Tóm tắt 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 AES-2006 Chuyên ngành: Vật lý nguyên tử Mã số: 60 44 0106 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC (TÓM TẮT) 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 VVER-1000“ 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 2011-2013, 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 Học viên Đinh Văn Chiến MỞ ĐẦU 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 UO2-Gd2O3, sử dụng vỏ bọc làm bằng hợp kim Zr-1%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 trong lò phản ứng hạt nhân VVER-AES2006 (thanh nhiên liệu TVS-2006). 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 1 Chương 1: Lò phản ứng hạt nhân VVER-AES2006 Chương 2: Đặc trưng của thanh nhiên liệu hạt nhân Chương 3: Chương trình tính toán nhiên liệu FRAPCON-3.5 Chương 4: Phân tích đặc trưng thanh nhiên liệu TVS-2006 - Phần kết luận và kiến nghị. - Tài liệu tham khảo. 2 CHƯƠNG 1. LÒ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN VVER-AES2006 1.1. Quá trình phát triển công nghệ lò phản ứng hạt nhân VVER VVER hay WWER (Vodo-Vodyanoi Energetichesky Reactor, Water-Cooled Water-Moderated 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]. Thế hệ lò VVER đầu tiên được xây dựng từ những năm 1960 ở Liên Xô cũ. Sau đó, các lò phản ứng VVER-440 và VVER-1000 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. Sau năm 1975, các nhà thiết kế Liên Bang Nga đã cho ra đời phiên bản VVER-1000 với các cải tiến đáng kể hơn so với các phiên bản VVER trước đó. Các thiết kế lò phản ứng VVER-1000 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 VVER-1200 (VVER-AES2006) hiện tại đang là cải tiến mới nhất của thế hệ VVER. Thiết kế VVER-AES2006 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 VVER-AES2006 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. Hình 1.1 mô tả các thế hệ phát triển lò phản ứng hạt nhân VVER. 3 ... - tailieumienphi.vn