Bài giảng Chương 5: Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt - PGS.TS Nguyễn Nhị Điền

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (823.73 KB, 20 trang )

(1)<div class='page_container' data-page=1>

Chương 5

LÒ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN

ĐÀ LẠT

</div>
(2)<div class='page_container' data-page=2>

• 1960 - khởi cơng xây dựng lị TRIGA Mark II tại Đà Lạt

• 26/2/1963 - Lị TRIGA đạt trạng thái tới hạn lần đầu

• 4/3/1963 - Lị TRIGA được đưa vào hoạt động chính thức

ở cơng suất 250 kW

• Từ 1963-1968 - LPƯ được vận hành với 3 mục tiêu: huấn

luyện cán bộ (Training), nghiên cứu khoa học (Research) và
sản xuất đồng vị phóng xạ (Isotope Production)

• Từ 1968-1974 - LPƯ tạm ngừng hoạt động do chiến tranh

• Sau Hiệp định Paris được ký kết vào năm 1973, giai

đoạn 1974-1975, nhiên liệu của LPƯ được lấy ra khỏi vùng
hoạt và chuyên chở trả về Hoa kỳ. LPƯ hồn tồn khơng cịn
khả năng hoạt động.

</div>
(3)<div class='page_container' data-page=3>

 Theo QĐ số 64/CP ngày 26/4/1976, ngành hạt nhân được

thành lập và được giao quản lý Trung tâm Nghiên cứu Nguyên
tử Đà Lạt mà thiết bị chính là LPƯ TRIGA Mark II

 9/10/1979 - Hợp đồng số 85-096/54100 về khôi phục LPƯ

được đại diện hai nước Việt Nam và Liên xô ký kết

 15/3/1982 - khởi công xây dựng cơng trình khơi phục & mở

rộng LPƯ hạt nhân Đà Lạt (gọi là lò IVV-9)

 01/11/1983 - Lò IVV-9 đạt trạng thái tới hạn lần đầu với
nhiên liớu ớớgiớu cao 36% U-235

 20/3/1984 - LPƯ hoạt động chính thức ở công suất 500kW
 Từ 13/2/1985 - sau 1 năm bảo hành, 3 chuyên gia cuối

</div>
(4)<div class='page_container' data-page=4>

 Tháng 2/2004 ớbớt ớớu tham gia dớ án RRRFR (Rus s ian

Re s e a rch Re a ctor Fue l Re turn) ớớchuyớn ớới nhiên liớu vùng

hoớt tớ sớ dớng nhiên liớu ớớgiớu cao (HEU ớHighly Enriched

Ura nium, 36% U-235) s a ng ớớgiớu thớp (LEU ớLow Enriched

Ura nium, 19.75% U-235).

 Tớ ngớy 12/9/2007 ớLò phớn ớng hoớt ớớng với vùng hoớt

hớn hớp nhiên liớu HEU vớ LEU.

 Ngớy 30/11/2011 ớLPớ ớớt trớng thái tới hớn lớn ớớu với cớu

hình 72 bó nhiên liớu LEU.

 Ngớy 9/01/2012 ớLPớ ớớt mớc 100% công s uớt danh ớớnh vớ

vớn hớnh thớ nghiớm 72 giớ không tới.

 Tuớn 12-16/3/2012 ớthớc hiớn ớớt vớn hớnh lò 108 giớ tới

</div>
(5)<div class='page_container' data-page=5>

CẤU TRÚC CỦA LÒ PHẢN ỨNG

</div>
(6)<div class='page_container' data-page=6>

~ 6840 mm
Concrete
shielding
Door plug
Thermal
column door
Graphite

Rotating top lid

Extracting
well
Pool tank
Spent fuel
storage tank
A

~ 2000 mm

(ex bulk-shielding

experimental tank)
cylindrical
shell
Upper
Core

Tiết diện cắt đứng

Beam port # 1

Beam port # 2 Beam port # 3

Beam port # 4
Core

Thermalizing column (closed)
Thermal
Column

Pool tank wall

Spent fuel storage tank

Concrete
shielding
Graphite reflector
door
Column
Bellows
assembly

Stainless steel
Aluminum

</div>
(7)<div class='page_container' data-page=7>

- Là loại LPƯ nghiên cứu dạng
bể bơi. Dùng nước thường để
làm chậm nơtron và làm nguội
vùng hoạt.

- Vùng hoạt đặt trong thùng lò
dưới độ sâu khoảng 5m nước.
Thùng lị có dạng hình trụ (cao
6.25m, đường kính 2m), chứa

khoảng 18m3 nước cất.

- Trớớc tháng 9/2007, vùng hoạt

chứa 104 bó nhiên liệu HEU,
mỗi bó chứa khoảng 40g

U-235 với độ giàu 36%. Tớtháng

9/2007, vùng hoớt hớn hớp gớm

98 bó HEU vớ 6 bĩ LEU ớớ giớu
19,75% chớa khoảng 50g

U-235, vớ tớtháng 7/2009, vùng

hoớt gớm 92 bó HEU vớ 12 boù

LEU từ 7/2009.

1. Giếng hút và kết cấu giá đỡ vùng hoạt
2. Các kênh đặt các đầu dị neutron
3. Vị trí để nhiên liệu tạm thời

4. ống dẫn; 5. Không gian để nước đối lưu

7
4
0
1
2
2
2
3
2
2
5
4
5

</div>
(8)<div class='page_container' data-page=8>

Thùng Lò phản ứng:

ã Thựng lũ c giữ lại từ lị TRIGA trước đây, có đường kính

ngồi khoảng 2 m, chiều cao 6,25 m, độ dày tối thiu 6,2 mm.

ã Thùng lò được che chắn bằng bê-tông xung quanh.

Cấu trúc che chắn:

ã Kết cấu bê tông cèt thÐp cã chiỊu dµi 8,6 m vµ chiỊu cao tính từ

sàn nhà lò khoảng 6,55 m.

ã Ch cú chiu dày tối thiểu trong kết cấu che chắn theo chiều

hướng tâm từ trong vùng hoạt ra ngồi là 2,5 m.

• Cấu trúc che chắn của Lò phản ứng theo dạng bậc thang nên phần

đáy có chiều rộng khoảng 6,69 m trong khi ở phía trên có hình

bát giác với chiều rng khong 3,81 m.

</div>
(9)<div class='page_container' data-page=9>

Mặt cắt ngang vùng hoạt lò phản ứng (Cu hỡnh 104 HEU, trc 9/2011):

Bẫy nơtron

Vành phản xạ Graphite 
Mâm quay 40 hốc chiếu

31.75

</div>
(10)<div class='page_container' data-page=10>

Mặt cắt ngang vùng hoạt lò phản ứng (Cu hình 92 BNL LEU, từ 12/2011):

Bẫy nơtron

Màu cam là các BNL đã cháy
một phần (nạp vào lò từ 9/2007
và từ tháng 7/2009).

SR
ShR

ShR

</div>
(11)<div class='page_container' data-page=11>

Bể chứa nước sự cố

Thiết bị trao đổi nhiệt
Mỏy bm

Máy bơm

2 4 4
3

Thïng lß
GiÕng hót

Vùng hoạt
Vành phản xạ

Kªnh ngang

Sơ đồ nguyên lý của hệ tải nhiệt vòng 1:

- Nớớc ới tớ dớới lên

- Nớớc tới nhiớt không

lớy trớc tiớp tớ vùng
hoớt

- Chớ gớn 50% (khoớng

22 m3/h) nớớc ới qua

vùng hoớt.

</div>
(12)<div class='page_container' data-page=12>

Primary Cooling Sys.
Purification Sys.

Secondary Cooling Sys.



Ventilation Sys.







 







Water Supply Sys.

</div>
(13)<div class='page_container' data-page=13>

WWr-m2

</div>
(14)<div class='page_container' data-page=14>

8

10

865
822
600

24 33 43

A B

D

A B C

C

D E

E
42
32
CC
11
22
32
DD
11
3
2.5
EE
22
27

Fuel Cladding (Al)

</div>
(15)<div class='page_container' data-page=15>

NHIÊN LIỆU LÒ PHẢN ỨNG:

-

2 loới nhiên liớu: nhiên liớu HEU 36% lớ hớp kim U-Al vớ

nhiên liớu LEU 19.75% lớ UO

2

+ Al (khuớch tán UO

2

lên

nớn nhôm).

-

Lõi nhiên liớu HEU dớy 0.7 mm. Lõi nhiên liớu LEU dớy

0.94 mm. ớớớc bao bớc bới 2 lớp nhôm bớo vớ, mới lớp

dớy 0.9 mm với nhiên liớu HEU vớ 0.78mm với nhiên liớu

LEU.

-

Khoớng không gian giớa các thanh nhiên liớu ớớ cho

nớớc lớu thông.

</div>
(16)<div class='page_container' data-page=16>

Parameter VVR-M2
HEU

VVR-M2
LEU

Enrichment, % 36 19.75

Average mass of 235U in FA, g 40.20 49.70

Fuel meat composition U-Al Alloy UO2+Al

Uranium density of fuel meat, g/cm3 1.40 2.50

Cladding material Al alloy

(SAV-1)

Al alloy
(SAV-1)
Fuel element thickness (fuel meat and 2

cladding), mm

2.50 2.50

Fuel meat thickness, mm 0.70 0.94

Each cladding thickness, mm 0.90 0.78

</div>
(17)<div class='page_container' data-page=17>

 Công suất nhiệt danh định: 500 kW
 Chất làm nguội và làm chậm: Nước

thường (H20)

 Kích thước và cấu hình của vùng hoạt của

lị:

•- Hình trụ, đường kính 44.2 cm, cao 60 cm
•- Cấu hình 88, 92, 89 bó nhiên liệu 
(4/1984-4/1994), 100 bó (4/1994-3/2002), 104 bó

(3/2002-10/2006), 106 bó (11/2006-9/2007), 
98 HEU + 6 LEU (từ 9/2007), 92 HEU + 12 
LEU (từ 7/2009), 92 LEU (từ 12/2011).

•- 7 thanh điều khiển gồm:

+ 2 thanh an toàn (B4C): 5.36$
+ 4 thanh bù trừ (B4C): 11.26$

+ 1 thanh điều chỉnh tự động (thép không 
rỉ): 0.49$

- Vành phản xạ bằng Beryllium và

</div>
(18)<div class='page_container' data-page=18>

Các thông tin chung
của LPƯ hạt nhân Đà

Lạt

Thông số Moõ taỷ

Lũphanng Loi b bi
Cụng sut danh định 500 kW

Thơng lượng neutron (nhiệt, cực đại) 2ì1013nơtron/cm2.s

Nhiên liệu Loại VVR-M2 , dạng ống
Phần thịt của nhiên liệu Hợp kim Al-U, độ giàu 36%

Hợp kim Al-UO2, độ giàu 19,75%
Vỏ bọc của nhiên liệu Hợp kim nhôm

Chất làm chậm Nước nhẹ

Chấtphaỷn xaù Graphite, beryllium và nước nhẹ
Chất lm ngui Nc nh

Cơ chế làm nguội vùng hoạt ilưu tù nhiªn

Cơ chế taỷi nhiệt Hai voứngnước làm nguội
Vật liệu che chắn Bê-tông, nước và nắp thép
Các thanh điều khiển 2 an toàn, 4 bù trừ và 1 tự động
Vật liệu các thanh bù trừ và an toàn B4C

</div>
(19)<div class='page_container' data-page=19>

* Các loới kênh chiớu mớu:

I. Kênh chiếu đứng,

gồm:

+ Các kênh ớớt:

ớ1 bớy nớtron ớ tâm vùng hoớt

ớ1 hớc chiớu tới ô 1-4

ớ40 hớc chiớu cớa mâm quay

+ Các kênh khơ chuyớn mớu bớng khí nén:

2 kênh khô (tới các ô 7-1 vớ 13-2)

II. Kênh ngang, gồm:

3 kênh hớớng tâm (1 kênh chớa

sớ dớng) vớ 1 kênh tiớp tuyớn

III. Cột nhiệt:

1 cớt nhiớt

</div>
(20)<div class='page_container' data-page=20>

Bài giảng Chương 5: Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt - PGS.TS Nguyễn Nhị Điền

<b>Chương 5</b>

<b>LÒ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN </b>

<b>ĐÀ LẠT</b>

<b>CẤU TRÚC CỦA LÒ PHẢN ỨNG</b>