Nhà máy điện hạt nhân là một trong những cơ sở có kết cấu phức tạp nhất trên thế giới, vì thế phần lớn các nhà máy đến nay vẫn sử dụng công nghệ đo đạc và điều khiển tương tự (analog instrumentation and control – I&C). Tuy nhiên, các vấn đề liên quan đến quy tắc vận hành, chi phí đầu tư ban đầu, hiệu suất bền vững của thiết bị I & C đang là rào cản trì hoãn việc nâng cấp hệ thống, sử dụng công nghệ kỹ thuật số (digital) hiện đại. Ngày càng nhiều nhà máy có tuổi thọ 50 năm tìm cách gia hạn giấy phép nên chi phí bảo trì, vận hành tiếp tục tăng, vấn đề thu hút nhân sự mới và có kinh nghiệm về analog trở nên khó khăn hơn.
Nhà máy điện hạt nhân Novovoronhetz – nhà máy điện hạt nhân theo thiết kế công nghệ tiên tiến thế hệ III + VVER 1200/V392M. Nguồn: Russia Today
Để năng lượng hạt nhân tiếp tục giữ vững vị thế cạnh tranh trong ngành sản xuất điện, chúng ta cần loại bỏ những trở ngại trong thời kì hiện đại hóa. Năm 2018, Triển lãm hạt nhân thế giới đã chỉ ra rằng những nhà khai thác đến từ Hoa Kỳ đã chi hơn 7,5 tỷ đô la mỗi năm cho việc bảo trì và nâng cấp các lò phản ứng trên toàn nước Mỹ. Việc áp dụng các thuật toán và phân tích phức tạp thường được sử dụng trong các hệ thống digital I & C, không chỉ giúp làm giảm chi phí bảo trì mà còn có thể cải thiện mức độ an toàn, độ tin cậy cũng như hiệu suất lò phản ứng. Hệ điều khiển digital đã được cải tiến để hạn chế yếu tố thiếu an toàn, chẳng hạn như trong J881 ưu đãi hấp dẫn tua bin và nguồn cấp nước, giúp nâng cao khả năng đáp ứng của hệ, thông qua giảm thiểu hỏng hóc cục bộ, phân tích hệ thống, và thử nghiệm vận hành liên tục; nhờ đó, đề phòng những rủi ro tiềm tàng như lò tự động dừng, đồng thời cải thiện tính an toàn và sẵn sàng của hệ thống.
Số hóa cũng làm giảm các chi phí liên quan đến số lượng nhân sự trực tiếp thực hiện và nhân lực cần thiết để thực hiện công việc một cách hiệu quả. Nhà máy điện hạt nhân thương mại trung bình có khoảng 400 đến 700 công nhân, nhiều người trong số đó chuyên đảm nhận các hoạt động hiệu chuẩn, giám sát và bảo trì hệ thống. Hệ thống số hóa giúp tiết kiệm hơn 80% thời gian thực hiện các công việc này. Trong các đợt bảo trì, hệ thống phân tích tiên tiến hiện nay được chứng minh làm giảm thời gian sửa chữa trung bình xuống dưới 30 phút khi phát hiện sự cố. Khi vận hành nhà máy điện hạt nhân, thời gian là tiền bạc, do đó hệ thống hiện đại hóa được kì vọng sẽ đem lại lợi ích từ việc gia tăng công suất nhà máy với chi phí bảo trì thấp hơn.
Ngành năng lượng hạt nhân hiện đang phải đối mặt với những rào cản khó khăn hơn trong thị trường sản xuất điện. Những thách thức này hứa hẹn những cơ hội mới; nhưng hơn bao giờ hết, chúng ta cần nắm lấy thời cơ, đổi mới các công nghệ tiên tiến, hiện đại hóa thế hệ điện hạt nhân tiếp theo với tiêu chí an toàn, sạch và đáng tin cậy.
Biên dịch: Trần Thiện Phương Anh & Phạm Thị Thu Trang, Ban KH&QLKH
