tài liêu nhập môn kĩ thuật điện trường đại học bách khoa hà nội. Dành cho sinh viên các khóa 51. k52,k53. k54,55. k56,k57,k58. k59, và các khóa về sau. Cảm ơn các bạn đã quan tâm
MỤC LỤC Đề mục Lời mở đầu. Phần I: Tổng quan về nhà máy điện nguyên tử, xu hướng phát triển. I. Tình hình phát triển điện nguyên tử trên thế giới.(Cập nhật tháng 1/2014) Phần II: Nguyên liệu hạt nhân. Phần III: An toàn nhà máy điện hạt nhân. Kết luận. Phần I: Tổng quan về năng lượng nguyên tử, xu hướng phát triển. I. Tình hình phát triển điện nguyên tử trên thế giới.(Cập nhật tháng 1/2014) Các nhà máy điện hạt nhân thương mại đầu tiên bắt đầu hoạt động vào thập niên 1950.Hiện nay có trên 430 lò phản ứng năng lượng hạt nhân thương mại đang hoạt động ở 31 nước, với công suất trên 370.000 MWe. Khoảng 70 lò phản ứng đang được xây dựng. Các nhà máy điện hạt nhân cung cấp hơn 11% sản lượng điện thế giới, gấp hơn 3 lần tổng sản lượng điện năng của Pháp và Đức từ tất cả các nguồn cộng lại. Khoảng 70 lò phản ứng hạt nhân đang được xây dựng, tương đương 20% công suất hiện có, hơn 160 lò phản ứng đã lên kế hoạch xây dựng một cách chắc chắn, tương đương một nửa công suất hiện có. Hình1: Sản lượng điện hạt nhân của thế giới qua các năm. 16 nước phụ thuộc vào năng lượng hạt nhân để sản xuất ít nhất một phần tư sản lượng điện của đất nước. Pháp sản xuất khoảng ba phần tư điện năng từ năng lượng hạt nhân; Bỉ, Cộng hòa Czech, Hungary, Slovakia, Thụy Điển, Thụy Sỹ, Slovenia và Ukraina sản xuất trên một phần ba. Hàn Quốc, Bungari và Phần Lan thường có trên 30% điện năng từ năng lượng hạt nhân; Hoa Kỳ, Anh, Tây Ban Nha và Liên Bang Nga có gần một phần năm điện năng từ năng lượng hạt nhân. Nhật Bản từng dựa vào năng lượng hạt nhân với hơn một phần tư sản lượng điện và dự kiến sẽ quay trở lại mức đó. Trong số các nước không sở hữu nhà máy điện hạt nhân, Italy và Đan Mạch có khoảng 10% điện năng từ năng lượng hạt nhân. Hình 2: Sản lượng điện của một số khu vực và quốc gia trên thế giới. Tình hình chung trên thế giới • Trung Quốc Chính phủ Trung Quốc dự kiến tăng công suất phát điện lên 58 GWe với hơn 30 GWe đang xây dựng cho tới 2020. Trung Quốc đã hoàn thành việc xây dựng và đưa vào vận hành 17 lò phản ứng hạt nhân mới trong giai đoạn 2002-2013, và khoảng 30 lò phản ứng hiện đang được xây dựng hoặc chuẩn bị xây dựng vào cuối năm 2014, bao gồm 4 tổ máy AP1000 của Westinghouse đầu tiên trên thế giới và một nhà máy với lò phản ứng nhiệt độ cao làm mát bằng khí. Nhiều hơn nữa các nhà máy đã được lên kế hoạch, và việc xây dựng sẽ được bắt đầu trong vòng khoảng 3 năm. Trung Quốc đang bắt đầu tiếp thị xuất khẩu một thiết kế lò phản ứng tỷ lệ nội địa hóa cao. Việc nghiên cứu và phát triển về công nghệ lò phản ứng hạt nhân của Trung Quốc không hề thua kém các nước khác. • Ấn Độ Mục tiêu của Ấn Độ là có 14,5 GWe công suất điện hạt nhân lên lưới điện tới năm 2020 như một phần của chính sách năng lượng nước. Bao gồm các lò phản ứng nước nặng, nước nhẹ và các lò phản ứng tái sinh nhanh • Liên bang Nga Liên bang Nga dự kiến tăng công suất năng lượng hạt nhân lên 30,5 GWe tới năm 2020, sử dụng các lò phản ứng nước nhẹ vào loại tốt nhất trên thế giới của nước. Một lò phản ứng tái sinh nhanh cỡ lớn đã gần hoàn thành xây dựng, và sự phát triển tiếp tục diễn ra ở các nhà máy khác, nhắm tới việc xuất khẩu một cách mạnh mẽ. • Các nước Châu Âu Phần Lan và Pháp đều cùng mở rộng hệ thống các nhà máy điện hạt nhân với lò phản ứng EPR 1650 MWe. Một vài nước đông Âu hiện cũng đang xây dựng hoặc có những kế hoạch xây dựng một cách chắc chắn các nhà máy điện hạt nhân mới (Bungari, Cộng hòa Czech, Hungary, Romani, Slovakia, Slovenia và Thổ Nhĩ Kỳ). .Chính phủ Anh cũng đặt mục tiêu sẽ có 16 GWe công suất điện hạt nhân mới vận hành vào năm 2030. Thụy Điển đã từ bỏ kế hoạch sớm dừng hoạt động các nhà máy điện hạt nhân trong nước, và hiện đang đầu tư mạnh mẽ vào việc nâng cấp và kéo dài tuổi thọ nhà máy. Hungary, Slovakia và Tây Ban Nha đang thực hiện tất cả các công việc hoặc có kế hoạch để tăng thời gian hoạt động của các nhà máy điện hạt nhân hiện có. Đức đã chấp thuận kéo dài thời gian hoạt động các nhà máy điện hạt nhân trong nước, ngược lại ý định đóng cửa các nhà máy này trước đó, nhưng đã một lần nữa đảo ngược các chính sách sau tai nạn Fukushima. • Nam Mỹ Argentina và Brazil đều có các lò phản ứng hạt nhân thương mại sản xuất điện và các lò phản ứng khác đang được xây dựng. Chi Lê đã có lò phản ứng nghiên cứu đang vận hành, có cơ sở hạ tầng và quan tâm tới việc xây dựng các lò phản ứng thương mại. • Hàn Quốc Hàn Quốc hiện đang vận hành 23 lò phản ứng với tổng công suất 20.716 MWe, đang xây dựng 5 lò phản ứng và 4 lò phản ứng đã được lên kế hoạch xây dựng. Hàn Quốc cũng có kế hoạch hoặc các đơn đặt hàng cho 12 lò phản ứng hạt nhân mới. Ngoài ra còn tham gia vào các nghiên cứu sâu về thiết kế lò phản ứng tương lai. • Đông Nam Á Việt Nam dự kiến sẽ có nhà máy điện hạt nhân đầu tiên hoạt động vào khoảng năm 2023 với sự giúp đỡ của Liên bang Nga và nhà máy thứ hai sớm ngay sau đó với sự giúp đỡ của Nhật Bản. Indonesia và Thái Lan đang có kế hoạch về các chương trình điện hạt nhân. • Một số nước châu Á Bangladesh đã thông qua đề xuất của Liên bang Nga trong việc xây dựng nhà máy điện hạt nhân đầu tiên. Pakistan với sự giúp đỡ của Trung Quốc đang xây dựng 3 lò phản ứng hạt nhân cỡ nhỏ và đang chuẩn bị để xây dựng 2 lò phản ứng cỡ lớn gần Karachi. Kazakhstan với tài nguyên uranium phong phú đang phối hợp chặt chẽ với Liên bang Nga trong việc lên kế hoạch phát triển các lò phản ứng mới cỡ nhỏ để sử dụng trong nước và xuất khẩu. • Châu Phi Nam Phi đã cam kết để lên kế hoạch tăng thêm các lò phản ứng hạt nhân thông thường. Nigeria đã nhờ tới sự giúp đỡ của IAEA để phát triển các kế hoạch cho 2 lò phản ứng 1000 MWe. Các nước mới Vào tháng 9/2012 IAEA đã dự kiến có 7 nước là những nước mới khởi động chương trình hạt nhân trong tương lai gần. Tuy không nêu tên nhưng Lithuania, UAE, Thổ Nhĩ Kỳ, Belarus, Việt Nam, Ba Lan và Bangladesh là các ứng viên đủ khả năng. Các nước đã rút khỏi cam kết, hoặc phải cần thêm thời gian để thiết lập cơ sở hạ tầng, hoặc không đủ tiềm lực tài chính. Các lò phản ứng hạt nhân khác Ngoài các nhà máy điện hạt nhân thương mại, có khoảng 240 lò phản ứng nghiên cứu đang hoạt động tại 56 nước, và một số đang xây dựng. Chúng có nhiều công dụng bao gồm việc nghiên cứu và sản xuất các chất đồng vị y tế và công nghiệp, cũng như phục vụ đào tạo. Việc sử dụng các lò phản ứng làm động cơ đẩy hàng hải chủ yếu giới hạn trong lực lượng hải quân lớn, đóng vai trò quan trọng trong 5 thập kỷ qua, cung cấp năng lượng cho các tầu ngầm và các tàu diện tích mặt lớn. Khoảng 150 tàu được vận hành nhờ khoảng 180 lò phản ứng hạt nhân. Liên bang Nga và Hoa Kỳ đã tháo dỡ nhiều tàu ngầm hạt nhân từ thời chiến tranh lạnh. Liên bang nga cũng đang vận hành một hạm đội gồm 6 tàu hạt nhân phá băng cỡ lớn và một tàu trọng tải 62.000 tấn chủ yếu trong các hoạt động dân sự hơn là quân sự. Liên bang Nga cũng hoàn thành một nhà máy điện hạt nhân nổi với 2 lò phản ứng 40MWe để sử dụng ở các vùng xa xôi. Hình 3: Sản lượng điện hạt nhân một số nước trên thế giới. . MỤC LỤC Đề mục Lời mở đầu. Phần I: Tổng quan về nhà máy điện nguyên tử, xu hướng phát triển. I.