Nghiên cứu dự đoán hệ số pha hơi trong kênh nóng vùng hoạt lò phản ứng VVER-1000/V392 bằng phương pháp tiếp cận ước lượng tốt nhất.
Kỹ thuật An toàn Thủy nhiệt Hạt nhân
Luận án này tập trung vào nghiên cứu dự đoán hệ số pha hơi (tỷ phần rỗng), một tham số thiết yếu trong mô hình dòng hai pha, đặc biệt đối với các bộ phận của nhà máy điện hạt nhân, cụ thể là lò phản ứng VVER-1000/V392. Mục tiêu chính là phát triển phương pháp tiếp cận ước lượng tốt nhất để dự đoán hệ số pha hơi trong kênh nóng vùng hoạt của lò phản ứng VVER-1000/V392, đặc biệt trong các quá trình chuyển tiếp.
Nghiên cứu đề xuất một quy trình phân tích nhiều thang tỷ lệ, kết hợp các chương trình máy tính chuyên dụng như MCNP5 (tính toán nơtron), RELAP5 (thủy nhiệt hệ thống), CTF (phân tích kênh thủy nhiệt) và CFX (phân tích thang tỷ lệ nhỏ/meso). Chương trình RELAP5 được sử dụng để mô phỏng toàn bộ hệ thống lò VVER-1000/V392 và các hệ thống an toàn liên quan, với mô hình được kiểm chứng bằng báo cáo phân tích an toàn (SAR) cho kịch bản sự cố mất chất tải nhiệt do vỡ lớn (LBLOCA).
Kết quả kiểm chứng cho thấy mô hình RELAP5 phù hợp ở cấp hệ thống, tuy nhiên, mô hình một chiều (1D) của RELAP5 có thể không đủ chính xác cho việc dự đoán hệ số pha hơi trong kênh nóng do sự đơn giản hóa hình học. Chương trình CTF được kiểm chứng với thực nghiệm BM ENTEK, cho thấy CTF có xu hướng dự đoán thấp hơn trong miền sôi dưới nhiệt độ ngưng (hệ số pha hơi nhỏ hơn 0.2) và cao hơn trong miền sôi bão hòa (hệ số pha hơi lớn hơn 0.2), với độ chính xác chấp nhận được (sai số khoảng 0.03).
Đối với mô hình CFX, kiểm chứng bằng thực nghiệm PSBT đơn kênh cho thấy CFX cung cấp dự đoán pha hơi tốt hơn trong miền sôi dưới nhiệt độ ngưng với sai số khoảng ±0.03. Trong miền sôi bão hòa, CFX có xu hướng dự đoán thấp hơn thực nghiệm.
Luận án đề xuất một quy trình kết hợp CTF và CFX để tối ưu hóa dự đoán hệ số pha hơi: sử dụng kết quả của CFX cho miền sôi dưới nhiệt độ ngưng với hệ số pha hơi nhỏ (nhỏ hơn 0.2), và xem xét kết quả của CTF và CFX như là đường biên trên và biên dưới cho miền sôi bão hòa. Phương pháp này giúp nâng cao độ chính xác trong dự đoán hệ số pha hơi trong vùng hoạt, đặc biệt trong các quá trình chuyển tiếp và tại các thời điểm cụ thể. Nghiên cứu cũng đề xuất cải tiến mô hình sôi tường RPI trong CFX cho miền sôi bão hòa và tiến hành thêm các thí nghiệm thực tế.