào ...................................................................................... 66 3.3. Mô hình chính của code FRAPCON3.5 .................................................................. 66 3.3.1. Mô hình nhiệt động ........................................................................................... 66 3.3.2. Mô hình cơ học .................................................................................................. 72 3.3.3. Mô hình phát tán khí phân hạch ........................................................................ 74 3.3.4. Mô hình oxy hóa và hydro hóa .......................................................................... 75 CHƯƠNG 4. PHÂN TÍCH ĐẶC TRƯNG THANH NHIÊN LIỆU TVS2006 ........... 78 4.1. Đặc điểm thiết kế thanh nhiên liệu TVS2006 ....................................................... 78 4.2. Tiêu chuẩn chấp nhận sử dụng trong phân tích [12] .............................................. 81 4.2.1. Tiêu chuẩn về độ bền ....................................................................................... 82 4.2.2. Tiêu chuẩn về độ biến dạng ............................................................................ 83 4.2.3. Tiêu chuẩn về nhiệt vật lý ............................................................................ 84 4.2.4. Tiêu chuẩn về ăn mòn ....................................................................................... 85 4.3. Phương pháp phân tích và mô hình hóa [10] [24] .................................................... 85 4.3.1. Phương pháp phân tích ...................................................................................... 85 4.3.2. Mô hình hóa thanh nhiên liệu TVS2006 .......................................................... 85 4.4. Đánh giá thiết kế thanh nhiên liệu TVS2006 ........................................................ 87 4.4.1. Kết quả tính toán cơ nhiệt .............................................................................. 87 4.4.2. Kết quả tính toán độ bền .................................................................................. 94 4.4.3. Kết quả tính toán biến dạng hình học ........................................................... 100 4.4.4. Kết quả tính toán về quá trình oxy hóa và hydro hóa .................................... 103 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ......................................................................................... 105 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................... 110 PHỤ LỤC ......................................................................................................................... 113
DANH MỤC THUẬT NGỮ Từ viết Tiếng Anh Tiếng Việt tắt BWR Boiling Water Reactor Lò phản ứng hạt nhân nước sôi CHF Critical Heat Flux Thông lượng nhiệt tới hạn Departure from Nuclear DNB Dời khỏi sự sôi nhân Boiling International Atomic Energy Cơ quan Năng lượng nguyên tử IAEA Agency quốc tế LOCA Loss Of Coolant Accident Tai nạn/sự cố mất chất tải nhiệt LWR Light Water Reactor Lò phản ứng hạt nhân nước nhẹ NO Normal Operation Vận hành bình thường PCI Pellet Cladding Interaction Tương tác viên gốm vỏ bọc Pellet Cladding Mechanical PCMI Tương tác cơ học viên gốmvỏ bọc Interaction PWR Pressurized Water Reactor Lò phản ứng hạt nhân nước áp lực Tai nạn/sự cố khởi phát độ phản RIA Reactivity Initiated Accident ứng SCC Stress Corrosion Cracking Rạn nứt do ăn mòn ứng suất United State Nuclear US. NRC Ủy ban Pháp quy hạt nhân Hoa Kỳ Regulatory Commission VodoVodyanoi VVER Energetichesky Reactor/Water Lò phản ứng hạt nhân nước áp lực (WWER) Cooled WaterModerated kiểu Nga Energy Reactor ε Strain Biến dạng σ Stress Ứng suất
DANH MỤC BẢNG BIỂU
DANH MỤC HÌNH VẼ MỞ ĐẦU 1.Lý do chọn đề tài Ngày nay, khi chính sách năng lượng ở mỗi quốc gia đang trở thành vấn đề cấp thiết hơn bao giờ hết, bởi sự ảnh hưởng liên quan tới nhiều khía cạnh mang tính chất toàn cầu như chống biến đổi khí hậu, xung đột vũ trang, an ninh hay chính trị… Trong khi các nguồn năng lượng mới chưa thể hiện được tính khả thi và hiệu quả thì năng lượng hạt nhân đã trở thành sự lựa chọn hàng đầu của nhiều quốc gia trong đó có Việt Nam. Bằng các nỗ lực của Chính phủ Việt Nam trong chương trình phát triển năng lượng hạt nhân cho các ứng dụng vì mục đích hòa bình, đặc biệt sau ký kết thực hiện Dự án điện hạt nhân Ninh Thuận với đối tác Liên Bang Nga cũng như các hợp tác song phương khác với Chính phủ Nhật Bản, Hàn Quốc; Việt Nam đã và đang gấp rút triển khai thực hiện các giai đoạn cần thiết để đảm bảo đáp ứng cho sự phát triển của chương trình điện hạt nhân. Mặc dù, nước ta đã có kinh nghiệm vận hành và quản lý lò phản ứng hạt nhân nghiên cứu Đà Lạt. Tuy nhiên, với đặc trưng công suất lớn, hệ thống cấu trúc phức tạp, nhà máy điện hạt nhân (NMĐHN) đòi hỏi rất khắt khe về việc đảm bảo hoạt động an toàn của các lò phản ứng hạt nhân bên trong nhà máy. Điều đó đã đặt ra rất nhiều thách thức cho toàn bộ quá trình vận hành cũng như quản lý nhà máy. Do đó các phân tích đánh giá đặc trưng hoạt động của lò phản ứng là điều rất cần thiết. Trong phân tích an toàn lò phản ứng chủ yếu tập trung
vào 3 vấn đề chính bao gồm phân tích vật lý nơtron vùng hoạt lò phản ứng, phân tích thủy nhiệt động lò phản ứng và phân tích hiệu năng nhiên liệu lò phản ứng. Từ những năm 80 của thế kỷ XX cho đến nay, các thiết kế thanh nhiên liệu sử dụng trong lò phản ứng hạt nhân không ngừng được cải tiến nhằm tối ưu hóa các đặc trưng vận hành trong vùng hoạt lò phản ứng. Trong suốt quá trình cải tiến nhiên liệu, các thay đổi chủ yếu tập trung vào hình dạng của thanh nhiên liệu cũng như các đặc điểm của viên gốm nhiên liệu và lớp vỏ bọc như tăng độ làm giàu nhiên liệu (lên tới 5%), sử dụng các viên gốm nhiên liệu UO 2Gd2O3, sử dụng vỏ bọc làm bằng hợp kim Zr1%Nb,… Các thay đổi về vật liệu, cấu trúc và kích thước này nhằm đáp ứng các điều kiện vận hành khác nhau của lò phản ứng như mức công suất cao (1000 1600 MWe), tăng giới hạn công suất 110% công suất danh định, tăng độ cháy nhiên liệu (60 70 MWd/kgU) và kéo dài chu kỳ nhiên liệu (chu kỳ nhiên liệu từ 12 đến 18 tháng). Do đó, các dự đoán sát với thực tế hơn về hiệu năng nhiên liệu trở nên rất quan trọng đối với việc thiết kế và đánh giá an toàn thanh nhiên liệu hạt nhân (TNLHN). Điều này cho phép vận hành nhà máy điện hạt nhân một cách hiệu quả và an toàn nhất; cũng như cải thiện biên dự trữ vận hành an toàn, tăng hiệu quả kinh tế và quản lý nhiên liệu một cách linh hoạt hơn. Các kết quả nghiên cứu trong khuôn khổ luận văn này sẽ trình bày những hiểu biết cần thiết về đặc điểm công nghệ lò phản ứng, các đặc trưng thiết kế, cũng như ảnh hưởng của quá trình vận hành đối với các bộ phận trong vùng hoạt lò phản ứng, đặc biệt là thanh nhiên liệu nhằm tăng cường năng lực phân tích an toàn, phục vụ cho việc phân tích, đánh giá an toàn nhà máy điện hạt nhân mà cụ thể là về đặc trưng nhiên liệu sử dụng.
2.Mục đích nghiên cứu Tìm hiểu đặc điểm công nghệ lò phản ứng hạt nhân VVERAES2006; trong đó bao gồm thiết kế và các tiêu chuẩn vận hành của thanh nhiên liệu sử dụng trong lò phản ứng hạt nhân VVERAES2006 (TVS2006); Nghiên cứu các đặc trưng của trạng thái vận hành bình thường và các ảnh hưởng cơ lý hóa nhiệt bức xạ đối với thanh nhiên liệu trong lò phản ứng hạt nhân; Phân tích các đặc trưng của thanh nhiên liệu trong trạng thái vận hành ổn định, phục vụ đánh giá thiết kế thanh nhiên liệu sử dụng trong lò phản ứng hạt nhân VVERAES2006. 3.Đối tượng nghiên cứu Các hiện tượng cơ lý hóa nhiệt bức xạ và đặc trưng trong điều kiện vận hành bình thường của thanh nhiên liệu lò phản ứng hạt nhân VVER AES2006. 4.Giới hạn phạm vi nghiên cứu Luận văn nghiên cứu tập trung trong phạm vi đối với lò phản ứng nước áp lực (VVER), trong đó các vấn đề liên quan chủ yếu đến các đặc trưng của thanh nhiên liệu trong trạng thái hoạt động ổn định của lò phản ứng. Các tính toán cụ thể được áp dụng đối với thanh nhiên liệu của lò phản ứng VVERAES2006 bằng chương trình tính toán nhiên liệu FRAPCON3.5. 5.Nhiệm vụ nghiên cứu Tìm hiểu công nghệ lò phản ứng và đặc điểm thiết kế thanh nhiên liệu sử dụng trong lò phản ứng hạt nhân VVERAES2006; phân tích các ảnh hưởng cơ lý hóa nhiệt bức xạ đối với thanh nhiên liệu và đánh giá đặc trưng thiết kế của thanh nhiên liệu VVERAES2006 trong điều kiện vận hành ổn định.
6.Phương pháp nghiên cứu • Phương pháp hồi cứu tài liệu: Nhằm thu thập tài liệu làm cơ sở lý luận cho nội dung nghiên cứu. Tài liệu thu thập gồm có: Các tài liệu về sự phát triển của lĩnh vực điện hạt nhân trên thế giới, cũng như sự cải tiến của các thế hệ lò phản ứng hạt nhân; Các quy định và tiêu chuẩn của Cơ quan Năng lượng nguyên tử quốc tế (IAEA), Ủy ban pháp quy Hoa Kỳ (US.NRC), Cơ quan pháp quy Liên Bang Nga về việc đảm bảo vận hành nhà máy điện hạt nhân; Các tài liệu về công nghệ lò phản ứng hạt nhân VVER của Liên Bang Nga bao gồm VVERAES2006, trong đó có đặc trưng thiết kế của thanh nhiên liệu TVS2006; Các tài liệu về đặc trưng vận hành trong điều kiện bình thường của lò phản ứng hạt nhân; Các công trình nghiên cứu về đặc trưng của thanh nhiên liệu trong lò phản ứng hạt nhân; Các tài liệu về cơ sở tính toán của chương trình tính toán nhiên liệu FRAPCON3.5. • Phương pháp trực quan: Sử dụng chương trình tính toán nhiên liệu FRAPCON3.5 tính toán các đặc trưng của thanh nhiên liệu hạt nhân VVER AES2006 trong điều kiện vận hành ổn định. Phân tích, đánh giá kết quả thu được và so sánh với các tiêu chuẩn vận hành. 7.Cấu trúc luận văn Luận văn gồm các phần sau: Phần mở đầu: Giới thiệu khái quát về đề tài, mục đích nghiên cứu, nhiệm vụ nghiên cứu,…
Phần kết quả nghiên cứu: Gồm 4 chương Chương 1: Lò phản ứng hạt nhân VVERAES2006 Chương 2: Đặc trưng của thanh nhiên liệu hạt nhân Chương 3: Chương trình tính toán nhiên liệu FRAPCON3.5 Chương 4: Phân tích đặc trưng thanh nhiên liệu TVS2006 Phần kết luận và kiến nghị. Tài liệu tham khảo. Phụ lục.
CHƯƠNG 1. LÒ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN VVERAES2006 1.1. Quá trình phát triển công nghệ lò phản ứng hạt nhân VVER Sau 60 năm nghiên cứu, khai thác và sử dụng kể từ khi NMĐHN thương mại đầu tiên được đưa vào vận hành trên thế giới (Obninsk Liên Xô cũ (1954)), công nghệ lò phản ứng đã phát triển rất đa dạng và phong phú với nhiều loại lò như lò phản ứng nước áp lực (PWR/VVER), lò phản ứng nước sôi (BWR), lò phản ứng nước nặng (PHWR),… Trong đó, loại lò PWR được lựa chọn khai thác sử dụng phổ biến hơn cả. VVER hay WWER (VodoVodyanoi Energetichesky Reactor, WaterCooled WaterModerated Energy Reactor) là loại lò phản ứng nước áp lực được các nhà thiết kế Liên Bang Nga nghiên cứu và chế tạo từ những năm 60 của thế kỷ trước. Trong các phiên bản của thế hệ lò VVER được thiết kế có mức công suất điện từ 300 MWe đến 1700 MWe, sử dụng nước nhẹ là chất làm chậm và đồng thời là chất tải nhiệt, tương tự như loại lò phản ứng nước áp lực PWR. Tuy nhiên, VVER không phải là một phiên bản của lò PWR do mang những đặc trưng riêng khác biệt trong thiết kế và vật liệu sử dụng [18]. Một số đặc trưng riêng biệt của thế hệ lò VVER: Sử dụng bình sinh hơi nằm ngang, đảm bảo an toàn tối ưu đối với các nguy cơ thường gặp như sự ăn mòn cơ học hay nứt gãy do ăn mòn ứng suất (SCC),… của các ống trao đổi nhiệt, một trong những nguyên nhân dẫn tới tai nạn mất chất tải nhiệt (LOCA); Sử dụng các bó nhiên liệu hạt nhân có cấu trúc dạng lục lăng; Không có các ống dẫn vào/ra ở đáy thùng lò; Sử dụng bình điều áp loại lớn, đảm bảo khả năng an toàn của lò phản ứng do tích trữ lượng nước làm mát lớn.
Thế hệ lò VVER đầu tiên được xây dựng từ những năm 1960 ở Liên Xô cũ. Sau đó, các lò phản ứng VVER440 và VVER1000 được thiết kế và tiếp tục xây dựng ở Liên Xô cũ và một số nước Đông Âu khác, trong đó phiên bản VVER 440/V230 với mức công suất điện 440 MWe là thiết kế phổ biến nhất. VVER 440/V230 sử dụng 6 vòng làm mát sơ cấp với 6 bình sinh hơi nằm ngang, với hệ thống an toàn có độ dư gấp đôi. Một phiên bản cải tiến khác của VVER440 là VVER440/V213, đây là phiên bản đầu tiên đạt tiêu chuẩn an toàn hạt nhân của các nhà thiết kế Liên Bang Nga. VVER440/V213 được trang bị hệ thống cấp cứu vùng hoạt khẩn cấp (ECCS) và hệ thống cấp nước phụ trợ (AFS) cũng như nâng cấp các hệ thống khoanh vùng tai nạn. Sau năm 1975, các nhà thiết kế Liên Bang Nga đã cho ra đời phiên bản VVER1000 với các cải tiến đáng kể hơn so với các phiên bản VVER trước đó. VVER1000 đáp ứng công suất điện 1000 MWe với 4 vòng làm mát sơ cấp có cấu trúc được bao bọc bởi lớp vỏ nhà lò với hệ thống phun hơi nước giúp tải nhiệt dư cho vỏ nhà lò. Các thiết kế lò phản ứng VVER1000 được xây dựng kết hợp giữa các hệ thống kiểm soát an toàn chủ động, các hệ thống an toàn thụ động và các hệ thống an toàn tòa nhà lò theo liên kết quy chuẩn với các lò phản ứng hạt nhân thuộc thế hệ III của các nước phương Tây. Phiên bản VVER1000/V320 được coi là phiên bản thiết kế tiêu chuẩn của công nghệ lò VVER1000. Dựa trên kinh nghiệm thiết kế, kinh nghiệm vận hành các tổ lò VVER1000/V320 này, cùng với sự tiếp thu công nghệ từ lò PWR của Tây Âu và đáp ứng các yêu cầu mới của các văn bản pháp quy Liên Bang Nga cũng như các quy chuẩn quốc tế, các nhà thiết kế của Liên Bang Nga đã cho ra đời các thiết kế mới với nhiều cải thiện về độ tin cậy, khả năng đáp ứng an toàn và tính kinh tế như VVER1000/V428 (AES91) hay VVER1000/V392 (AES 92).
Phiên bản VVER1200 (VVERAES2006) hiện tại đang là cải tiến mới nhất của thế hệ VVER. Thiết kế VVERAES2006 đáp ứng mức công suất điện 1.200 MWe với việc tối ưu hóa áp dụng công nghệ an toàn chủ động và thụ động. Điểm khác biệt quan trọng của thiết kế VVERAES2006 đó là khả năng thực hiện độc lập các chức năng an toàn và khả năng hoạt động hài hòa giữa hai hệ thống an toàn chủ động và thụ động. Hai phiên bản khác nhau của thiết kế VVERAES2006 là VVER1200/V 491 (Viện thiết kế St. Peterburg) [1] và VVER1200/V392M (Viện thiết kế Moscow). Hiện tại, thiết kế VVERAES2006 đang được đầu tư xây dựng và chuẩn bị đưa vào vận hành tại ba nhà máy Novovoronezh II, Leningrad II và Baltic (Kaliningrad) (Liên Bang Nga). Ngoài ra, còn rất nhiều nhà máy tại Liên Bang Nga cũng như các nước khác như Cộng hòa Séc, Thổ Nhĩ Kỳ hay Cộng hòa Belarus,… cũng đã lựa chọn hoặc đang trong quá trình xem xét lựa chọn xây dựng theo thiết kế này. Hiện nay, các thế hệ lò phản ứng VVER đang được vận hành, lắp ráp xây dựng và xem xét lựa chọn rộng rãi tại nhiều quốc gia trên thế giới với sự đảm bảo về mặt công nghệ như Ukraine, Iran, Trung Quốc, Ấn Độ, Thổ Nhĩ Kỳ, Belarus, Bangladesh, Bulgaria và Việt Nam. Hình 1.1 mô tả các thế hệ phát triển lò phản ứng hạt nhân VVER.
Hình 1. 1. Các thế hệ phát triển lò phản ứng hạt nhân VVER [22] 1.2. Đặc điểm lò phản ứng hạt nhân VVERAES2006 Lò phản ứng hạt nhân VVERAES2006 là phiên bản thiết kế thuộc thế hệ III+ được hoàn thiện dựa trên cơ sở tích lũy kinh nghiệm thiết kế, kinh nghiệm vận hành các lò phản ứng VVER1000/V320 ở Nga, cũng như kinh nghiệm xây dựng, vận hành NMĐHN VVER ở Ấn Độ, Trung Quốc và nhiều quốc gia khác (Hình 1.2). Các yêu cầu đặt ra đối với thiết kế là đảm bảo ba điều kiện cơ bản đó là áp dụng các giải pháp và cách tiếp cận mới; đảm bào độ an toàn và hiệu quả kinh tế. Hai phiên bản thiết kế của lò phản ứng VVERAES2006 là V491 và V392M hoàn toàn tương tự nhau và cũng mang các đặc trưng của loại lò VVER với thiết kế bình sinh hơi nằm ngang, bó thanh nhiên liệu hình lục lăng (Hình 1.3), ô lưới nạp tải vùng hoạt dạng kênh tam giác. Tuy nhiên điểm khác biệt duy nhất giữa hai phiên bản thiết kế này đó là dựa trên các cách tiếp cận khác nhau về hệ thống an toàn lò phản ứng. Nếu như trong phiên bản VVERAES2006/V392M tối ưu hơn về hệ thống an toàn thụ động nhằm giảm sự phụ thuộc vào lỗi do con
người thì phiên bản VVERAES2006/V491 lại tối ưu hơn về hệ thống an toàn chủ động khi có tới 4 kênh an toàn chủ động so với 2 kênh của phiên bản VVER AES2006/V392M. Các thành phần chính của lò phản ứng VVERAES2006 [18] bao gồm: Lò phản ứng; Hệ thống tuần hoàn vòng sơ cấp; Hệ thống cân bằng áp suất vòng sơ cấp và bình điều áp; Hệ thống cấp/xả vòng sơ cấp, bao gồm bộ phận điều tiết axit boric; Hệ thống đường cấp nước và đường dẫn hơi vòng sơ cấp; Hệ thống kiểm soát và bảo vệ; Hệ thống an toàn. Bảng 1.1 trình bày một số đặc điểm thiết kế của lò phản ứng hạt nhân VVERAES2006. Bảng 1. 1. Một số thông số thiết kế lò phản ứng hạt nhân VVERAES2006 [22] STT Thông số Giá trị 1 Công suất nhiệt, MWt 3.200 2 Công suất điện tổ lò, MWe 1.198,8 3 Tuổi thọ lò phản ứng, năm 60 4 Độ khả dụng, % 0,92 5 Số vòng tuần hoàn, vòng 4 6 Áp suất vòng sơ cấp, MPa 16,2 7 Nhiệt độ chất làm mát lối vào, oC 298,6 8 Nhiệt độ chất làm mát lối ra, oC 329,7