Thứ sáu, 16/10/2020 16:08 GMT+7

Hội thảo về Kết quả xây dựng Hệ chương trình mô phỏng Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt

Ngày 28/9/2020, Trung tâm Hạt nhân TP.HCM, phối hợp với Viện Nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt (Viện NCHN), đã tổ chức hội thảo về kết quả xây dựng Hệ chương trình mô phỏng hoạt động của Lò phản ứng hạt nhân nghiên cứu Đà Lạt. Đây là hội thảo thứ hai trong khuôn khổ đề tài cấp Bộ (2018-2020) về: “Xây dựng Hệ chương trình mô phỏng hoạt động của Lò phản ứng hạt nhân nghiên cứu Đà Lạt”, do TS. Hồ Mạnh Dũng làm chủ nhiệm, Trung tâm Hạt nhân TP. HCM là cơ quan chủ trì.

Hội thảo được tổ chức tại hội trường Viện Nghiên cứu hạt nhân, Đà Lạt. Tham dự Hội thảo có TS. Phan Sơn Hải (Viện trưởng Viện NCHN), các cán bộ nghiên cứu của Trung tâm Lò phản ứng và các cán bộ quan tâm thuộc Viện Nghiên cứu hạt nhân. Chủ trì Hội thảo là TS. Hồ Mạnh Dũng, chủ nhiệm đề tài và các báo cáo viên là các thành viên chủ chốt của đề tài thực hiện tại Trung tâm Hạt nhân Tp. Hồ Chí Minh.

TS. Hồ Mạnh Dũng chủ trì Hội thảo

Mở đầu Hội thảo, CN. Cao Thanh Long trình bày về kết quả đã thực hiện của đề tài cho đến thời điểm hiện tại. Nội dung trình bày bao gồm: mục tiêu của đề tài, phương pháp nghiên cứu và các kết quả đạt được của đề tài. Về cơ bản, đề tài đã hoàn thành những nội dung đăng ký đã được phê duyệt bao gồm: Thiết kế hệ thống, cấu trúc phần mềm của Hệ chương trình mô phỏng, dữ liệu mô phỏng; Xây dựng các tình huống giả định (sự cố độ phản ứng, mất nước làm mát, mất dòng chất tải nhiệt) và các bài thực tập tính toán mà Hệ chương trình mô phỏng có khả năng thực hiện được; Xây dựng lõi vật lý và phương pháp kết hợp các phần mềm tính toán làm cơ sở để giải quyết bài toán về neutron trong mô phỏng lò phản ứng; Xây dựng mô hình mô phỏng hệ thống điều khiển và bảo vệ lò phản ứng; Xây dựng các module giao diện người - máy (HMI - Human Machine Interface) của hệ mô phỏng.

Báo cáo viên Cao Thanh Long trình bày tại Hội thảo

Về báo cáo đầu tiên của Hội thảo, một số ý kiến thảo luận, đóng góp cho biết về module tính toán độ phản ứng mà nhóm thực hiện đề tài đã bổ sung vào mô hình điều khiển và bảo vệ lò phản ứng của Hệ chương trình mô phỏng có thể tìm thấy trong tài liệu của khối BNO-102R1.

Tiếp theo, KS. Trương Hoàng Tuấn trình bày minh họa về sản phẩm Hệ chương trình mô phỏng  hoạt động của Lò phản ứng hạt nhân nghiên cứu Đà Lạt, giới thiệu các khối giao diện chính của hệ chương trình bao gồm giao diện bàn điều khiển; các màn hình hiển thị thông số vận hành, trạng thái của hệ thống điều khiển và các thiết bị công nghệ; trang biểu diễn các thông số vận hành theo thời gian. Bên cạnh đó, các thao tác để chạy hệ chương trình, nâng các thanh điều khiển, theo dõi sự thay đổi các thông số bao gồm công suất lò, vị trí các thanh điều khiển, chu kỳ lò, độ phản ứng… cũng được KS. Trương Hoàng Tuấn minh họa trực tiếp trên hệ chương trình.

Liên quan đến báo cáo thứ hai, Hội thảo đã có một số ý kiến đóng góp về việc nên đa dạng hóa các lựa chọn điều kiện ban đầu trên hệ mô phỏng. Cụ thể: Hệ chương trình mô phỏng hiện tại có tính năng mô phỏng các bài tập dựa trên tập tin đầu vào của báo cáo phân tích an toàn SAR (2012) cho chương trình RELAP5, tuy vậy, hệ chương trình nên cho phép người dùng khởi tạo các điều kiện biên cho cả board mạch điều khiển bằng ngôn ngữ lập trình C#.

Hội thảo cũng đánh giá giao diện của hệ chương trình được thiết kế khá bài bản và kết quả chạy kiểm chứng tốt của Hệ chương trình mô phỏng thực tế là do sử dụng các tập tin đầu vào chuẩn của Lò Đà Lạt. Tuy nhiên, nhóm thực hiện cần hoàn thiện Hệ chương trình trong đó bổ sung thêm tính năng để có thể dùng cho mục đích đào tạo vận hành trong tương lai. Hiện tại, việc đào tạo vận hành những dạng bài tập thực tế gần như chưa có, chỉ tập trung vào đào tạo kỹ sư điều khiển và được thực hiện trên lò thật chứ không đào tạo trên phần mềm mô phỏng. Do vậy, Hệ mô phỏng của đề tài có thể được sử dụng để giảng dạy cho sinh viên và những người chưa qua đào tạo để hiểu rõ hơn về lò phản ứng nghiên cứu.

Bên cạnh đó, các thảo luận chuyên sâu cho biết Hệ chương trình mô phỏng của đề tài được xây dựng giống như các hệ mô phỏng PC-based của Hàn Quốc, nhưng không có phần giao tiếp mềm giữa người dùng với phần tập tin đầu vào. Tuy nhiên, Hệ chương trình mô phỏng của Hàn Quốc không đặc thù cho một loại lò cố định, trong khi đó Hệ mô phỏng của đề tài được xây dựng cụ thể cho Lò phản ứng Đà Lạt. Do đó, giao diện của Hệ chương trình cũng tuân thủ theo hệ điều khiển của Lò phản ứng Đà Lạt, dẫn tới cần phải xây dựng tập tin đầu vào thể hiện lại mô hình của Lò Đà Lạt.

Cuối cùng, các đóng góp thảo luận liên quan đến báo cáo thứ hai cho rằng hệ chương trình cần có bài tập mô phỏng các hiệu ứng phản hồi vật lý để đào tạo cho người sử dụng nắm được các hiệu ứng vật lý này. Cụ thể, khi lò được vận hành ở mức công suất cao sau đó giảm và duy trì ở mức công suất thấp hơn trong thời gian dài, người dùng có thể thấy được sự dịch chuyển của thanh điều khiển tự động để bù trừ cho hiện tượng nhiễm độc Xenon trên hệ mô phỏng. Lõi vật lý của Hệ mô phỏng có tính toán phản hồi nhiệt độ của thanh nhiên liệu và nước làm chậm. Bên cạnh đó, Hệ chương trình cũng có thêm một module tính toán độ phản ứng phản hồi của hiện tượng nhiễm độc Xenon bằng cách nội suy số liệu thực nghiệm. Ngoài ra, song song với quá trình mô phỏng thời gian thực, Hệ chương trình có thể có thêm tính năng tăng tốc thời gian nhanh để thể hiện rõ hơn hiện tượng nhiễm độc Xenon. Các thảo luận cũng cho thấy, thuật toán dùng để lọc dữ liệu mà Hệ chương trình sử dụng là thuật toán lọc Butterworth. Việc lọc dữ liệu ở đây mang tính “reverse engineer” (thiết kế ngược lại). Nhóm thực hiện đề tài đã thiết kế bộ lọc này và chọn ra các hệ số lọc hợp lý sao cho khớp với số liệu vận hành thực tế từ hệ protocol của Lò phản ứng Đà Lạt. Nếu hiểu rõ sai số của các thiết bị đầu đo, hoàn toàn có thể thiết kế bộ lọc để lọc các số liệu đo.

Báo cáo viên Trương Hoàng Tuấn minh họa chương trình mô phỏng

Trong báo cáo thứ ba, ThS. Nguyễn Hoàng Nhật Khang trình bày về định hướng nghiên cứu cho giai đoạn sắp tới (Pha 2 của đề tài). Trong đó, nội dung trình bày bao gồm: Phương pháp nghiên cứu Monte-Carlo dựa trên chương trình mã nguồn mở OpenMC, các kết quả tính toán sơ bộ sử dụng OpenMC cho thanh nhiên liệu VVER-1000 và định hướng ghép nối CFD (Computional Fluid Dynamics) cho lò phản ứng nghiên cứu mới, phục vụ cho việc triển khai đề tài pha 2 của nhóm tính toán mô phỏng.

Các ý kiến trao đổi xung quanh việc CFD không sử dụng cho cả vùng hoạt. Thông thường khi tính toán cho các lò phản ứng năng lượng, người ta chia các lưới tính toán rất nhỏ, việc tính toán cần rất nhiều tài nguyên máy tính. Tuy nhiên, khi tính toán cho lò phản ứng nghiên cứu, do kích thước của bó nhiên liệu sẽ rất nhỏ so với bó nhiên liệu của một lò phản ứng năng lượng nên nhóm nghiên cứu đề xuất sử dụng CFD để mô phỏng chính xác nhất dòng chảy của chất làm chậm trong từng thanh nhiên liệu của vùng hoạt. Qua các thảo luận, một số ý kiến cho rằng thông thường người ta chỉ quan tâm tới kênh nóng nhất. Vì vậy, định hướng nên đi theo hướng sử dụng CFD tính toán cho các bó nhiên liệu của Nga với nhiệt độ nóng nhất kết hợp sử dụng chương trình hệ thống RELAP5. Bên cạnh đó, kết quả mô phỏng đúng hay sai phải có kiểm chứng. Do đó, việc cân nhắc làm thực nghiệm để kiểm chứng là rất cần thiết. Ngoài ra, việc sử dụng OpenMC là một ý tưởng hay vì đây là chương trình mã nguồn mở, do đó sẽ thuận lợi cho việc chuyển giao chương trình.

ThS. Nguyễn Hoàng Nhật Khang trình bày trong Hội thảo

Hội thảo đã diễn ra trong bầu không khí thân thiện, hợp tác và thành công tốt đẹp. Hội thảo kết thúc với kết luận rằng, việc phối hợp tính toán CFD trên Lò phản ứng Đà Lạt giữa nhóm nghiên cứu của Trung tâm Hạt nhân Tp. Hồ Chí Minh và Viện Nghiên cứu hạt nhân (Đà Lạt) trong tương lai là rất triển vọng trong việc tiến hành giải quyết các bài toán lớn về lĩnh vực chuyên môn sâu này.

 

Nguồn tin: https://vinatom.gov.vn

Lượt xem: 29

Đa phương tiện

Xem thêm

Liên kết website

Khách online: 8

Lượt truy cập: 177550