công nghệ lò phản ứng
Nhóm 2: CÔNG NGHỆ LÒ PHẢN ỨNG Nhóm 2: CÔNG NGHỆ LÒ PHẢN ỨNG Mở đầu Theo số liệu mới nhất tháng 1/2011 của cơ quan năng Theo số liệu mới nhất tháng 1/2011 của cơ quan năng lượng nguyên tử quốc tế, hiện nay trên toàn thế giới có lượng nguyên tử quốc tế, hiện nay trên toàn thế giới có 442 tổ máy điện hạt nhân đang vận hành, lượng điện phát 442 tổ máy điện hạt nhân đang vận hành, lượng điện phát điện hạt nhân chiếm 16% sản lượng điện toàn cầu điện hạt nhân chiếm 16% sản lượng điện toàn cầu Do nhu cầu năng lượng đang là một vấn đề sống còn của mỗi nước ,nhiên liệu hóa thạch đang dần cạn kiệt, lên công nghệ hạt nhân là một sự lựa chọn quan trong của thế kỷ 21 dù đang phải đối mặt với nhiệt thách thức Dưới đây chúng tôi sẽ trình bày các công nghệ lò hạt nhân mới của một số nước trên thế giới có tính kinh tế, độ an toàn cao hơn và giải quyết được vấn đề bã thải hoạt độ cao sống dài ngày Nội dung trình bày Giới thiệu về phản ứng hạt nhân Giới thiệu về phản ứng hạt nhân Cấu tạo chung của một lò hạt nhân Cấu tạo chung của một lò hạt nhân Phân loại các loại nhà máy điện Phân loại các loại nhà máy điện 1. Lò áp lực PWR (Pressurized Water Reactor) 2. Lò nước sôi BWR (Boilling Water Reactor) 3. Lò nước nặng Pressurised Heavy Water Reactor 'CANDU' (PHWR) 4. Lò nước nhẹ LWR (Light Water Reactor) 5. Gas-cooled Reactor (AGR & Magnox) 6. Lò phản ứng tái sinh nhanh Fast Neutron Breeder Reactor (FBR) Giới thiệu về phản ứng hạt nhân • Lò phản ứng hạt nhân hoạt động dựa trên nguyên lý phản ứng phân hạch dây chuyền. Nơtrơn nhiệt U235 Chất làm chậm Hấp thụ N U235 N Tuy nhiên trong nhà máy nhiêt điện ta cần có chất hấp thụ và chất làm chậm nhằm giữ cho chuỗi phản ứng luôn được duy trì đồng thời khống chế tốc độ phản ứng dây chuyền N N Cấu trúc cơ bản của lò và các vật liệu sử dụng Cấu trúc cơ bản của lò phản ứng hạt nhân bao gồm : Cấu trúc cơ bản của lò phản ứng hạt nhân bao gồm : Nhiên liệu hạt nhân Chất làm chậm Chất tải nhiệt Thanh điều khiển Vành phản xạ Thùng lò Tường bảo vệ và các vật cấu trúc khác Các phần tử chính, vật liệu sử dụng và các chức năng của chúng TT Phần tử Vật liệu Chức năng 1 Nhiên liệu U 233 ,U 235 ,U 239 ,Pu 241 Chất phân hạch 2 Chất làm chậm H 2 O, D 2 O, CO , Be Giảm năng lượng của nơtrơn nhanh thành nơtrơn nhiệt 3 Chất tải nhiệt H 2 O, D 2 O, CO 2 , He, Na Tải nhiệt làm mát lò 4 Thanh điều khiển Cd, B, Hf Điều khiển mức tăng giảm nơtrơn 5 Vành phản xạ Như các chất làm chậm Giảm mất mát nơtrơn 6 Thùng lò Fe &S/S Chịu áp lực và chứa toàn bộ vùng hoạt 7 Tường bảo vệ Bê tông, H 2 O, Fe, Pb Bảo vệ chống bức xạ 8 Các vật cấu trúc khác Al, Fe, Zn,S/S Hỗ trợ các cấu trúc trong lò Nguyên lý hoạt động của một nhà máy điện hạt nhân nói chung Phân loại các loại lò phản ứng trong nhà máy nhiệt điện Phân loại theo nguyên lý cấu tạo và hoạt động Phân loại theo nguyên lý cấu tạo và hoạt động ta chia thành 6 loại lò phản ứng sau: ta chia thành 6 loại lò phản ứng sau: 1. 1. Lò áp lực PWR (Pressurized Water Reactor) Lò áp lực PWR (Pressurized Water Reactor) 2. 2. Lò nước sôi BWR (Boilling Water Reactor) Lò nước sôi BWR (Boilling Water Reactor) 3. 3. Lò nước nặng Pressurised Heavy Water Lò nước nặng Pressurised Heavy Water Reactor 'CANDU' (PHWR) Reactor 'CANDU' (PHWR) 4. 4. Lò nước nhẹ LWGR (Light Water Graphite Lò nước nhẹ LWGR (Light Water Graphite Reactor) Reactor) 5. 5. Gas-cooled Reactor (AGR & Magnox) Gas-cooled Reactor (AGR & Magnox) 6. 6. Lò phản ứng tái sinh nhanh Fast Neutron Lò phản ứng tái sinh nhanh Fast Neutron Breeder Reactor (FBR) Breeder Reactor (FBR) Các nhà máy điện hạt nhân trong hoạt động thương mại Reactor type Main Countries Number GWe Fuel Coolant Moderator Pressurised Water Reactor (PWR) US, France, Japan, Russia, China 271 270.4 enriched UO 2 water water Boiling Water Reactor (BWR) US, Japan, Sweden 84 81.2 enriched UO 2 water water Pressurised Heavy Water Reactor 'CANDU' (PHWR) Canada 48 27.1 natural UO 2 heavy water heavy water Gas-cooled Reactor (AGR & Magnox) UK 17 9.6 natural U (metal), enriched UO 2 CO 2 graphite Light Water Graphite Reactor (RBMK & EGP) Russia 11 + 4 10.4 enriched UO 2 water graphite Fast Neutron Reactor (FBR) Russia 1 0.6 PuO 2 and UO 2 liquid sodium none TOTAL 436 399.3 Source: Nuclear Engineering International Handbook 2011, updated to 1/1/12 [...]... phí) Điều này đã làm nên một lò phản ứng lớn và có sức mạnh lớn nhưng chi phí đủ để xây với số lượng lớn và dễ dàng bảo trì và hoạt động Lấy ví dụ, lò phản ứng RBMK ở nhà máy điện hạt nhân Ignalina ở Lít-va có công suất 1500MW mỗi lò, lớn nhất từ trước đến nay Lò phản ứng tái sinh nhanh Fast Neutron Breeder Reactor (FBR) 1 Nguyên lý của lò phản ứng tái sinh nhanh Lò phản ứng tái sinh nhanh sử dụng nhiên... thác Uranium sử dụng ở lò nước nhẹ vào khoảng 70 năm, nếu có thể sử dụng được chúng bằng lò tái sinh nhanh thì nhân loại có thể sử dụng năng lượng nguyên tử trong thời gian khoảng 3000 năm IV Phân loại một số lò phản ứng nhanh Lò phản ứng nhanh làm mát bằng natri (sodium-cooled fast reactor – SFR) Lò phản ứng nhanh làm mát bằng chì (lead-cooled fast reactor - LFR) Lò phản ứng nhanh làm mát bằng... Bản, Liên bang Nga, Vương quốc Anh và Hoa Kỳ Có 12 lò phản ứng nhanh thí nghiệm và 6 lò phản ứng nguyên mẫu dùng cho thương mại với công suất từ 250 - 1200 MW đã được xây dựng hoặc đang hoạt động III.Ý nghĩa của việc phát triển lò phản ứng tái sinh nhanh So với trường hợp chỉ sử dụng một lần nhiên liệu Uranium ở lò nước nhẹ, khi sử dụng nhiều lần ở lò tái sinh nhanh có thể thu được năng lượng lớn hơn... Gas-cooled reactor (GCR) Thuộc thế hệ lò phản ứng hạt nhân thứ I phần lớn chúng đều đã hoặc đang tháo dỡ do không còn hiệu quả cao và độ an toàn thấp .Công suất cực đại của nhà máy bị giới hạn bởi thời gian tiếp nhiên liệu cho lò phản ứng, nhiên liệu sử dụng là nguồn Uranium tự nhiên nên yêu cầu thay thế nhiên liệu nhiều hơn lò phản ứng sử dụng nhiên liệu đã được làm giàu .Lò hơi và ống dẫn gas được đặt bên... 881oC nên có thể sử dụng dưới dạng dịch lỏng ở nhiệt độ cao.Vì Na có phản ứng khi tiếp xúc với không khí nên bề mặt của Na cần được phủ bằng khí trơ (Argon) Có 3 hệ thống là hệ thống Na thứ nhất, hệ thống Na thứ hai và hệ thống hơi nước thứ ba III Lịch sử Công nghệ lò phản ứng nhanh đã được phát triển những năm 1960 với các lò phản ứng trình diễn và nguyên mẫu đang hoạt động ở một số quốc gia, bao gồm... CANDU Là tên viết tắn của CANada Deuterium Uranium, đây là mẫu lò phản ứng do Canada thiết kế, sử dụng Nước Nặng ở Áp Suất Cao Lò phản ứng CANDU do Công Ty Năng Lượng Nguyên Tử Canada thiết kế (Atomic Energy of Canada Limited), đây là một tập đoàn liên bang, có vai trò thiết kế, mở rộng thị trường, và xây dựng các dự án Có tới trên 150 công ty con khác của Canada tham gia thiết kế các thành phần cho... Armenia, Cuba) II Nguyên lý hoạt động Nguyên lý cơ bản của lò phản ứng hạt nhân là: Năng lượng hạt nhân được sử dụng để sinh hơi, hơi đó làm quay tua bin, dẫn đến quay máy phát điện để tạo ra điện Trong lò áp lực, nước trong thùng lò là nước có áp suất cao và chưa sôi, mặc dầu nó có thể đạt tới 300atm Nước này mang theo nhiệt hấp thụ được trong lò phản ứng từ năng lượng hạt nhân được dẫn tới bình sinh hơi... reactor - LFR) Lò phản ứng nhanh làm mát bằng khí (gas-cooled fast reactor - GFR) 1 .Lò phản ứng nhanh làm mát bằng natri (SFR) Chất tải nhiệt trong lò SFR Trong loại lò phản ứng nhanh này thì kim loại lỏng là chất tải nhiệt lý tưởng Không giống nước kim loại lỏng không có khả năng làm chậm và hấp thụ neutron nhanh Trong loại lò SFR này chất tải nhiệt được chọn là Natri với một số tính chất nhiệt vượt trội... thành Lò nước sôi (BWR) I Lịch sử phát triển của BWR Đây là loại lò phản ứng hạt nhân tạo ra điện phổ biến thứ hai sau loại lò PWR BWR được thiết kế bởi Phòng thí nghiệm quốc gia Idaho và Gereral Electric vào giữa thập niên 1950 Hình ảnh thùng lò nước sôi II Nguyên lý hoạt động BWR sử dụng nước khử khoáng như là một chất làm mát và điều tiết nơtron Nhiệt là sản phẩm của phân hạch hạt nhân trong lõi lò. .. suất cho phép khả năng đốt cháy đạt hiệu quả tối ưu trong lò phản ứng Và điều quan trọng nữa thời gian sống của lò có thể được kéo dài, vì các thành phần chính trong lõi lò có thể được thay thấy mỗi khi cần thiết Hình 1 Bundle (cuộn nhiên liệu) Hệ thống cấp nhiên liệu Hệ thống lưu trữ và điều khiển nhiên liệu Lò tải nhiệt bằng khí ( GCR ) và lò tải nhiệt bằng khí cải tiến ( AGR ) CO2 được dùng làm chất . Nhóm 2: CÔNG NGHỆ LÒ PHẢN ỨNG Nhóm 2: CÔNG NGHỆ LÒ PHẢN ỨNG Mở đầu Theo số liệu mới nhất tháng 1/2011 của cơ quan năng Theo số. (AGR & Magnox) 6. Lò phản ứng tái sinh nhanh Fast Neutron Breeder Reactor (FBR) Giới thiệu về phản ứng hạt nhân • Lò phản ứng hạt nhân hoạt động dựa trên nguyên lý phản ứng phân hạch dây chuyền. Nơtrơn. ta chia thành 6 loại lò phản ứng sau: ta chia thành 6 loại lò phản ứng sau: 1. 1. Lò áp lực PWR (Pressurized Water Reactor) Lò áp lực PWR (Pressurized Water Reactor) 2. 2. Lò nước sôi BWR (Boilling