Khái quát cấu tạo lò phản ứng hạt nhân VVER-1000
Trả lời câu hỏi cho bài viết trước: "Vòng tuần hoàn 1 lò năng lượng nước-nước VVER-1000"
1/ Áp suất trong vòng tuần hoàn 1 là gần 16MPa, vì sao tòa nhà chứa chỉ có thể chịu được 0,5 MPa ?
Dù áp suất bên trong vòng tuần hoàn 1 là 16MPa, nhưng thể tích của nó không đáng kể so với thể tích của tòa nhà chứa. Áp suất bình thường trong tòa nhà chứ là áp suất khí quyển, khi có sự cố (thường là vỡ ống) thì áp suất trong vòng tuần hoàn 1 giảm, còn áp suất bên trong tòa nhà chứa tăng không đáng là bao, tiếp theo thay đổi thế nào xem câu 3.
Tòa nhà chứa chịu đựng được 0,5 MPa là đã quá đủ, bình thường áp suất chỉ ở mức 0,102MPa (1 atm).
2/ Có nên tắt máy bơm sau khi dập lò không ?
Không nên tắt máy bơm dù đã dập lò. Sự tỏa năng lượng dư là một trong những đặc trưng của lò phản ứng hạt nhân, dù có dập lò thì nó vẫn tỏa ra nhiệt (khoảng 7% công suất định mức) và giảm dần theo thời gian. 7% của 3000MW ~ 200MW, một lượng nhiệt khá lớn, nếu tắt máy bơm > không thể tải nhiệt đi > lò càng ngày càng nóng lên dẫn đến một số hư hại nhất định.
3/ Áp suất sẽ thay đổi như thế nào khi ống vỡ? tăng/giảm đến mức nào ?
Nói đến áp suất phải hiểu có 2 loại: áp suất bên trong vòng tuần hoàn 1, và áp suất bên trong tòa nhà chứa (tức là bên ngoài vòng tuần hoàn). Trong điều kiện làm việc bình thường áp suất bên trong vòng tuần hoàn 15,8 MPa, bên trong tòa nhà chứa 1 atm (0,102 MPa). Như câu 1 đã giải thích, ngay khi xảy ra sự cố vỡ ống áp suất bên trong vòng tuần hoàn sẽ giảm từ 15,8 --> 0,102 MPa bằng với áp suất bên trong tòa nhà chứa (mô hình bình thông nhau).
Tiếp theo nên nhớ rằng khi ở áp suất cao 15,8 MPa thì 350 độ C nước mới sôi (áp suất cao giữ cho nước không sôi), trong điều kiện thường thì 100 độ C nước đã sôi, giả sử không có biện pháp khống chế/dập lò thì nước trong vòng tuần hoàn 1 sẽ bắt đầu sôi và sinh ra hơi nước > tăng thể tích hơi > tăng áp suất >>> tăng áp suất vượt quá định mức 0,5MPa sẽ nổ tòa nhà chứa.
Cấu tạo chung lò phản ứng hạt nhân VVER-1000
Lò phản ứng hạt nhân là trung tâm của vòng tuần hoàn 1, là nơi xảy ra phản ứng dây chuyền sinh ra nhiệt lượng, phải chịu nhiệt độ và áp suất cao. Đòi hỏi sự tính toán kĩ lưỡng, chế tạo hoàn thiện và kiểm tra gắt gao.
Lò có vỏ hình trụ đứng, nắp và đáy dạng elip. Còn lý do vì sao là hình trụ mà không phải hình hộp hay hình cầu do bộ môn "chuyển dịch neutron" quyết định, lò hình cầu giảm thất thoát neutron tốt nhất và tốn ít vật liệu nhất, hình trụ chỉ ở mức trung bình, nhưng vì lý do gia công chế tạo và vận chuyển nên tất cả các lò hạt nhân đều có hình trụ.
Lò có kích thước lớn: chiều cao 19,1m ; đường kính lên đến 4,6m ; độ dày thành lò gần 200mm, khối lượng khô trên dưới 750 tấn (?).
Nắp lò có thể tháo rời phục vụ cho mục đích kiểm tra, thay và đảo nhiên liệu mỗi năm một lần, một lần kéo dài gần một tháng. Khớp mở chính được liên kết bằng 54 đai ốc.
Độ kín của khớp mở được hoàn thiện bằng 2 rãnh hình chữ "v" trên miệng lò. Khi đậy nắp lò người ta nhét vào 2 rãnh này 2 thanh niken, thanh niken bị nén lại sẽ bịt kín khớp mở này. Giữa 2 rãnh có lỗ nhỏ (như hình dưới) để đặt cảm biến phát hiện rò rỉ.
Bên trong lò có nhiều bộ phận, thực hiện những chức năng khác nhau, cụ thể từng bộ phận sẽ có trong những bài viết tiếp theo. Bài viết này chỉ nhằm mục đích giới thiệu tên gọi, hình dạng và vị trí của một số bộ phận bên trong lò phản ứng hạt nhân VVER-1000.
Hình dạng và tên gọi các bộ phận bên trong lò phản ứng hạt nhân:
Vùng hoạt là nơi xảy ra phản ứng dây chuyền bên trong lò phản ứng hạt nhân, hay còn gọi là lõi. Có nhiều bộ phận bao quanh vùng hoạt để giảm sự va đập của neutron vào thành lò.
Bên trong vỏ lò thường được mạ một lớp chống ăn mòn (8-10mm). Lò được cố định vào tòa nhà chứa nhờ vành đỡ, và vành cố định. Vành đỡ giữ lò theo phương thẳng đứng, giữ cho lò không bị rơi xuống. Vành cố định giữ lò theo phương ngang, giữ lò không bị nghiêng/lắc.
Ứng với 2 vành có đế đỡ và đế cố định được xây dựng bằng bê tông cốt thép bên trong tòa nhà chứa. Chúng là mối liên kết giữa lò hạt nhân và tòa nhà chứa.
## Ghi chú:
Đây chỉ là hình ảnh mô phỏng gần giống với lò hạt nhân (không phải ảnh thực tế), tên gọi các bộ phận được dịch và tham khảo theo sách về lò phản ứng hạt nhân bằng tiếng việt cũng như tiếng anh.
Nếu có sai sót, nhu cầu liên hệ hoặc góp ý thì liên hệ với mình - Nguyên Phạm
## Câu hỏi:
Để tăng cường tính tương tác mình sẽ đưa ra một số câu hỏi, trả lời ở phần cmt bên dưới, đáp án sẽ có trong bài viết tiếp theo:
1/ Vì sao dáy của lò phản ứng hạt nhân có dạng elip? (trong bài viết tiếp theo bản sẽ hiểu gia công dáy elip của lò phản ứng hạt nhân khó đến mức nào)
2/ Theo bạn nắp của lò phản ứng hạt nhân hình phẳng, không phải hình elip có được không?
3/ Vì sao vỏ lò thường được mạ một lớp thép không gỉ (lớp chống ăn mòn), thay vì toàn bộ lò được làm bằng thép không gỉ?
