năng lượng hạt nhân thế hệ thứ hai

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH  KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY TIỂU LUẬN Đề tài: “NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN THẾ HỆ THỨ HAI” Giảng viên hướng dẫn: ThS HOÀNG TRÍ Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2014 LỜI CẢM ƠN Đầu tiên xin cảm ơn giáo viên môn lượng quản lý lượng tạo điều kiện cho em làm tiểu luận này; nhờ ki ến th ức v ề lượng em cố hoàn thiện Từ có th ể ý th ức đ ược tầm quan trọng lượng công nghiệp đại dời sống sinh hoạt ngày Tìm biện pháp khắc phục việc thi ếu h ụt l ượng; biết cách khai thác nguồn lượng ti ết ki ệm l ượng hóa thạch TÓM TẮT TIỂU LUẬN “NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN THẾ HỆ THỨ HAI” Đề tài gồm hai phần chính: giới thiệu lượng hạt nhân gi ới thi ệu lò phản ứng hạt nhân mô-đun nhỏ SMRs với cãi triến từ lò phản ứng ki ểu cũ đem lại lợi ích kinh tế đơn giản kỹ thuật cấu tạo tương đối nh ỏ gọn sữ dụng việc chế tạo tàu dùng lượng hạt nhân,… ; cấu tạo nguyên lý hoạt động nhà máy điện hạt nhân trình bày ngắn gọn dễ hiểu MỤC LỤC Trang LỜI CÁM ƠN TÓM TẮT ĐỒ ÁN MUC LUC PHẦN 1: NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN 1.KHÁI NIỆM NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN 2.NHIÊN LIỆU CHƯƠNG 4: CÁC DANG LÒ 3.CẤU TẠO LÒ I NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN Khái niệm lượng hạt nhân: Năng lượng sinh phản ứng phâ hạch hạt nhân Phản ứng phân hạch hạt nhân gọi phản ứng phân rã nguyên tử trình vật lý hạt nhân hóa học hạt nhân mà hạt nhân phân chia thành hai nhiều hạt nhân nhỏ vài s ản ph ẩm ph ụ khác Vì phân hạch dạng chuyển hóa s ản ph ẩm ph ụ bao g ồm hạt nơtron, photon tồn dạng tia gâm, tia bta tia alpha S ự phân hạch nguyên tố nặng phản ứng tỏa nhiệt có th ể gi ải phóng lượng lớn dạng tia gâm động hạt giải phóng Nhiên liệu: Nhiên liệu thường sử dụng lò phản ứng hạt nhân Urani-235, Urani-233, Plutoni-239 Các lò phản ứng hạt nhân thông thường sử dụng UO2 chứa 5% Urani-235 Hiện nhu cầu urani giới khoảng 60.000 tấn/năm, lượng sản xuất hàng năm dừng mức 50-60% nhu cầu, phần l ại đáp ứng nguồn thứ cấp (urani tồn kho dân ho ặc quân s ự, urani tái x lý urani nghèo tái làm giàu) Trữ lượng urani gi ới 4.743.000 tri ệu tấn, khai thác năm 2008 43.853 tấn, 100 năm n ữa không phát thêm mỏ để khai thác urani cạn kiệt Riêng Vi ệt Nam, năm 2007, dự báo trữ lượng Urani 200.000 U3O8, nhiên mức độ đánh giá chưa đủ sở để khai thác, cần tiếp tục thăm dò để nắm rõ nguồn urani Vi ệt Nam cách chắn Các dạng lò phản ứng hạt nhân sữ dụng giới: Cấu tạo lò phản ứng hạt nhân: Một nhà máy điện hạt nhân thường gồm phần chính: Lò phản ứng hạt nhân, nơi xảy phản ứng phân hạch, cung cấp lượng tạo nước Máy phát điện chạy nước.Turbine, dùng nước làm quay để chạy máy phát điện Bộ phận ngưng tụ: làm lạnh nước, chuyển trở lại thành pha lỏng ứng dụng lượng hạt nhân: Trong chiến tranh lượng hạt nhân dùng sản xuất vũ khí v ới m ức đ ộ hủy duyệt lớn loại vũ khí chi ến tranh, vũ khí h ạt nhân ển hình boom nguyên tử Trong hòa bình lượng hạt nhân phát triễn mạnh lĩnh v ực s ản xu ất điện nguồn lượng cho vô tận th ời gian bán h ủy c nguyên tử phản ứng phân hạch lâu II NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN THẾ HỆ lò phản ứng nước nhẹ (LWGR) Nhà máy điện hạt nhân hệ thứ hai, lò phản ứng nước áp lực PWR (Pressrized Water Reactor) kiểu nước sôi (BWR), thường g ọi lò phản ứng nước nhẹ (LWGR) Nhiên liệu dùng urani giàu 3% (có nghĩa tỷ lệ chất phân hạch urani – 235 nâng từ 0,7% urani tự nhiên lên 3%), chất làm chậm nơtron chất tải nhiệt nước thường (H20) Năm 1957, Mỹ khánh thànhnhà máy điện hạt nhân hệ thứ hai đầu tiên, công suất 60 MW So với nhà máy hệ thứ nhất, nhà máy hệ thứ hai cung cấp điện với giá rẻ 20- 30%, chiếm diện tích ít, th ể tích gọn nhẹ 10 Lý thúc đẩy lò phản ứng LWGR: Trước tiên, tính kinh tế, so với nhà máy hệ thứ nhất, nhà máy hệ thứ hai cung cấp điện với giá rẻ 20-30%, chiếm diện tích ít, thể tích gọn nhẹ Những người ủng hộ công nghệ lò phản ứng cho chi phí đầu tư giảm, tất ý kiến tán thành Ngoài ra, chúng an toàn so với nhà máy ện hạt nhân cũ 11 12 Nguyên lý đằng sau lò phản ứng hạt nhân thực đơn giản: nhiệt sản xuất chuỗi phản ứng phân hạch hạt nhân có ki ểm soát sử dụng để đun sôi nước tạo áp suất làm quay tua-bin phát điện Nhưng công nghệ cần thiết để đảm bảo nguyên lý vận hành cách hiệu an toàn lại phức tạp Phản ứng phân hạch phải trì tỷ lệ xác, điều chỉnh dừng lại cần thiết cách nhanh chóng có th ể Nhiệt độ nước áp suất phải kiểm soát cẩn thận Bên cạnh việc xây dựng nhà máy điện hạt nhân, hệ thống làm mát dự phòng cần thi ết để bảo vệ chống lại khả nhiên liệu hạt nhân bị nhi ệt bắt đầu tan chảy Các thiết kế lò phản ứng khác cần phải theo yêu cầu an toàn kỹ thuật khác 13 14 có hai tuyến ống dẫn nước riêng biệt Thứ lượng nước vòng tuần hoàn chính, di chuyển xung quanh nhiên liệu thùng phản ứng, đun nóng đến nhiệt độ cao giữ áp suất cao để lượng nước không bị đun sôi Tuy nhiên, lượng nước vòng tuần hoàn có nhiệt độ cao dẫn vào hệ thống ống trao đổi nhiệt nằm bên tuyến ống thứ cấp Nước từ ống thứ cấp nhanh chóng đun sôi để tạo thành tiếp tục vòng tuần hoàn ứng dụng: 15 17 19 21 23 25 ... NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN Khái niệm lượng hạt nhân: Năng lượng sinh phản ứng phâ hạch hạt nhân Phản ứng phân hạch hạt nhân gọi phản ứng phân rã nguyên tử trình vật lý hạt nhân hóa học hạt nhân mà hạt. .. cách khai thác nguồn lượng ti ết ki ệm l ượng hóa thạch TÓM TẮT TIỂU LUẬN “NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN THẾ HỆ THỨ HAI Đề tài gồm hai phần chính: giới thiệu lượng hạt nhân gi ới thi ệu lò phản ứng hạt nhân. .. xu ất điện nguồn lượng cho vô tận th ời gian bán h ủy c nguyên tử phản ứng phân hạch lâu II NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN THẾ HỆ lò phản ứng nước nhẹ (LWGR) Nhà máy điện hạt nhân hệ thứ hai, lò phản ứng