Công nghệ Lò phản ứng nước áp lực “lên ngôi”

Hội thảo Lò Phản ứng nước áp lực (VVER 2013) vừa diễn ra tại thủ đô Prague, Cộng hoà Séc với sự tham gia của các chuyên gia từ 15 quốc gia trên thế giới, với những trao đổi về kinh nghiệm vận hành các lò phản ứng nước áp lực theo thiết kế của Nga. Hội thảo đã trở thành sự kiện truyền thống, hợp tác quốc tế trong lĩnh vực nghiên cứu, thiết kế, cấp phép, cũng như tăng cường an ninh và hiệu quả ứng dụng tiềm năng của Lò phản ứng nước áp lực.

Đã có hơn 200 đại biểu là nhà báo, chuyên gia đến tham dự hội thảo từ Anh, Nhật và các nước khác. Theo Tổng giám đốc Công ty ÚJV Řež, sự quan tâm tới một hội thảo chuyên đề là một minh chứng sống động về việc Công nghệ lò phản ứng nước áp lực đang ngày một lớn mạnh không chỉ ở châu Âu và các nước khối Thịnh vượng chung, mà còn trên khắp thế giới.

Tại Cộng hòa Séc, công nghệ lò phản ứng nước áp lực được ứng dụng ở cả hai nhà máy điện nguyên tử Dukovany và Temelin. Nhờ hoạt động hiệu quả và ổn định của các lò phản ứng ở các nhà máy này, khoảng 30% điện năng ở CH Séc được sản xuất từ năng lượng nguyên tử.

Trong bài phát biểu của mình tại Hội thảo, ông Pavel Gebauer, Giám đốc Vụ Năng lượng, Bộ Công Thương CH Séc, nhấn mạnh Chiến lược Năng lượng Quốc gia CH Séc bảo đảm một nửa tổng sản lượng điện sẽ được đáp ứng bởi các nhà máy điện nguyên tử vào năm 2040. Điều này sẽ đảm bảo khả năng tự cung ứng và an ninh năng lượng của đất nước sau khi giải thể các nhà máy nhiệt điện đã sử dụng trong nhiều năm. Công nghệ nguyên tử sẽ cho phép CH Séc đáp ứng yêu cầu của Châu Âu về thuyên giảm khí nhà kính và khí thải các-bon đi-ô-xít.

Cơ sở của việc mở rộng ứng dụng năng lượng nguyên tử tại CH Séc là kinh nghiệm của các chuyên gia Séc trong công nghệ Lò Phản ứng nước áp lực. "Hợp tác Séc-Nga trong lĩnh vực nguyên tử sẽ tiếp tục trong hơn nửa thế kỷ tới, và các chuyên gia Séc không chỉ vận hành các nhà máy điện nguyên tử, mà còn chủ động tham gia vào thiết kế, phát triển, và hiện đại hóa công nghệ Lò Phản ứng nước áp lực ", theo ông Leos Tomicek, Phó Chủ tịch Rosatom Overseas.

Nhờ có hiểu biết toàn diện về công nghệ Lò phản ứng nước áp lực, các chuyên gia CH Séc đã có thể tăng sản lượng vận hành của các lò phản ứng ở cả hai nhà máy điện nguyên tử. Do đó, công suất của mỗi lò phản ứng trong tổng số 04 đơn vị của Nhà máy điện nguyên tử Dukovany tăng từ 440 MW lên 500 MW; và trong tháng 10 năm nay, công suất của mỗi lò phản ứng trong tổng số 02 đơn vị của Nhà máy điện nguyên tử Temelin tăng từ 1000 MW lên 1055 MW. Các chuyên gia Séc phát biểu tại Hội thảo nhấn mạnh rằng điều đó có thể thực hiện được là nhờ nguồn vốn đầu tư lớn vào công nghệ Lò phản ứng nước áp lực; cùng với đó là sự tiến bộ của nghiệp vụ thống kê nhiên liệu tại cả hai Nhà máy điện nguyên tử của Séc do Công ty TVEL từ Nga.

Tại thời điểm này liên doanh ALVEL, công ty mẹ của TVEL và công ty Séc ALTA, đang tiếp tục nghiên cứu nâng cao nghiệp vụ thống kê nhiên liệu.

Các lò phản ứng mẫu VVER-1200, được sử dụng ở nhà máy Akkuyu, là các lò phản ứng thế hệ 3+, hiện đại nhất tính đến thời điểm này.

Công nghệ Lò Phản ứng nước áp lực là đáng tin cậy

Sau thảm họa Fukushima, Liên minh Châu Âu thực tế đã yêu cầu các Nhà máy điện hạt nhân trong lãnh thổ của mình được thanh tra. Các nhà máy tại Nga cũng phải trải qua hoạt động tương tự, với kết quả thanh tra đã được tình bày tại Brussels. Kết quả cho thấy công nghệ Lò phản ứng nước áp lực có mức độ tin cậy rất cao. Phát biểu tại Hội thảo, ông Leos Tomicek, Phó Chủ tịch Rosatom Overseas, nhấn mạnh rằng công nghệ này đã trải qua 1500 chu kỳ phản ứng mà không có một sự cố nào.

Hiện nay, đại diện tiên tiến nhất của công nghệ Lò Phản ứng nước áp lực là mẫu VVER 1200, được bao gồm trong gói thầu hoàn thiện Nhà máy điện Nguyên tử Temelin bởi Liên doanh Séc-Nga MIR 1200.

VVER 1200 được đánh giá là sự kết hợp tối ưu giữa hệ thống an toàn chủ động và thụ động, có khả năng vượt qua rủi ro, với khả năng xảy ra rủi ro là một phần một triệu. Trong trường hợp xảy ra sự cố ngoài dự đoán, lò phản ứng được trang bị với đơn vị hứng lõi chảy – là một đĩa kim loại đặt dưới lò phản ứng. Trong trường hợp có sự cố trầm trọng, nhiên liệu sẽ chảy vào đơn vị này, và có thể được giữ lại vô thời hạn. Hơn nữa, thiết kế cho phép khả năng tản nhiệt tự động của đơn vị. Điều này có nghĩa là kể cả dưới những điều kiện phức tạp và bất ngờ nhất, phóng xạ sẽ không ra ngoài phạm vi lò phản ứng.

Một số những giải pháp sáng tạo về an ninh thụ động đã được ứng dụng để ngăn ngừa sự cố đối với Lò phản ứng VVER 1200, bao gồm cả máy gia tốc hy-đrô, trong quá trình sử dụng hy-đrô dễ cháy nổ để ô-xi hóa tạo nước, và hệ thống phun hạt Bô-rông nhanh (để kết thúc phản ứng dây chuyền), và các yếu tố khác. Nhờ có sự phối hợp giữa các hệ thống an ninh, lò phản ứng VVER 1200 về mọi mặt đạt các tiêu chí của thế hệ 3+.

Các diễn giả tại Hội thảo cũng đề cập đến độ an toàn của VVER 1200 và những công nghệ mới đã nâng cao năng suất của Nhà máy điện hạt nhân với thế hệ lò phản ứng này. Ví dụ, VVER 1200 sử dụng các máy phát điện hiệu quả hơn, hệ thống điều khiến và quản lý tiến bộ hơn, và công nghệ ứng dụng trong quy trình bảo trì và thay thế nhiên liệu... Cần phải nhấn mạnh tầm quan trọng của việc lò phản ứng VVER 1200 có vòng đời thiết kế 60 năm với khả năng khéo dài thời gian khai thác.

Trong cuộc Hội thảo, Phó Chủ tịch Cộng đồng Nguyên tử CH Séc, ông Miroslav Kavalec đã đề cập tới một yếu tố tạo sự tin cậy khác của Lò phản ứng nước áp lực – đó là vị trí nằm ngang của các thiết bị tạo hơi nước, giúp cho các thiết bị này có thể vận hành trong 30 năm mà không gặp vấn đề gì, ví dụ như tại Nhà máy điện Nguyên tử Dukovany.

Nhà máy điện nguyên tử Rostov, ứng dụng công nghệ Đa chiều (Multi-D).

Những công nghệ mới trong Thiết kế và Thi công|

Trong khung chương trình của hội thảo, đã có một số bài thuyết trình về những giải pháp thiết kế và thi công Nhà máy điện nguyên tử mới. Cụ thể là, ông Konstantin Ilyinsky từ đơn vị thiết kế SPbAEP đã trình bày về những mô hình toán học dùng cho việc ước lượng dữ liệu liên quan đến các lò phản ứng, đã được áp dụng cho thiết kế của một số dự án Nhà máy điện nguyên tử. Những mô hình này cho phép việc tính toán bất cứ rủi ro lớn nhỏ ngay từ giai đoạn thiết kế, nhằm ngăn ngừa những rủi ro tương lai trong quá trình thi công và vận hành nhà máy.

Một loạt câu hỏi từ các đại biểu được đặt ra cho diễn giả Anatoly Kovtunov từ công ty Nga NIAEP-ASE là một minh chứng sống động cho mối quan tâm được khơi dậy trong các chuyên gia CH Séc bởi công nghệ Đa chiều (Multi-D) trong thiết kế và thi công Nhà máy điện Nguyên tử ở Nga. Công nghệ này cho phép hình thành một dự án thống nhất, mà bên cạnh với cách chiếu hình 3D cổ điển, còn sử dụng dữ liệu để mô phỏng việc vận chuyển thiết bị, lên kế hoạch và xác định chi phí tài chính, và những tiềm năng con người cần thiết. Sử dụng công nghệ này giúp chủ đầu tư nhìn ra quy trình thi công thực tế của dự án qua mạng, là điều cần thiết cho việc tối ưu hóa thi công và giải quyết các vấn đề khác.

Hiện nay, Nga đang xây dựng lò phản ứng thứ ba tại Nhà máy điện nguyên tử Rostov, ứng dụng công nghệ Đa chiều (Multi-D). Nhờ đó, việc thi công lò phản ứng này đang được thực hiện trước tiến độ.

Toàn bộ chuỗi giải pháp và công nghệ tiên tiến được Rosatom ứng dụng cho phép rút ngắn thời gian thi công lò phản ứng và bàn giao trước thời hạn. Hiện nay, bảng thành tích của Rosatom đã bao gồm 28 lò phản ứng, trong đó có 19 ở nước ngoài, chưa từng có một công ty nào trên thế giới đạt được những thành tựu tương tự.

Nga Phạm