Lò phản ứng nước sôi

BOILING WATER REACTOR GVHD: ThS.Trần Thiện Thanh SUNRISE SVTH: Lê Huy Ba Duy Ngô Thị Thanh Nguyễn Văn Quang Nguyễn Thị Kim Xuyến LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN Sunrise •PWRs •Shippingport •BWRs •Dresden •CANDU I II •CANDU III •Magnox Các giai đoạn hình thành phát triển •System 80+ •AP600 •ABWR •ACR1000 •AP1000 •APWR •EPR •ESBWR III + •Safe IV •Sustainable •Economical •Proliferation Resistant and Phyiscally Secure THẾ HỆ I (1950-1960) Sunrise •Lò phản ứng Shippingport đưa vào vận hành năm 1957 Shippingport, Pennsylvania, Hoa Kỳ hoạt động tới năm 1982 •Là lò phản ứng nước áp lực •Làm chậm làm lạnh nước nhẹ H2O •Nhiên liệu: Uranium UO2 làm giàu cao •Công suất 60 MW THẾ HỆ II (1970-1980) Sunrise Nước hấp thụ nhiệt từ phản ứng hạt nhân lò để biến nước thành nước nước với áp suất dẫn thẳng đến tuabin để quay máy phát điện THẾ HỆ III (1990 -2000) Sunrise AP600 mô hình tương đối nhỏ, nhà máy điện hạt nhân công suất 600 MW thiết kế Công ty Westinghouse Electric AP600 có tính an toàn thụ động đặc trưng hệ lò phản ứng III THẾ HỆ III + (2010 – 2020) Sunrise Lò phản ứng nhiệt độ cao Sứ mệnh lò VHTR/NGN P sản xuất đồng thời điện hyđro THẾ HỆ IV Sunrise Là lọai lò phản ứng tổng hợp hạt nhân (Nuclear Fusion reactor) giai đọan nghiên cứu lý thuyết dự kiến xuất vào năm 2050 Ảnh mang tính chất minh họa PHÂN LOẠI LÒ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN Sunrise PHÂN PHÂN LOẠI LOẠI CHẤT LÀM CHẬM VÀ CHẤT TRUYỀN NHIỆT Nước Nước Graphite Neutron nhanh Khí Graphite LÒ NƯỚC SÔI (BWR) Sunrise BWR loại lò phản ứng hạt nhân sử dụng để tạo lượng điện Đây loại phổ biến thứ hai lò phản ứng phát điện hạt nhân sau lò phản ứng nước áp lực BWR phát triển Phòng thí nghiệm quốc gia Idaho General Electric vào năm 1950 BWR hoạt động với chu trình: đun sôi nước sinh (ở 285oC, 75atm(7.6MPa,1000– 1100 psi))và làm lạnh bình phản ứng CÔNG NGHỆ LÒ BWR Sunrise BWR lò phản ứng nước – nước Trong lò BWR nước đun sôi lõi lò sau chuyển thành nước trực tiếp làm quay tuabin Nhiên liệu BWR Uranium làm giàu 3% NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG Sunrise CẤU TẠO LÒ BWR Sunrise Bình lò phản ứng Hệ thống an toàn lò phản ứng Tuabin nước Hệ thống làm nước lò phản ứng Lò BWR Hệ thống ống dẫn nước Hệ thống làm nguội lò phản ứng HỆ THỐNG BÌNH LÒ PHẢN ỨNG Sunrise Bình Lò Phản Ứng Bình áp suất lò phản ứng Lõi lò phản ứng BÌNH ÁP SUẤT LÒ PHẢN ỨNG Sunrise Vỏ cấu tạo lớp thép làm hợp kim khác Kích thước bình áp suất tùy thuộc vào chất làm chậm gì, công suất lò Với lò Vermont Yankee :  Đường kính:17,1 feet (5,21m)  Chiều cao: 63,1 feet (19,2 m)  Bề dày lớp lót: inch (13cm) LÕI LÒ BWR Sunrise Lõi Lò Các thiết bị tạo nước Máy tách nước Các bó Các nhiên liệu điều khiển Máy sấy nước Thiết bị điều khiển lượng lò phản ứng ống dẫn điều khiển Bộ phận thao tác điều khiển CÁC BÓ NHIÊN LIỆU Sunrise  Uranium 3%  Các viên UO2 :  Chiều cao: 0,5 inch (1,27 cm)  Đường kính: 0,487 inch (1,24 cm)  Vỏ: Zircaloy (hợp kim Zirconium )  Bền  Không hấp thụ neutron  Chịu nhiệt  Dẫn nhiệt CÁC THANH ĐIỀU KHIỂN Sunrise Bo-cacbua (B4C) bột mảnh Hafnium (Hf) Dạng hình chữ thập→1 điều khiển bó nhiên liệu Được đưa từ lên Điều tiết neutron chậm Bị ăn mòn →cần thay 10 B + n → Li + He HỆ THỐNG LÀM SẠCH NƯỚC LÒ PHẢN ỨNG Sunrise Gồm ống dẫn bơm tuần hoàn Loại bỏ sản phẩm phân hạch, sản phẩm ăn mòn tạp chất HỆ THỐNG LÀM NGUỘI LÒ PHẢN ỨNG Sunrise Gồm hệ thống ống dẫn, van, bơm phun bơm tuần hoàn Vai trò:  Làm nguội lõi lò phản ứng  Cung cấp nước làm chậm neutron  Điều chỉnh lượng lò phản ứng cách thay đổi lưu lượng nước vào lõi lò(pp thông thường thuận tiện) HỆ THỐNG SINH & DẪN HƠI NƯỚC Sunrise Gồm máy tách nước, máy sấy nước,một đường ống dẫn van dẫn nước từ bình áp suất tới tuabin TUABIN HƠI NƯỚC Sunrise  Tua bin gắn với động máy phát điện  Hơi nước làm tuabin quay  Tuabin cần bảo vệ HỆ THỐNG AN TOÀN LÒ PHẢN ỨNG Sunrise Khi áp suất lò cao:  Một van an toàn đỉnh nắp bình áp suất  Một bể triệt áp phía bình áp suất  Các van oan toàn phía Bình lò đặt tòa nhà gia cố thép dày 1.2-2.4m Bên hệ thống bảo vệ tiền bê tông ƯU ĐIỂM Sunrise Là hệ thống đơn giản Chu trình trực tiếp Khả tự điều chỉnh công suất Dễ điều hành Lòng lò nhiên liệu có nhiều tính cao Bể chứa lò phản ứng với độ an toàn cao Lượng phóng xạ thấp Không thải chất khí gây ô nhiễm môi trường không khí NHƯỢC ĐIỂM Sunrise Khả rò rỉ phóng xạ Vấn đề ăn mòn nhanh hệ thống lò BWR Ô nhiễm động tua bin làm cho tuổi thọ Tua-Bin ngắn Do hoạt đông áp suất thấp nên chu trình Carnot thấp khoảng 42% Thực tế nguồn điện sinh đạt 32% Sunrise [...]...NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG Sunrise CẤU TẠO LÒ BWR Sunrise Bình lò phản ứng Hệ thống an toàn lò phản ứng 1 6 2 Tuabin hơi nước 5 Hệ thống làm sạch nước lò phản ứng Lò BWR 3 4 Hệ thống ống dẫn hơi nước Hệ thống làm nguội lò phản ứng HỆ THỐNG BÌNH LÒ PHẢN ỨNG Sunrise Bình Lò Phản Ứng Bình áp suất lò phản ứng Lõi lò phản ứng BÌNH ÁP SUẤT LÒ PHẢN ỨNG Sunrise Vỏ cấu tạo bởi các lớp thép làm bằng... THỐNG LÀM SẠCH NƯỚC LÒ PHẢN ỨNG Sunrise Gồm các ống dẫn và các bơm tuần hoàn Loại bỏ sản phẩm phân hạch, sản phẩm ăn mòn và các tạp chất HỆ THỐNG LÀM NGUỘI LÒ PHẢN ỨNG Sunrise Gồm hệ thống ống dẫn, các van, bơm phun và các bơm tuần hoàn Vai trò:  Làm nguội lõi lò phản ứng  Cung cấp nước làm chậm neutron  Điều chỉnh năng lượng lò phản ứng bằng cách thay đổi lưu lượng nước vào lõi lò( pp thông thường... áp suất tùy thuộc vào chất làm chậm là gì, công suất của lò Với lò Vermont Yankee :  Đường kính:17,1 feet (5,21m)  Chiều cao: 63,1 feet (19,2 m)  Bề dày lớp lót: 5 inch (13cm) LÕI LÒ BWR Sunrise Lõi Lò Các thiết bị tạo hơi nước Máy tách hơi nước Các bó Các thanh nhiên liệu điều khiển Máy sấy hơi nước Thiết bị điều khiển năng lượng lò phản ứng ống dẫn thanh điều khiển Bộ phận thao tác thanh điều... thông thường và thuận tiện) HỆ THỐNG SINH & DẪN HƠI NƯỚC Sunrise Gồm máy tách hơi nước, máy sấy hơi nước, một đường ống dẫn hơi và các van dẫn hơi nước từ bình áp suất tới tuabin TUABIN HƠI NƯỚC Sunrise  Tua bin gắn với động cơ máy phát điện  Hơi nước làm tuabin quay  Tuabin cần được bảo vệ HỆ THỐNG AN TOÀN LÒ PHẢN ỨNG Sunrise Khi áp suất trong lò quá cao:  Một van an toàn trên đỉnh nắp bình áp... triệt áp phía dưới bình áp suất  Các van oan toàn phía dưới Bình lò được đặt trong một tòa nhà gia cố bằng thép dày 1.2-2.4m Bên ngoài còn hệ thống bảo vệ tiền bê tông ƯU ĐIỂM Sunrise Là hệ thống đơn giản Chu trình trực tiếp Khả năng tự điều chỉnh công suất Dễ điều hành Lòng lò và nhiên liệu có nhiều tính năng cao Bể chứa lò phản ứng với độ an toàn cao Lượng phóng xạ thấp Không thải các chất... Bể chứa lò phản ứng với độ an toàn cao Lượng phóng xạ thấp Không thải các chất khí gây ô nhiễm môi trường không khí NHƯỢC ĐIỂM Sunrise Khả năng rò rỉ phóng xạ Vấn đề ăn mòn nhanh các hệ thống của lò BWR Ô nhiễm của động cơ tua bin làm cho tuổi thọ của các Tua-Bin ngắn Do hoạt đông ở áp suất thấp nên chu trình Carnot thấp chỉ khoảng 42% Thực tế nguồn điện năng sinh ra chỉ đạt 32% Sunrise ... TẠO LÒ BWR Sunrise Bình lò phản ứng Hệ thống an toàn lò phản ứng Tuabin nước Hệ thống làm nước lò phản ứng Lò BWR Hệ thống ống dẫn nước Hệ thống làm nguội lò phản ứng HỆ THỐNG BÌNH LÒ PHẢN ỨNG. .. 75atm(7.6MPa,1000– 1100 psi))và làm lạnh bình phản ứng CÔNG NGHỆ LÒ BWR Sunrise BWR lò phản ứng nước – nước Trong lò BWR nước đun sôi lõi lò sau chuyển thành nước trực tiếp làm quay tuabin Nhiên... làm nguội lò phản ứng HỆ THỐNG BÌNH LÒ PHẢN ỨNG Sunrise Bình Lò Phản Ứng Bình áp suất lò phản ứng Lõi lò phản ứng BÌNH ÁP SUẤT LÒ PHẢN ỨNG Sunrise Vỏ cấu tạo lớp thép làm hợp kim khác Kích thước