V5 vòng sơ cấp nhà máy điện hạt nhân

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN KỸ THUẬT HẠT NHÂN & VẬT LÝ MÔI TRƯỜNG
====o0o====

BÁO CÁO HỌC PHẦN NE4115
ĐỀ TÀI:

VÒNG SƠ CẤP NHÀ MÁY ĐIỆN HẠT NHÂN

GVDH: ThS. Lê Anh Đức
Nhóm thực hiện: Nhóm 3

1


Danh sách sinh viên (Nhóm 3)

1. Trương Quốc Hùng

2. Lý Trung Anh

3. Nguyễn Văn Huấn

4. Phạm Văn Kha

5. Dương Văn Khiêu

2


MỤC LỤC



1. Hệ thống làm mát lò (The reactor cooling system - RCS)



2. Bơm làm mát chính (The main coolant pump - MCP)



3. Bình điều áp (The pressurizer)



4. Hệ thống điều khiển hóa chất và thể tích (The chemical and volume control system – CVCS)



5. Bình sinh hơi (The steam generator)

3


4

1. Hệ thống làm mát lò
(The reactor cooling system - RCS)

1. Hệ thống làm mát lò



RCS includes the components necessaiy to ensure the proper flow of reactor coolant (without FAs and CRs).



For PWRs (pressurized water reactor) it means the pressure boundary of the primary circuit, including the primary side of SG.

Nhiệm vụ:

•

To ensure adequate flow to remove heat from the core in all operational states and in following DBA conditions.

•

To mitigate the consequences of DBA and BDBA events.

•

Kiểm soát phản ứng, kiểm soát hóa chất của chất làm mát lò.

•

Loại bỏ nhiệt khỏi các khối hệ thống an toàn khác.

5

1. Hệ thống làm mát lò

Yêu cầu thiết kế:

•

Isolation of pressure boundary surfaces.

•

Các thành phần (RPV, đường ống, van, vv): chịu được tải tĩnh và tải động.

•

Đảm bảo yêu cầu về vật liệu.

•

Giám sát các sự cố có thể xảy ra trong quá trình vận hành (chủ yếu ở các vùng phơi nhiễm bức xạ)

•

Monitoring of possible leaks at pressure boundary.

•

Bảng điều khiển hệ thống áp suất và làm mát.

•

Duy trì việc loại bỏ nhiệt dư khỏi lõi, đảm bảo đạt được tản nhiệt cơ bản.

Phân loại:



Hệ thống làm mát kiểu EPR



Hệ thống làm mát kiểu VVER-440

6


7

1.1. Hệ thống làm mát lò
- EPR


8

1.1. Hệ thống làm mát lò
- EPR


9

1.2. Hệ thống làm mát lò
- VVER-440


10

1.2. Hệ thống làm mát lò
- VVER-440


11

2. Bơm làm mát chính
(The main coolant pump - MCP)


12

2. Bơm làm mát chính

Nhiệm vụ:



Cung cấp dòng làm mát thích hợp.

Yêu cầu:

•

Duy trì lưu lượng chất lỏng phù hợp để tránh vượt quá giới hạn nhiên liệu (tiêu chuẩn DNBR)

•

Adequate flow coastdown characteristics in the event of a pump trip (fly-wheel)

•

Giám sát trong quá trình vận hành các thông số: độ rung động, sự rò rỉ, nhiệt độ.

•

Preventing high energy missiles in case of MCP failure.

Phân loại:



Bơm làm mát chính kiểu VVER-440



Bơm làm mát chính kiểu EPR


2.1. Bơm làm mát chính - VVER-440


Bơm ly tâm một tầng bố trí dọc với vòng đệm trơn trượt và thiết bị nam châm điện giảm tải
theo trục.



Difficult sealing unit to prevent leaking high-pressure coolant from RCS (between axis and
housing)



Fly-wheel for long coast-down (30-40 s)

Các thông số hoạt động:

•

Tốc độ dòng chảy: 7100 m3/h

•

Chiều cao cột áp: 4.25 bar

•

Áp suất đầu vào min: 10 bar

•

Tốc độ quay: 1500 /min

•

Công suất: 1400-1600 kW

13


2.2. Bơm làm mát chính - EPR


Phát triển từ Framatome-N4



Plus sealing stage for SBO

Thiết kế máy bơm làm mát lò phản ứng:

•

Áp suất thiết kế: 176 bar

•

Nhiệt độ thiết kế: 351 oC

Máy bơm:

•

Tốc độ dòng chảy nhiệt: 27195 m3/h

•

Nhiệt độ vào: 295.9 oC

•

Khối lượng không kể nước (bao gồm động cơ hỗ trợ): 50520 kg

14


2.2. Bơm làm mát chính - EPR
Động cơ:

•

Động cơ rô-to lồng sóc làm mát bằng không khí.

•

Công suất: 9000 kW

•

Thiết kế công suất đầu vào, RCP [RCS] trong điều kiện thông thường: 8000 kW

•

Điện áp: 10000 V

•

Pha: 3

•

Tần số: 50Hz

•

Insulation class Class F thermoelastic epoxy insulation.

•

Khối lượng (không kể nước hoặc dầu): 60700 kg

•

Quán tính tổng cộng (của cả bơm và động cơ) của rô-to: 5210 kg/m2

15


16

3. Bình điều áp
(The pressurizer)


3. Bình điều áp

Chức năng: Để chắc chắn rằng sự khác biệt trong kiểm kê chất làm mát lò phản ứng hoặc trong các điều kiện nhiệt
động lực sẽ không ảnh hưởng tới ranh giới RCS.
Vận hành:

•

Cân bằng dòng nước. (cân bằng nước)

•

Kiểm soát áp lực bằng máy sưởi điện và nước lạnh (phun từ chân mát của RCS )

•

Ở áp lực ban đầu: van cứu trợ chạy bằng điện (van giảm áp) và van an toàn. (trong thùng cứu trợ )

Yêu cầu:

•

Hơi nước được duy trì để chịu áp suất trong RCS.

•

Hệ thống phun hoặc sưởi và thiết bị bảo vệ quá áp nên được duy trì áp lực trong giới hạn chấp nhận được
trong tất cả các trường hợp hoạt động lên đến DBA.

Phân loại:



Bình điều áp kiểu VVER-440



Bình điều áp kiểu EPR

17


3.1. Bình điều áp - VVER-440
•

Bồn bằng thép carbon được bố trí thẳng đứng, có lớp vỏ bọc cách điện 9mm (thép austenitic ).

•

Đầu phun đường kính 300mm ở giữa , nối với vòng lặp 6 chân nóng bằng 2 dây tràn rộng.

•

108 máy sưởi điện ( 15kW/h).

•

44 m3 volume.

•

Thông số hoạt động: Tsat=325C , p1= 123bar.

•

PORV, van an toàn.

•
o

Vận hành:

o

Ở áp lực thay đổi lớn hơn: sưởi điện và phun từ chân lạnh của vòng 6.

Ở áp lực thay đổi nhỏ tự điều chỉnh.

18


3.2. Bình điều áp - EPR
•

Dây tràn nối với chân nóng của vòng lặp 3.

•

2 hệ thống phun ( +1 hệ thống bổ sung ) phun từ chân lạnh của vòng lặp 2 và
3.

•

Máy sưởi điện: hoạt động liên tục và liên tục.

•

Heaters with emergency electric supply.

•

Van giảm áp mới cho các tai nạn nghiêm trọng (giảm áp lực để ngăn ngừa
phóng điện corium năng lượng cao).

19


20

3.2. Bình điều áp - EPR
Mô tả

Thông số kĩ thuật

Van an toàn của máy ép:

 

Thông số thiết kế hệ thống dưới điều kiện bình thường:

 

-

Số lượng:

 

Áp lực thiết kế:

3

Nhiệt độ thiết kế:

2550 psia (176 bar )

Sức chứa giảm ở 2550 psia (176 bar ) mỗi giờ.

684F (362C)

Chức năng:

-

330 ton/giờ ( 330 metric ton/ giờ )

Bảo vệ sự vượt quá áp suất RCS

 

LTOP trong chế độ tắt máy

 

Làm lạnh với MHSI

 

Van tai nạn nghiêm trọng:

 

Thông số thiết kế:

 

-

Số lượng:

 

Áp lực thiết kế:

 

Nhiệt độ thiết kế:

 4 (chia thành 2 đường )

Sức chứa giảm ở 2550 psia mỗi giờ:

2550 psia (176 bar )

Chức năng:

684F ( 362C )

-

992 ton/giờ (900 metric ton/giờ )

Giảm áp RCS khi có tai nan nghiêm trọng.


3.2. Bình điều áp - EPR

21


22

4. Hệ thống điều khiển hóa chất và thể tích
(The chemical and volume control system – CVCS)


4. Hệ thống điều khiển hóa chất và thể tích
Chức năng:

•

Điều khiển hóa chất chất làm lạnh của lò phản ứng.

•

Điều khiển dữ trữ chất làm lạnh của lò phản ứng.

•

Dọn dẹp và làm sạch chất làm lạnh cho lò hản ứng.

•

Điều khiển độ phản ứng cho lò phản ứng.

•

Cung cấp nước kín cho máy bơm làm mát lò phản ứng.

•

Cung cấp nước bổ trợ cho bình bơm tăng áp suất.

o

Vận hành chính trong tình trạng sử dụng bình thường.

o

Vận hành liên tục như hệ thống làm sạch phân lưu lượng.

o

Hạ thấp quản lí hệ thống chất thải phóng xạ lỏng.

o

Hệ thống điều khiển dữ trữ chất làm lạnh cho lò phản ứng nên cung cấp cho sự kiểm tra thành phần và lưu lượng của chất làm lạnh
để phù hợp với sự thay đổi thể tích trạng thái sử dụng.

23


4. Hệ thống điều khiển hóa chất và thể tích

24


4. Hệ thống điều khiển hóa chất và thể tích

Yêu cầu thiết kế:



Hệ thống làm sạch thích hợp cho sự khử sản phẩm ăn mòn từ hệ thống làm mát và khử lớp màng từ nhân.

•

Để duy trì trạng thái hóa học và đặc tính của chất làm lạnh .

•

Để bảo vệ chất tạo thành chống lại sự ăn mòn của hệ thống làm mát.

•

Để dự nhiễm phóng xạ là cực tiểu của chất tạo thành hệ thống làm mát.



Hệ thống khử khí chất làm lạnh cho lò phản ứng ( sản phẩm phân hạch khí hydro và oxy). Sự tích tụ cục bộ của chất dễ cháy hệ thống làm mát nên
được tính đến.



Có thể có sự pha loãng vô ý của chất hấp thụ notron trong chất làm lạnh lò phản ứng nên được lấy vào trong sự tính toán.

25