PHÂN TÍCH AN TOÀN HẠT NHÂN

11/26/2015

PHÂN TÍCH AN TOÀN HẠT NHÂN
CHƯƠNG TRÌNH CHO SINH VIÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN
KHOA VẬT LÝ – ĐẠI HỌC KHTN

LÊ ĐẠI DIỄN
TRUNG TÂM ĐÀO TẠO HẠT NHÂN
VIỆN NĂNG LƯỢNG NGUYÊN TỬ ViỆT NAM

NỘI DUNG

CHƯƠNG 1 – CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ AN TOÀN HẠT NHÂN
CHƯƠNG 2 – HỆ THỐNG AN TOÀN LÒ PWR
CHƯƠNG 3 – HỆ THỐNG AN TOÀN LÒ BWR
CHƯƠNG 4 – HỆ THỐNG AN TOÀN LÒ VVER-1200
CHƯƠNG 5 – BÀI TOÁN PHÂN TÍCH AN TOÀN VÀ CÁC TIÊU
CHUẨN CHẤP NHẬN ĐƯỢC
CHƯƠNG 6 – PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH AN TOÀN XÁC SUẤT

1


11/26/2015

NỘI DUNG
I. CÁC MỤC TIÊU CỦA ATHN
II. CÁC NGUYÊN LÝ CƠ BẢN ĐỂ ĐẠT ĐƯỢC CÁC
MỤC TIÊU ATHN
III. CÁC KHÍA CẠNH KỸ THUẬT CỦA ATHN
IV. MỘT SỐ THUẬT NGỮ VÀ GIẢI THÍCH

I. CÁC MỤC TIÊU CỦA ATHN
Mục tiêu an toàn chung
Bảo vệ các cá nhân, cộng đồng và môi trường trước các nguy hại bằng việc thiết lập và duy
trì các biện pháp hữu hiệu chống lại các nguy hiểm bức xạ trong các cơ sở hạt nhân.

Mục tiêu bảo vệ chống bức xạ
• Đảm bảo trong mọi trạng thái vận hành
việc phơi nhiễm bức xạ trong nhà máy
hoặc do bất kỳ phát thải không mong
muốn nào của các chất phóng xạ ra khỏi
nhà máy phải được giữ trong giới hạn
cho trước và càng thấp càng tốt (ALARA as low as reasonably achievable)
• Đảm bảo giảm thiểu các hậu quả phóng
xạ trong bất kỳ sự cố nào.

Mục tiêu an toàn kỹ thuật
• Thực hiện các biện pháp khả thi có thể nhằm
ngăn chặn các tai nạn trong nhà máy và giảm
thiểu hậu quả các tai nạn nếu xảy ra,
• Đảm bảo với độ tin cậy cao rằng các tai nạn
có thể xảy ra phải được tính đến trong thiết
kế, kể cả các tai nạn hay sự cố có xác suất
thấp nhất và bất kỳ hậu quả phóng xạ nào
cũng phải là tối thiểu và nằm trong giới hạn
cho trước.
• Đảm bảo khả năng có thể xảy ra các tai nạn
với hậu quả phóng xạ nặng nề là vô cùng
thấp.

2


11/26/2015

CÁC ĐẶC TRƯNG LIÊN QUAN ĐẾN AN
TOÀN CỦA LÒ PHẢN ỨNG
Các đặc trưng

Các chức năng an toàn cơ bản

Dao động, thay đổi công suất nhanh
trong lò phản ứng

Điều khiển độ phản ứng

Thải nhiệt trong thời gian dài sau khi
dừng lò

Tải nhiệt dư khỏi vùng hoạt

Tạo ra một lượng lớn các chất phóng xạ
trong vùng hoạt trong quá trình vận
hành lò phản ứng

Giam giữ các chất phóng xạ và hạn chế,
giảm thiểu phát thải phóng xạ trong quá
trình vận hành bình thường cũng như
sự cố.

KHÁI NIỆM BẢO VỆ THEO CHIỀU SÂU TRONG
THIẾT KẾ LÒ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN
Phản hồi âm của độ
phản ứng

+
Hệ điều khiển lò (RCS)

+
Hệ bảo vệ lò (RPS)

+
Các hệ tống an toàn kỹ
thuật (ESF)

+
Cảnh báo sự cố nặng

An toàn nội tại
Inherent Safety
Cảnh báo
Precaution
Ngăn ngừa
Prevention
Giảm thiểu
Mitigation
Beyond DBA
Event
Core Damage
Frequency Frequency

3


11/26/2015

CÁC RÀO CHẮN PHÁT TÁN PHÓNG XẠ

Nhà lò thứ cấp
(shield building)
Nhà lò sơ cấp
(containment)
RPV
Vỏ bọ nhiên liệu
Viên nhiên liệu

Vùng loại trừ
(exclusive zone)

II. CÁC GIẢI PHÁP ĐẠT MỤC
TIÊU AN TOÀN
CÁC NGUYÊN LÝ CƠ BẢN
1. Các trách nhiệm về quản lý
2. Bảo vệ theo chiều sâu
3. Các nguyên lý kỹ thuật chung
4. Văn hóa an toàn

4

11/26/2015

1. CÁC TRÁCH NHIỆM VỀ QUẢN LÝ
• Văn hóa an toàn
• Khung luật pháp và pháp quy (Legislative and
Regulatory Framework)

– Các yêu cầu pháp lý
– Trách nhiệm của cơ quan vận hành
– Trách nhiệm của cơ quan pháp quy

TRÁCH NHIỆM CỦA CƠ QUAN
VẬN HÀNH
• Trách nhiệm đầu tiên về an toàn với việc
– Xác định rõ các tiêu chuẩn an toàn,
– Đảm bảo sự đúng đắn trong thiết kế, xây
dựng và vận hành của nhà máy,
– Xác lập các quy trình, quy phạm cần thiết và
đội ngũ nhân viên được huấn luyện tốt
– Quản lý tốt các chất phóng xạ.
Mặc dù cơ quan vận hành có thể ủy quyền cho cơ quan nhà nước thay
mặt để thực hiện các chức năng, nhưng không thể ủy quyền về việc
chịu trách nhiệm đầu tiên về an toàn.

5


11/26/2015

TRÁCH NHIỆM CỦA CƠ QUAN

PHÁP QUY
• Các chức năng chính
– Thiết lập các mục tiêu và các chuẩn về an toàn,
– Giám sát và buộc tuân thủ các luật định trong
khuôn khổ pháp lý đã quy định,
– Truyền đạt một cách độc lập các quyết định
pháp quy, các ý kiến và các căn cứ của mình
cho công chúng.

• Điều kiện quan trọng
– Đảm bảo tính độc lập đối với các cơ quan hay
tổ chức xúc tiến các hoạt động hạt nhân.

TRÁCH NHIỆM CỦA CƠ QUAN PHÁP QUY
• Các hoạt động pháp quy
– Thiết lập và phát triển các chuẩn và quy phạm về an
toàn,
– Cấp phép và thanh tra các thiết bị,
– Thiết lập, giám sát và buộc tuân thủ các điều kiện cấp
phép,
– Đảm bảo có những hành động đúng đắn khi phát
hiện các điều kiện mất an toàn hoặc tiềm ẩn mất an
toàn,
– Khuyến khích các nghiên cứu về an toàn
– Phổ biến các thông tin về an toàn.

6


11/26/2015

TRÁCH NHIỆM CỦA CƠ QUAN
HỖ TRỢ KỸ THUẬT
• Cơ quan hỗ trợ kỹ thuật (TSO – Technical Support Organization)
là cơ quan thực hiện cung cấp các giải pháp kỹ thuật hỗ trợ hoạt
động cho cơ quan pháp quy hoặc cơ quan vận hành trong việc
đảm bảo an toàn của cơ sở hạt nhân
• TSO thực hiện các nghiên cứu về an toàn hạt nhân, tư vấn và hỗ
trợ nguồn lực cho cơ quan pháp quy trong việc đảm bảo nguồn
lực thực thi các trách nhiệm về an toàn hạt nhân
• TSO cần có các hoạt động nghiên cứu, đánh giá, phân tích an
toàn, các giải pháp kỹ thuật độc lập với cơ quan vận hành nhằm
đánh giá đầy đủ các quá trình, quy trình, tiêu chuẩn an toàn áp
dụng cho cơ sở hạt nhân
• TSO cung cấp các hỗ trợ về đào tạo nhân lực chất lượng cao
cho các cơ quan vận hành cũng như cơ quan pháp quy.
•?

2. BẢO VỆ THEO CHIỀU
SÂU
Các rào chắn nhằm cô
lập phát tán phóng xạ:
1. Cấu trúc nhiên liệu;.
2. Lớp vỏ nhiên liệu
(Coating / Cladding).
3. HT tải nhiệt vòng I
kín;
4. Thùng lò.
5. Nhà chứa lò
(Containment).

Địa điểm nhà máy.
Kế hoạch ứng phó khẩn
cấp.

7


11/26/2015

NGUYÊN LÝ BẢO VỆ THEO CHIỀU SÂU
Mức

Mức
1

Mức
2

Tình trạng

Vận hành
bình thường

Các sự kiện
(incident)

Mục tiêu

Giải pháp

Ngăn ngừa sự xuất hiện các
trục trặc và các sự kiện bất
thường

Chọn địa điểm an toàn, phù hợp để xây dựng;
Thiết kế theo các nguyên tắc bảo thủ và bổ sung khả
năng tự bảo vệ;
Thực hiện hệ thống quản lý chất lượng trong các khâu:
lựa chọn địa điểm, thiết kế, xây dựng và vận hành;
Thực hiện văn hóa an toàn.

Ngăn chặn, triệt tiêu sự phát
triển các trục trặc và các sự
kiện bất thường thành sự cố

Sử dụng các hệ thống điểu khiển và kiểm soát;
Các hệ thống giám sát, kiểm tra;
Vận hành theo đúng quy định.

Mức
3

Các sự cố
trong thiết kế
cơ bản (DBA)

Ghìm giữ sự cố trong phạm
vi thiết kế

Sử dụng các phương tiện an toàn kỹ thuật

Các hệ thống giám sát, cô lập và bảo vệ;
Các quy trình ứng phó sự cố.

Mức
4

Các sự cố
ngoài thiết kế
cơ bản
(BDBA)

Giám sát và xử lý sự cố
nghiêm trọng (ngoài thiết
kế), cô lập chất xả thải p/xạ

Các biện pháp bổ sung và giám sát, xử lý sự cố

Mức
5

Các sự cố
ngoài thiết kế
cơ bản với
phát thải
phóng xạ rộng

Giảm nhẹ hậu quả của sự cố
nghiêm trọng

Ứng phó sự cố bên ngoài nhà máy

CÁC ĐIỀU KIỆN TIÊN QUYẾT CHO D-i-D
• NGUYÊN TẮC BẢO THỦ (Conservatism)
– Áp dụng phổ biến cho 3 mức đầu tiên
• Duy trì các giả thiết bảo thủ và dự trữ an toàn thích hợp.

• ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG (Quality Assurance)
– Là yếu tố quan trọng quyết định hiệu quả của mỗi
mức bảo vệ.
• Chương trình đảm bảo chất lượng

• VĂN HÓA AN TOÀN
– Ảnh hưởng đến mỗi mức bảo vệ
• Cần có cam kết xây dựng văn hóa an toàn cao

8


11/26/2015

CÁC THỰC TẾ / GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ
ĐÃ ĐƯỢC KIỂM CHỨNG
• Nguyên lý
– Công nghệ điện hạt nhân dựa trên thực tế công nghệ đã
được kiểm chứng qua các thử nghiệm và kinh nghiệm
thực tế, và được phản ánh trong các tiêu chuẩn và điều
luật cũng như các văn bản quy phạm pháp quy khác
• Áp dụng
– Sử dụng các tiêu chuẩn và điều luật đã được công bố
trong thiết kế, xây dựng và thử nghiệm,

– Sử dụng các phương pháp chế tạo và xây dựng đã được
thực hiện tốt
– Sử dụng các công cụ đã được kiểm tra và xác nhận (V &
V ) trong các phân tích an toàn.

4. VĂN HÓA AN TOÀN
Văn hóa an toàn trong cơ sở hạt nhân là sự phản ánh các giá trị
được chia sẻ ở mọi cấp trong tổ chức và dựa trên niềm tin rằng,
an toàn là rất quan trọng và là trách nhiệm của mọi người.
“A good safety culture in a nuclear installation is a reflection of the values, which
are shared throughout all levels of the organization and which are based on the belief
that safety is important and that it is everyone's responsibility.” (US NRC)

CÁC GIAI ĐOẠN PHÁT TRIỂN VĂN HÓA AN TOÀN

1

An toàn dựa trên các quy tắc và quy định

2

An toàn được xem là mục tiêu của tổ chức

3

An toàn có thể luôn luôn được cải thiện

9

11/26/2015

VĂN HÓA AN TOÀN: HỆ THỐNG QUẢN LÝ AN TOÀN
1. Xây dựng kế hoạch
2. Cam kết của lãnh đạo cao nhất về an toàn
3. Tổ chức (tuyên bố rõ ràng về trách nhiệm và trách nhiệm giải trình,
giám sát đào tạo và năng lực)
4. Xác định các nguy cơ
5. Quản lý rủi ro
6. Điều tra về an toàn (Bài học về an toàn có giá trị khi ta hiểu nguyên
do tại sao hơn là mô tả cái gì xảy ra)
7. Phân tích an toàn
8. Khuyến khích về an toàn và huấn luyện
9. Quản lý thông tin về an toàn
10. Giám sát về an toàn và đánh giá hiệu quả (Phản hồi để không
ngừng hoàn thiện hệ thống)

CÁC YẾU TỐ ĐẢM BẢO AN TOÀN

CON NGƯỜI

AN TOÀN
TỔ CHỨC

CÔNG NGHỆ

10


11/26/2015

III. CÁC KHÍA CẠNH KỸ THUẬT CỦA ATHN
•
•
•
•
•
•

Siting (Lựa chọn địa điểm)
Design (Thiết kế)
Manufacturing and Construction (chế tạo & Xây dựng)
Commissioning (Vận hành thử)
Operation (vận hành)
Radioactive Waste Management & Decommissioning
(quản lý chất thải phóng xạ & Tháo dỡ)
• Accident Management (Quản lý sự cố)
• Emergency Preparedness (Kế hoạch ứng phó khẩn cấp)

CÁC NGUYÊN TẮC CƠ BẢN VỀ LỰA
CHỌN ĐỊA ĐIỂM
• Các yếu tố bên ngoài ảnh hưởng đến nhà máy
• Tự nhiên: : Các ĐK địa chấn. thủy văn, thời tiết.
• Con người : các cơ sở hóa chất, sân bay, khu công nghiệp, quân sự….

• Tác động bức xạ tới con người và môi trường
•
•
•
•

Các đặc trưng địa hình, khí tượng , thủy văn
Các đặc trưng môi trường (rau quả, động vật nuôi, sinh thái tự nhiên…)
Sử dụng đất và nguồn nước
Phân bố dân cư.

• Tính khả thi của các kế hoạch khẩn cấp
– Sự phù hợp của địa điểm với các kế hoạch ứng phó khẩn cấp.

• Các dự phòng nguồn tản nhiệt cuối cùng (Ultimate Heat Sink)
– Địa điểm cần có nguồn tản nhiệt cuối cùng khả dĩ về dài hạn đủ khả
năng lấy nhiệt ngay sau khi dừng lò và lâu dài.

11


11/26/2015

CC NGUYấN TC C BN CA THIT K
Quỏ trỡnh thit k
Qun lý thit k (Design management)
Thit k an ton
Cỏc thay i, hiu chnh thit k

Cụng ngh c kim chng (Proven technology)
Thc nghim, th nghim
Thiột k mi c chp nhn sau khi cú cỏc nghiờn cu, nguyờn
mu c xõy dng.

C s chung cho thit k (General Basis for Design)

NPP is designed to cope with a set of events including normal
conditions, anticipated operational occurrences, extreme external
events and accident conditions.
Conservative rules and criteria incorporating safety margins are
used to establish design requirements.
Comprehensive analyses are carried out to evaluate the safety
performance or capability of the various components and systems in
the plant.

A. Các yêu cầu thiết kế an toàn vùng hoạt
1. Có đủ độ phản ứng dự trữ để duy trì phản ứng
phân hạch dây chuyền trong suốt quá trình lò vận
hành. Đảm bảo khả năng đưa thêm độ phản ứng âm
đủ để bù trừ với các độ phản ứng dư trong suốt thời
gian vận hành nhà máy và dập lò trong các sự cố
làm tăng độ phản ứng. Độ phản ứng được điều
khiển bằng tổ hợp các thanh điều khiển, các chất
nhiễm độc cháy được và dung dịch bo trong chất tải
nhiệt.

12


11/26/2015

A. Các yêu cầu thiết kế an toàn vùng hoạt
2. Hệ số độ phản ứng theo nhiệt độ nhiên liệu và
mật độ chất làm chậm phải là âm.
Hệ số độ phản ứng theo nhiệt độ nhiên liệu đảm
bảo cho việc giảm công suất của lò khi đưa thêm

vào độ phản ứng dương.
Hệ số độ phản ứng cho mật độ của chất làm chậm
cần thiết cho việc giảm công suất trong các tình
huống chuyển tiếp bình thường, các chuyển tiếp dự
kiến không dập lò (ATWS Anticipated Transients
Without Scram), các tai nạn mất chất tải nhiệt
(LOCA) v.v.

A. Các yêu cầu thiết kế an toàn vùng hoạt
3. Cần kiểm soát được các dao động xenon để giảm
sự tạo đỉnh công suất (power peaking).
4. Hệ số bất đồng đều hay phân bố đỉnh công suất
theo bán kính cần đảm bảo cho việc cháy nhiên liệu
một cách đồng đều và giảm thiểu quá trình quá
nhiệt ở các bó nhiên liệu.

13


11/26/2015

A. Các yêu cầu thiết kế an toàn vùng hoạt
5. Dự trữ dập lò (Shutdown margin) cần thiết kế cỡ
vài phần trăm độ phản ứng, đáp ứng tiêu chuẩn kẹt
thanh với giả thiết thanh điều khiển có giá trị độ
phản ứng cao nhất bị kẹt (không đưa được vào vùng
hoạt).
6. Đảm bảo tính chính xác của các thiết bị đo trong
lò và các thông số điều khiển của hệ thống đo lường
và điều khiển (IC) sẽ giúp cho việc giảm bớt các điều

kiện ban đầu đưa ra trong các phân tích an toàn.
Shutdown margin is the instantaneous amount of reactivity by which a reactor
is subcritical or would be subcritical from its present condition assuming all
control rods are fully inserted except for the single rod with the highest integral
worth, which is assumed to be fully withdrawn.

B. Thiết kế bó thanh nhiên liệu
1. Các thanh nhiên liệu cần phải bền vững để giữ
sản phẩm phân hạch và có khả năng truyền nhiệt
sinh ra từ các viên nhiên liệu cho chất tải nhiệt
khi vận hành bình thường hoặc trong các tình
huống bất thường.
2. Các sản phẩm phân hạch tuy được giữ trong các
viên nhiên liệu nhưng theo thời gian sẽ khuếch
tán dần và quá trình này sẽ gia tăng khi nhiệt độ
tăng và đặc biệt là khi có sự nóng chảy các viên
nhiên liệu.

14


11/26/2015

15


11/26/2015

B. Thiết kế bó thanh nhiên liệu
3. Để làm tăng độ dẫn nhiệt giữa nhiên liệu và vỏ

bọc, khí heli được sử dụng khi hàn kín các thanh
nhiên liệu. Trong quá trình phân hạch, các sản
phẩm phân hạch sinh ra sẽ làm tăng áp suất bên
trong lớp khí và thể tích lớp khí tăng do giãn nở
nhiệt của lớp vỏ bọc và do đó độ dẫn nhiệt của lớp
khí do có mặt của các sản phẩm phân hạch cũng sẽ
kém đi.
4. Trong các sự cố LOCA, nhiệt độ của lớp vỏ bọc liên
quan mật thiết với nhiệt độ của các viên nhiên liệu
và là một thông số quan trọng trong các phân tích an
toàn.

B. Thiết kế bó thanh nhiên liệu
1. Các đặc trưng nhiệt thủy động của bó nhiên liệu :
Phân tích kênh nóng để đánh giá giới hạn khô bề mặt
(burnout margin) cho việc so lệch công suất và tải
nhiệt (Power Cooling Mismatch PCM), chẳng hạn
như các chuyển tiếp giảm dòng bơm hay các sự cố
LOCA.
2. Thông thường khi xảy ra khô bề mặt (burnout) việc
hồi phục trở lại khả năng truyền nhiệt bình thường chỉ
có thể đạt được khi làm ướt lại nhờ làm ngập nước trở
lại và khi đó sẽ có sự truyền nhiệt sôi màng.

16


11/26/2015

B. Thiết kế bó thanh nhiên liệu

3. Sự hóa khô /khô bề mặt (burnout), sự rời khỏi sôi
bọt (DNB Departure from Nucleation Boiling) hay
hiệu chỉnh thông lượng nhiệt tới hạn (CHF Critical
Heat Flux) cần được đánh giá cho bó nhiên liệu.
4. Ngoài ra, bó nhiên liệu còn cần phải có kết cấu
chắc chắn và bền vững về mặt cơ học đảm bảo cho
việc vận chuyển, thao tác thay đảo nhiên liệu và
chống động đất.

C. Các hệ thống an toàn công nghệ
Một khi các chất phóng xạ phát tán ra khỏi nhà lò
thì việc kiểm soát các hậu quả của tai nạn là rất
hạn chế. Các hệ thống an toàn công nghệ được sử
dụng nhằm ngăn chặn, hoặc ít ra là cũng giảm
thiểu tai nạn và hạn chế quá trình phát tán phóng
xạ. những hệ thống này bao gồm :
Hệ thống dập lò làm tắt phản ứng hạt nhân dây
chuyền.
Hệ thống làm nguội tâm lò khẩn cấp (ECCS) làm
hạn chế khả năng nóng chảy nhiên liệu và hỏng vỏ
bọc nhiên liệu.

17


11/26/2015

C. C¸c hÖ thèng an toµn c«ng nghÖ
 HÖ thèng lµm m¸t nhµ lß ng¨n ngõa viÖc t¨ng
¸p suÊt trong nhµ lß.

 HÖ thèng giµn phun nhµ lß lµm gi¶m kh¶ n¨ng
ph¸t t¸n c¸c chÊt phãng x¹
 TÝnh toµn vÑn cña nhµ lß gióp h¹n chÕ ph¸t t¸n
chÊt phãng x¹.

D. Các điều kiện giới hạn vận hành
(OLC- Operation Limiting Conditions)

Mục tiêu :
1. Ngăn ngừa các tình huống vận hành có thể dẫn đến các điều kiện xảy
ra tai nạn
2. Đảm bảo có khả năng giảm thiểu nếu tai nạn xảy ra
3. OLCs cần hạn chế các thông số vận hành của nhà máy nằm trong giới
hạn thiết kế an toàn
4. Nếu như có sự kiện khởi đầu giả định xảy ra, các hệ thống an toàn và
điều khiển cần thực hiện các chức năng như thiết kế để ngăn chặn việc
phát thải các chất phóng xạ quá mức cho phép.
Phạm vi: Xem xét tất cả các phương diện vận hành nhà máy có liên quan tới
vấn đề an toàn :
1. Các quá trình liên quan đến mức công suất, áp suất, nhiệt độ, dòng
chảy .v.v.
2. Trạng thái các thiết bị, nhân viên vận hành, sự tồn tại các nguy cơ
tiềm ẩn từ bên ngoài .v.v.

18


11/26/2015

CÂU HỎI ÔN TẬP

1. Các mục tiêu của an toàn hạt nhân (mục tiêu chung, mục tiêu
an toàn bức xạ và an toàn kỹ thuật) ?
2. Các đặc trưng và chức năng an toàn cơ bản của hệ thống đảm
bảo an toàn NMĐHN ? Giải thích và cho ví dụ minh họa.
3. Nguyên lý bảo vệ theo chiều sâu (Mục tiêu, giải pháp ) ?
4. Văn hóa an toàn hạt nhân ? Phân tích các bước trong hệ thống
quản lý an toàn.
5. Các yêu cầu thiết kế an toàn vùng hoạt lò phản ứng ?

19


11/26/2015

CHƯƠNG 2
HỆ THỐNG AN TOÀN LÒ PWR

Hệ thống điều khiển lò phản ứng ( RCS - Reactor Control System) :
Các thanh điều khiển, CVCS
Hệ thống bảo vệ lò ( RPS - Reactor Protection System) : Dập lò khẩn
cấp để bảo vệ tâm lò và sự toàn vẹn của phạm vi áp lực hệ thống tải
nhiệt (RCS pressure boundary).
Hệ thống an toàn kỹ thuật (ESFAS - Engineered Safety Features
Actuation System) có các chức năng ngăn chặn sự phát thải các chất
phóng xạ ra ngoài môi trường khi sự toàn vẹn của phạm vi áp lực hệ
thống tải nhiệt bị phá vỡ.

1

11/26/2015

Chức năng
Các hệ thống bảo vệ lò được thiết kế để dập lò và duy trì trạng thái
dừng lò khi cần thiết. Các hệ thống này được kích hoạt tự động hoặc
có thể kích hoạt bằng tay.
Các hệ thống kích hoạt các chức năng an toàn kỹ thuật (The
Engineered Safety Feature Actuation Systems-ESFAS) được thiết kế
nhằm cung cấp khả năng làm nguội lò phản ứng và giảm nguy cơ
phát thải chất phóng xạ ra ngoài nhà máy. Các hệ thống này được
kích hoạt tự động hoặc có thể kích hoạt bằng tay.

2


11/26/2015

Các tính chất thiết kế chung của các hệ thống bảo vệ và kích hoạt
chức năng an toàn kỹ thuật
Các hệ thống này có các tính chất sau:
Đa kênh hoặc các dây chuyền với thiết bị tương tự - Tính dư thừa / dự
phòng ( redundancy).
Sử dụng các kỹ thuật khác nhau để xác định (sensing) các điều kiện bất
thường - Tính đa dạng (diversity)
Tách biệt nhau nhằm giảm sự lệ thuộc chung (điện, nước, vị trí, đường
ống…)
Các bộ cảm biến để phát hiện các bất thường. Nhân viên vận hành được
cung cấp các chỉ số quan trọng như:
Các thiết bị với các giá trị đặt cho trước hay biến đổi.
Các mạch đo sự trùng khớp của một số kênh/dây chuyền đạt tới hay

vượt cùng một giá trị điểm đặt, nhằm ngăn chặn sự kích hoạt sai

CÁC THÔNG SỐ QUAN TRỌNG TRONG HỆ BẢO VỆ LÒ (RPS)

RPS bao gồm các kênh đo, các mạch logic cần thiết để đảm
bảo dập lò nhanh nếu các thông số tương tự trong 2 hoặc
nhiều kênh đạt tới giới hạn an toàn được thiết lập.
Tại các giá trị đặt cụ thể, lò sẽ được dập bằng cách mở / bật
các bộ ngắt mạch (circuit breakers) cung cấp điện cho hệ
thống dẫn các thanh điều khiển (hoặc kích hoạt các van
trong hệ thống thủy lực trong lò BWR ).

3


11/26/2015

CÁC THÔNG SỐ QUAN TRỌNG TRONG HỆ BẢO VỆ LÒ (RPS)

• Công suất lò hay công suất notron được theo dõi bằng các
detector bên trong và bên ngoài lò phản ứng.
• Nhiệt độ của hệ thống tải nhiệt
• Áp suất của hệ thống tải nhiệt và PZR ( các sự sụt áp do rò
gỉ, hở hay mở van, sự rỗng hơi có thể xuất hiện trong hệ
thống tải nhiệt và là các điều kiện không mong muốn).
• Vận tốc dòng tải nhiệt qua vùng hoạt quá thấp gây nguy
hiểm cho lò phản ứng.
• Áp suất hệ thống hơi (phần thứ cấp) không được kiểm soát
gây mất cân bằng tải nhiệt.
• Các tốc độ dòng nước cấp và dòng hơi (từ SG) nếu mất cân

bằng trong thời gian dài dẫn đến nguy cơ hư hỏng SG và
vùng hoạt.

Các thông số quan trọng cho hệ thống phát động các
tính năng an toàn kỹ thuật (ESFAS)
Các chức năng an toàn của hệ ESFAS bao gồm:
• Hệ ECCS – cung cấp nước làm nguội vùng hoạt.
• Hệ nước cấp khẩn cấp (Emergency Feedwater) – Cung cấp nước
cho lò (BWR) hoặc bình sinh hơi (PWR)
• Hệ cô lập nhà lò (Containment Isolation) – đóng các van trên các
đường (không nằm trong hệ thống an toàn kỹ thuật) ra khỏi nhà lò.
• Cô lập hệ thông gió nhà lò (Containment Ventilation Isolation) –
đóng các bộ chắn gió trong hệ thống thông gió để giảm thiểu việc
phát thải phóng xạ ra ngoài nhà lò.
• Hệ thống thông gió khẩn cấp (Emergency Ventilation System) khởi
động khi hệ thống thông gió bình thường đã dừng.
• Máy phát EDG khởi động cung cấp nguồn điện dự phòng.
• Giàn phun nhà lò (Containment Spray) cung cấp nước làm giảm áp
lực nhà lò khi cần thiết

4


11/26/2015

CÁC HỆ THỐNG THIẾT BỊ AN TOÀN
1. Các thanh điều khiển, dập tắt các phản ứng dây chuyền.
2. Boongke lò (containment vessel) và hệ thống phun, làm
nguội hơi thoát ra nhà lò.
3. Các bình tích nước dưới áp suất của khí nito dùng trong tình

huống làm mát khẩn cấp.
4. Bộ trao đổi nhiệt của hệ tải nhiệt dư.
5. Hệ phun cao áp.
6. Hệ phun thấp áp.
7. Thùng tiêm bo để dập lò khi các thanh điều khiển không thể
đưa được vào lò.
8. Cung cấp nước bổ sung trong bể chứa nước thay đảo nhiên
liệu.
Được thiết kế đáp ứng các DBA: LOCA, MSLB, RIA, SGTR,
FHA (Fuel handling acc.)

CÁC HỆ THỐNG AN TOÀN KỸ THUẬT
ECCS
Chức năng chủ yếu của hệ ECCS là đáp ứng với sự cố LOCA
nhằm lấy nhiệt dư khỏi vùng hoạt giữ cho các thanh nhiên liệu
không bị phá hỏng.
 Cung cấp axit boric khẩn cấp vào lò.
 Đảm bảo dự trữ dập lò thích hợp.
 Cung cấp khả năng làm mát vùng hoạt sau sự cố và lâu dài.
Các yêu cầu

Được thiết kế để thỏa mãn tiêu chuẩn hỏng đơn

Được thiết kế với độ dư thừa và độc lập nhau

Được thiết kế để cung cấp nguồn điện qua vận hành EDG

Được thiết kế để thực hiện chức năng làm mát tâm lò và
cung cấp khả năng dập lò an toàn trong khi xảy ra động đất.

5


11/26/2015

CÁC HỆ THỐNG AN TOÀN KỸ THUẬT
Các thành phần cơ bản của ECCS
+ Acc (Được thiết kế để cung cấp nước cho RCS trong tình huống
khẩn cấp khi áp suất RCS giảm nhanh, chẳng hạn do LOCA.)
+ HPIS (Được thiết kế để cung cấp nước cho vùng hoạt trong tình
huống khẩn cấp khi áp suất RCS vẫn ở mức còn cao, như trong trường
hợp vỡ nhỏ (SB LOCA).
+ RHRS hoặc LPIS (Được thiết kế để phun nước từ bể RWST vào
RCS trong tình huống vỡ lớn (LB LOCA) khi áp suất RCS giảm
xuống rất thấp.
Có khả năng làm mát vùng hoạt lâu dài hoặc vận hành ở chế độ tái
tuần hoàn.
Hệ RHR được sử dụng để tải nhiệt dư trong quá trình dừng lò và làm
nguội dần vùng hoạt.

CÁC HỆ THỐNG AN TOÀN KỸ THUẬT

6