Tuyệt đối an toàn: Không tưởng hay Khả thi trong Ngành Năng lượng Hạt nhân và Tái tạo?

Mặc dù mục tiêu “tuyệt đối an toàn” sẽ luôn là một lý tưởng không thể đạt được, trong xã hội hiện đại, việc giảm thiểu rủi ro ở bất cứ nơi nào có thể đã trở thành ưu tiên hàng đầu. Khi tư duy này lan rộng và phát triển, sự xuất hiện của các loại rủi ro mới (như rủi ro khủng bố) thúc đẩy các quy tắc an toàn trong ngành năng lượng trở nên nghiêm ngặt hơn.

Để ứng phó với những rủi ro này, các tổ chức cần tích hợp các tải trọng mới vào thiết kế (ví dụ như khả năng chịu va chạm máy bay) và áp dụng các phương pháp tiếp cận sáng tạo để xử lý hậu quả sự cố. Trước đây, chúng ta thường xem xét các tai nạn một cách riêng lẻ, cho rằng rủi ro là “bất khả thi” về mặt thống kê. Tuy nhiên, quan điểm hiện nay lại khác, chúng ta cần nhìn nhận rằng các tai nạn khác nhau có thể có mối liên hệ với nhau và chúng ta hoàn toàn có thể giảm thiểu tác động.

Các giải pháp phân tích đã trở thành một công cụ ngày càng mạnh mẽ trong bối cảnh này và có thể giúp hạn chế chi phí bổ sung cho các lớp bảo mật tăng cường cho các tổ chức. Mặc dù có thể cố gắng đạt được mức độ an toàn tuyệt đối trong một cơ sở, chúng ta không bao giờ có thể mô phỏng hoàn hảo cách một hệ thống mới sẽ hoạt động trong thực tế, đặc biệt là khi được tích hợp vào một cơ sở đã phức tạp. Tuy nhiên, công nghệ tốt hơn có thể giúp các kỹ sư tạo ra các mô hình và mô phỏng, và ít nhất, các kỹ sư có thể được trang bị một giải pháp có các cơ chế kiểm tra và đối chiếu để đảm bảo tài sản được tạo ra tuân thủ các quy chuẩn ngành. Với việc giải quyết các yếu tố này, các kỹ sư có thể tự tin vào kết quả của họ khi đối mặt với ma sát, ăn mòn hoặc thậm chí các hiện tượng thời tiết được dự đoán trước.

Chén Thánh của An toàn

Việc theo đuổi sự an toàn trong các cơ sở năng lượng hạt nhân có tầm quan trọng gần như thiêng liêng, giống như “Chén Thánh” được tôn kính. Tất cả đều đồng ý rằng sự an toàn phải được tối đa hóa tuyệt đối trong lĩnh vực hạt nhân.

Cách một cơ sở hạt nhân hoạt động là tách biệt các vòng lặp khác nhau, đặc biệt là chu trình thứ nhất và thứ hai. Chu trình thứ nhất có nước phóng xạ được kết nối trực tiếp với lõi lò phản ứng. Chu trình này đòi hỏi một bộ quy tắc đặc biệt gọi là “quy chuẩn đường ống cấp 1” để phân tích.

Có hai điều quan trọng mà các tổ chức cần phải thực hiện đúng đối với các hệ thống đường ống cấp 1: thay đổi nhiệt độ (gradient nhiệt) và hao mòn theo thời gian (mỏi).

Thay đổi nhiệt độ có thể gây ra ứng suất đáng kể do sự thay đổi của chất lỏng. Nói một cách đơn giản, một cơ sở hạt nhân không phải lúc nào cũng hoạt động ở cùng một mức công suất trong suốt vòng đời của nó, có thể là 30, 40, 50 năm hoặc hơn. Công suất thay đổi dựa trên nhu cầu, như nhu cầu theo mùa hoặc tình trạng của các cơ sở khác, làm thay đổi điều kiện vận hành của hệ thống đường ống (nhiệt độ và áp suất). Những điều kiện thay đổi này có liên quan đến gradient nhiệt.

Mỏi là yếu tố quan trọng tiếp theo. Việc sử dụng lặp đi lặp lại (tải trọng và chu kỳ) có thể làm suy yếu hệ thống đường ống theo thời gian. Mục tiêu là dự đoán số chu kỳ tải trọng (như 5 trận động đất,  10 lần xảy ra hiện tượng búa nước, 100 lần tắt máy, v.v.) và sau đó ước tính thiệt hại tối đa mà các chu kỳ này có thể gây ra. Chúng ta không thể dự đoán chính xác tuổi thọ của hệ thống trong hơn 50 năm, vì vậy phân tích cho phép chúng ta chuẩn bị cho các điều kiện khắc nghiệt nhất mà hệ thống có thể phải đối mặt trong suốt vòng đời của nó để ngăn ngừa thiệt hại.

Giải pháp

Tính toán cấp 1 rất cụ thể và phức tạp, đòi hỏi một giải pháp phân tích ứng suất đường ống hạt nhân tất cả trong một đáng tin cậy. PIPESTRESS của Hexagon đã được sử dụng trong ngành công nghiệp hạt nhân hơn 50 năm và liên tục được cải tiến để cập nhật các tiêu chuẩn và quy chuẩn mới nhất của ngành, bên cạnh các phương pháp tính toán mới. Người dùng gọi nó là giải pháp “tham chiếu” trong phân tích ứng suất đường ống hạt nhân.

Khi nói đến gradient nhiệt (thay đổi nhiệt độ) và mỏi, PIPESTRESS cho phép các tổ chức dễ dàng thiết kế với những cân nhắc này, đồng thời phân tích các hệ thống hiện có để tìm ra các lỗi có thể xảy ra do các điều kiện này.

Ngoài ra, PIPESTRESS có thể hoàn thành phân tích hạt nhân cấp 1 đầy đủ một mình, mà không cần sử dụng bất kỳ công cụ, tích hợp hoặc chuyển giao dữ liệu của bên thứ ba nào, cho phép thực hiện các dự án hệ thống đường ống hạt nhân cấp 1 chính xác và hiệu quả. Nó bao gồm:

• Một bộ giải truyền nhiệt để tính toán nhiệt độ trên toàn bộ chiều dày đường ống theo thời gian, từ đó có thể ước tính gradient nhiệt tại mỗi bước thời gian.
• Một bộ giải mỏi tạo ra và sắp xếp tất cả các cặp tập hợp tải trọng (sự thay đổi giữa các trạng thái ứng suất khác nhau).

Hai bộ giải này gần đây đã được cải tiến theo yêu cầu của các khách hàng chính của chúng tôi, để tăng độ chính xác của các phép tính. Bộ giải Truyền nhiệt Cấp 1 hiện có thể bao gồm các thuộc tính phụ thuộc vào nhiệt độ cho vật liệu đường ống (độ dẫn nhiệt và độ khuếch tán), đồng thời cho phép các kỹ sư thay đổi độ dẫn nhiệt và độ khuếch tán nhiệt của thép theo thời gian, trong quá trình phân tích. Bộ giải mỏi đã được tăng cường độ chính xác và tính toán Hệ số Sử dụng Tích lũy (CUF).

Hướng tới sự hoàn hảo

Tính toán đường ống là một phần quan trọng của việc có một cơ sở an toàn và hiệu quả, nhưng không phải là phần duy nhất. Việc thiết kế một hệ thống đầy đủ đòi hỏi chuyên môn trong các lĩnh vực và quy trình khác nhau. Hexagon cho phép mỗi bộ phận làm việc hiệu quả và năng suất hơn với các giải pháp thiết kế và phân tích thông qua tăng cường sự hợp tác và giao tiếp.

• PV Elite® để thiết kế và phân tích bình chịu áp lực và bộ trao đổi nhiệt
• TANK để thiết kế và phân tích bồn chứa
• GT STRUDL® để thiết kế và phân tích kết cấu
• Intergraph Smart® 3D và CADWorx® để thiết kế cơ sở

Hexagon cũng cung cấp một phần mềm phân tích đường ống khác: CAESAR II®, phần mềm hàng đầu thế giới về phân tích ứng suất đường ống, kết hợp với PIPESTRESS tạo thành gói phân tích ứng suất đường ống hiệu quả và đầy đủ nhất trên thị trường cho các dự án trong mọi ngành công nghiệp.

Các giải pháp này cũng có khả năng tương tác, có nghĩa là các tổ chức có thể giải quyết thiết kế cơ sở từ đầu trong khi loại bỏ việc làm lại, và tăng cường sự hợp tác giữa các phòng ban và quy trình. Người dùng đã đạt được thành công lớn trong việc xây dựng nhà máy lọc dầu, nhà máy điện và nhiều công trình khác bằng cách sử dụng nhiều giải pháp Hexagon cùng nhau trong một hệ sinh thái tích hợp, chẳng hạn như Intergraph Smart 3D và CAESAR II cùng nhau để bố trí đường ống, thiết kế hỗ trợ đường ống và phân tích đường ống. CAESAR II cũng có thể được tích hợp với CADWorx Plant để cung cấp các bài kiểm tra độ linh hoạt và ứng suất đường ống sâu hơn.

Để tìm hiểu thêm về TANK® 14, PV Elite®, Intergraph Smart® 3D và CADWorx®, quý khách có thể liên hệ với TrueTech – đối tác phân phối chính thức của Hexagon tại Việt Nam.

Thông tin liên hệ True Technology Co., Ltd:

• Công ty TNHH Công nghệ Niềm Tin – True Technology Co., Ltd (TrueTech)
• Địa chỉ: Phòng 1009, Tầng 10, Tòa nhà Charm Vit 117 Trần Duy Hưng, Phường Trung Hòa, Quận Cầu Giấy, Hà Nội
• Số điện thoại: +84 (24) 37765087 – +84 (24) 37765088
• Email: info@truetech.com.vn
• Website: https://truetech.com.vn/

Theo Hexagon