I. Giới thiệu về nghiên cứu
Luận án tiến sĩ này tập trung vào nghiên cứu hiện tượng chuyển pha trong vùng hoạt của lò phản ứng hạt nhân, đặc biệt là lò phản ứng VVER-1000/V392. Hiện tượng chuyển pha liên quan đến an toàn hạt nhân, đặc biệt là trong điều kiện bình thường và sự cố. Nghiên cứu sử dụng các mô hình toán học và phần mềm tính toán để phân tích cơ học chất lỏng và nhiệt động lực học trong lõi lò phản ứng. VVER-1000/V392 là lò phản ứng được xem xét cho dự án điện hạt nhân Ninh Thuận 1, do đó, việc hiểu rõ công nghệ này là cần thiết để phát triển năng lực an toàn hạt nhân tại Việt Nam.
1.1. Tình hình năng lượng hạt nhân trên thế giới và Việt Nam
Năng lượng hạt nhân đã phát triển từ sau Thế chiến thứ hai, chuyển từ mục đích quân sự sang sản xuất điện. Tính đến năm 2015, thế giới đã có nhiều lò phản ứng hoạt động, đóng góp đáng kể vào nguồn cung năng lượng. Tại Việt Nam, dự án điện hạt nhân Ninh Thuận 1 đang được xem xét, với VVER-1000/V392 là ứng cử viên tiềm năng. Việc nghiên cứu và hiểu rõ công nghệ này là bước quan trọng để đảm bảo an toàn và hiệu quả trong vận hành.
II. Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu sử dụng phương pháp đa quy mô để phân tích hiện tượng chuyển pha trong lõi lò phản ứng. Các mô hình toán học và phần mềm tính toán như RELAP5, CTF, và Ansys CFX được sử dụng để mô phỏng và đánh giá. RELAP5 là phần mềm hệ thống, CTF là phần mềm thành phần, và Ansys CFX là phần mềm CFD (Computational Fluid Dynamics). Các mô hình này được kiểm chứng và đánh giá dựa trên dữ liệu thực nghiệm từ các lò phản ứng tương tự.
2.1. Mô hình chuyển pha trong các phần mềm
Các mô hình chuyển pha trong RELAP5, CTF, và Ansys CFX được phân tích chi tiết. RELAP5 sử dụng các mô hình hệ thống để mô phỏng chuyển pha trong điều kiện bình thường và sự cố. CTF tập trung vào mô phỏng chuyển pha trong các kênh nhiên liệu, trong khi Ansys CFX sử dụng các mô hình CFD để phân tích chi tiết hơn ở quy mô nhỏ.
III. Kiểm chứng và đánh giá mô hình
Các mô hình được kiểm chứng và đánh giá dựa trên dữ liệu thực nghiệm từ các lò phản ứng tương tự. RELAP5 được kiểm chứng với dữ liệu từ VVER-1000/V392, trong khi CTF được đánh giá thông qua các thử nghiệm BM ENTEK. Ansys CFX được kiểm chứng với các thử nghiệm PSBT (PWR Subchannel and Bundle Tests). Kết quả cho thấy các mô hình này có độ chính xác cao trong việc dự đoán hiện tượng chuyển pha và phân bố void fraction trong lõi lò phản ứng.
3.1. Kiểm chứng mô hình RELAP5
Mô hình RELAP5 được kiểm chứng với dữ liệu từ VVER-1000/V392, bao gồm các điều kiện ổn định và sự cố. Kết quả cho thấy mô hình này có độ chính xác cao trong việc dự đoán phân bố nhiệt độ và void fraction trong lõi lò phản ứng.
IV. Ứng dụng thực tế
Nghiên cứu này có giá trị thực tiễn cao trong việc đảm bảo an toàn và hiệu quả của các lò phản ứng hạt nhân. Các kết quả từ luận án tiến sĩ này có thể được áp dụng để cải thiện thiết kế và vận hành của VVER-1000/V392, đặc biệt là trong việc dự đoán hiện tượng chuyển pha và phân bố void fraction trong lõi lò phản ứng. Ngoài ra, nghiên cứu cũng đề xuất các hướng phát triển trong tương lai, bao gồm việc cải thiện các mô hình CFD và tích hợp các phương pháp đa quy mô để nâng cao độ chính xác của các mô phỏng.
4.1. Đề xuất cho nghiên cứu tương lai
Nghiên cứu đề xuất việc cải thiện các mô hình CFD để nâng cao độ chính xác trong việc dự đoán hiện tượng chuyển pha. Ngoài ra, việc tích hợp các phương pháp đa quy mô cũng được đề xuất để tối ưu hóa các mô phỏng trong tương lai.
