LUẬN văn sư PHẠM vật lý CÔNG NGHỆ lò PHẢN ỨNG DÙNG TRONG NHÀ máy điện hạt NHÂN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA SƯ PHẠM ĐỀ TÀI: CƠNG NGHỆ LỊ PHẢN ỨNG DÙNG TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN HẠT NHÂN Luận văn Tốt nghiệp Ngành: SƯ PHẠM VẬT LÝ- CÔNG NGHỆ Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: ThS – Lê Văn Nhạn Đỗ Tôn Nữ Kim Duyên Lớp: SP Vật Lý_CN K34 MSSV: 1087058 Cần Thơ, 2012 MỤC LỤC Phần MỞ ĐẦU LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI CÁC GIẢ THUYẾT CỦA ĐỀ TÀI GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI CÁC PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN THỰC HIỆN ĐỀ TÀI CÁC BƯỚC THỰC HIỆN ĐỀ TÀI CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT TRONG ĐỀ TÀI Phần NỘI DUNG Chương VAI TRỊ CỦA CƠNG NGHỆ LỊ PHẢN ỨNG TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN HẠT NHÂN 1.1 Nhà máy điện hạt nhân 1.1.1 Nguyên tắc thiết kế nhà máy điện hạt nhân 1.1.2 Cấu trúc vận hành nhà máy điện hạt nhân 1.1.2.1 Cấu trúc 1.1.2.2 Vận hành nhà máy điện hạt nhân 1.2 Cơng nghệ lị phản ứng hạt nhân 1.3 Tình hình ứng dụng công nghệ điện hạt nhân giới 10 Chương NĂNG LƯỢNG PHÂN HẠCH HẠT NHÂN 15 2.1 Cơ chế phản ứng phân hạch hạt nhân 15 2.2 Điều kiện phân hạch 16 2.3 Các sản phẩm phân hạch 17 2.4 Các neutron phản ứng phân hạch 19 2.5 Tiết diện phản ứng phân hạch 21 2.6 Phản ứng dây chuyền điều kiện trì phản ứng dây chuyền 22 2.6.1 Phản ứng dây chuyền 22 2.6.2 Phản ứng dây chuyền neutron gây 22 2.6.3 Các neutron chậm 22 2.6.4 Điều kiện trì phản ứng dây chuyền 23 2.6.5 Điều khiển phản ứng dây chuyền 24 Chương CÁC THẾ HỆ LÒ PHẢN ỨNG 26 3.1 Thế hệ I 26 3.2 Thế hệ II 27 3.3 Thế hệ III 27 3.4 Thế hệ IV 29 3.5 Đặc trưng an toàn qua hệ 30 Chương NHỮNG CƠNG NGHỆ LỊ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN THƠNG DỤNG 4.1 Cơng nghệ PWR – lị phản ứng nước áp lực (Pressurized Water Reactor) 31 4.1.1 Lịch sử phát triển PWR 31 4.1.2 Cấu tạo nguyên lý hoạt động 32 4.1.2.1 Cấu tạo 32 4.1.2.2 Nguyên tắc hoạt động 37 4.1.3 Ưu nhược điểm công nghệ PWR 39 4.1.3.1 Ưu điểm 39 4.1.3.2 Khuyết điểm 39 4.2 Cơng nghệ BWR – lị phản ứng nước sôi ( Boiling Water Reactor ) 40 4.2.1 Cấu tạo nguyên lý hoạt động 41 4.2.2 Ưu nhược điểm công nghệ BWR 45 4.2.2.1 Ưu điểm 45 4.2.2.2 Nhược điểm 45 4.3 Cơng nghệ lị nước nặng kiểu CANDU 45 4.4 Kết luận 48 Chương MỘT SỐ CƠNG NGHỆ LỊ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN THẾ HỆ MỚI 5.1 Lò phản ứng hạt nhân cải tiến công nghệ Hàn Quốc - Apr1400 49 5.1.1 Về kinh tế 49 5.1.2 Hiện trạng công nghệ APR1400 49 5.1.3 Đặc tính an tồn chủ yếu cơng nghệ APR1400 50 5.1.4 Làm tai nạn xảy ra? 52 5.2 Lị phản ứng muối nóng chảy (molten salt reactor - MSR) 54 5.3 Lò phản ứng nhanh làm mát natri (sodium-cooled fast reactor – SFR) 55 5.4 Lò phản ứng làm mát nước siêu tới hạn (SCWR) 56 5.5 Lò nước áp lực cải tiến AP600 AP1000 Westinghouse 58 5.6 Lò nước áp lực cải tiến tiêu chuẩn châu Âu EPR 59 Chương MỘT SỐ TAI NẠN ĐIỆN HẠT NHÂN LIÊN QUAN ĐẾN THIẾT KẾ VỀ CÔNG NGHỆ 6.1 Tai nạn nhà máy điện hạt nhân Chernobyl 61 6.2 Tai nạn nhà máy điện hạt nhân Mile Island 65 6.3 Tai nạn nhà máy điện hạt nhân Fukushima I Nhật Bản 67 6.3.1 Vụ tai nạn 67 6.3.2 Nguyên nhân vụ tai nạn 69 6.4 Một số tai nạn điện hạt nhân khác 70 Chương CƠNG NGHỆ LỊ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN Ở VIỆT NAM- NHÀ MÁY ĐIỆN HẠT NHÂN NINH THUẬN 7.1 Dự án nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận 72 7.2 Công nghệ VVER Nga 73 7.2.1 Các hệ lò VVER cũ 73 7.2.2 Các hệ VVER cải tiến 74 Phần KẾT LUẬN 81 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths Lê Văn Nhạn Phần MỞ ĐẦU  LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Nhà máy điện hạt nhân (hay gọi nhà máy điện nguyên tử) phát minh vĩ đại lồi người Nó góp phần giúp cho người giải toán nhu cầu lượng Điện lần sản xuất lượng hạt nhân vào ngày 20/12/1951 lò thử nghiệm EBR-1 Mỹ thắp sáng bốn bóng đèn Tổ máy điện hạt nhân lò graphit nước nhẹ 5MW(e) Obninsk Nga, bắt đầu hoạt động năm 1954 ngừng hoạt động ngày 30/4/2002 Calder Hall Anh nhà máy điện hạt nhân quy mô công nghiệp giới bắt đầu vận hành năm 1956 đóng cửa tháng 3/2003 Phát triển điện hạt nhân chủ yếu nhằm mục tiêu phát triển khoa học, công nghệ xây dựng tiềm lực hạt nhân bảo đảm an ninh quốc gia Ngành điện hạt nhân ngày phát triển với tốc độ nhanh chóng Ngày có nhiều cơng nghệ lị phản ứng hạt nhân đời Các cải tiến công nghệ nâng cao độ an toàn nhà máy điện hạt nhân làm tăng niềm tin dân chúng vào nhà máy điện hạt nhân Nó mang đến cho nhiều lụa chọn cho sách phát triển điện hạt nhân quốc gia Tháng 11/ 2009, quốc hội nước ta biểu thông qua chủ trương đầu tư dự án xây dựng nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận Đây nhà máy điện hạt nhân Việt Nam Vấn đề quan tâm an toàn công nghệ cho nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận Thông qua nghiên cứu này, mong muốn cung cấp tài liệu bổ ích có tính khoa học vấn đề cơng nghệ lị phản ứng hạt nhân nói chung cơng nghệ lị phản ứng triển khai Việt Nam nói riêng SVTH: Đỗ Tôn Nữ Kim Duyên Trang Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths Lê Văn Nhạn CÁC GIẢ THUYẾT CỦA ĐỀ TÀI Để hiểu rõ vấn đề công nghệ lò phản ứng dùng nhà máy điện hạt nhân, ta vào nghiên cứu tổng quát loại cơng nghê tình hình phát triển giới Vậy cơng nghệ điên hạt nhân ứng dụng kiến thức vật lý nào? Điều giới thiệu mục “năng lượng phân hạch hạt nhân” Theo xu phát triển điện hạt nhân ngày có nhiều cơng nghệ lò phản ứng đời nhằm thỏa mãn điều kiện kinh tế, địa lý địa phương Các công nghệ đời thời điểm khác có đặc điểm riêng cho giai đoạn Dựa vào đặc điểm người ta phân chia thành hệ lò phản ứng khác Trên giới có nhiều cơng nghệ lị phản ứng hạt nhân Nhưng nhìn chung, có bốn cơng nghệ quốc gia sử dụng nhiều nhất: Cơng nghệ lị phản ứng nước áp lực (PWR),cơng nghệ lị phản ứng nước sơi (BWR),cơng nghệ lị nước nặng PHWR, cơng nghệ lị nước nặng kiểu CANDU Ngồi phần IV cịn giới thiệu số cơng nghệ lị phản ứng hiệu khác Bên cạnh đó, nhà khoa học nghiên cứu đề xuất số công nghệ tiên tiến ứng dụng tương lai Cơng nghệ điện hạt nhân ngành khoa học kỹ thuật tiên tiến Tuy nhiên không tránh khỏi tai nạn đáng tiếc lỗi kỹ thuật khâu thiết kế Phần VI tổng hợp lại số vụ tai nạn kiểu Việt Nam nước có tốc độ phát triển kinh tế cao Nhu cầu lương nước ta ngày nhiều Dự án xây dựng nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận gần thu hút nhiều quan tâm người dân nước quốc tế Vậy công nghệ lựa chọn cho điện hạt nhân Việt Nam? Vấn đề nghiên cứu phần VII: Cơng nghệ lị phản ứng hạt nhân Việt Nam – Nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận SVTH: Đỗ Tôn Nữ Kim Duyên Trang Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths Lê Văn Nhạn GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI - Do khơng có điều kiện tham quan trực tiếp nhà máy điện hạt nhân nên tơi tìm hiểu nhà máy điện hạt nhân thông qua tài liệu tham khảo Internet - Tôi giới thiệu số tai nạn hạt nhân liên quan đến khâu thiết kế nhà máy CÁC PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN THỰC HIỆN ĐỀ TÀI 4.1 Phương pháp thực đề tài Để thực đề tài này, tơi hồn thành phần nghiên cứu với phương pháp sau: nghiên cứu lý thuyết, phân tích tổng hợp tài liệu 4.2 Phương tiện thực đề tài - Tài liệu tham khảo: sách, báo, giảng, khai thác thông tin Internet - Ý kiến nhận từ: giáo viên hướng dẫn, thầy cô bạn CÁC BƯỚC THỰC HIỆN ĐỀ TÀI - Bước 1: Nhận đề tài, xác định nhiệm vụ cần đạt đề tài - Bước 2: Nghiên cứu tài liệu liên quan đến đề tài, tham khảo ý kiến thầy cô, bạn bè - Bước 3: Tổng hợp tài liệu, tiến hành viết đề tài trao đổi với giáo viên hướng dẫn - Bước 4: Nộp đề tài cho giáo viên hướng dẫn, giáo viên phản biện; tham khảo ý kiến chỉnh sửa - Bước 5: Viết luận văn hoàn chỉnh - Bước 6: Báo cáo luận văn SVTH: Đỗ Tôn Nữ Kim Duyên Trang Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths Lê Văn Nhạn CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT TRONG ĐỀ TÀI - IAEA ( International Atomic Energy Agency): Cơ quan lượng nguyên tử quốc tế - VAEC (Vietnam Atomic Energy Commission): Viện lượng nguyên tử Việt Nam - EAEC (European Atomic Energy Community): Ủy ban lượng nguyên tử Châu Âu - BWR (Boiling Water Reactor): Lị nước sơi - PWR (Pressurized Water Reactor): Lò phản ứng áp lực, dùng nước nhẹ làm chất truyền nhiệt - PHWR (Pressurized Heavy Water Reactor): Lò phản ứng áp lực, dùng nước nặng làm chất dẫn nhiệt chất làm chậm - NMĐHN: nhà máy điện hạt nhân - ĐHN: Điện hạt nhân - LPƯ: lị phản ứng SVTH: Đỗ Tơn Nữ Kim Dun Trang Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths Lê Văn Nhạn Phần NỘI DUNG  Chương VAI TRÒ CỦA CƠNG NGHỆ LỊ PHẢN ỨNG TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN HẠT NHÂN 1.1 Nhà máy điện hạt nhân 1.1.1 Nguyên tắc thiết kế nhà máy điện hạt nhân Nguyên tắc quan trọng trước hết không để xảy tai nạn Để làm điều này, điều chủ yếu phòng chống tới mức tối đa rủi ro có khả gây tai nạn hỏng hóc hư hại thiết bị, máy móc Thiết kế đầy đủ, xác, thực công tác quản lý chất lượng nghiêm ngặt kiểm tra theo dõi thường xuyên để đề phòng phát sinh bất thường sai sót, hỏng hóc Ở nhà máy điện hạt nhân, vận hành bình thường khơng cần thao tác trực tiếp nhân viên, tình trạng phận lò phản ứng tổng hợp hiển thị phòng điều khiển trung tâm để nhân viên vận hành thường xun đánh giá tình trạng hoạt động lị cách xác Hơn để tránh thao tác sai nhầm lẫn gây ảnh hưởng lớn đến an tồn, lị phản ứng thiết kế với hệ thống an toàn hai lần , hệ thống khóa liên động Hệ thống an tồn hai lần hệ thống thiết kế dựa nguyên tắc phận hệ thống gặp hỏng hóc chuyển sang trạng thái an tồn Hệ thống khóa liên động hệ thống thiết kế để phòng chống trục trặc, cố phát sinh thao tác nhầm lẫn, ví dụ nhân viên vận hành nhầm lẫn định rút điều khiển rút Điều quan trọng phát sinh trục trặc bất thường không để cố lan rộng Người ta áp dụng đối sách an tồn sau: SVTH: Đỗ Tơn Nữ Kim Duyên Trang Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths Lê Văn Nhạn a Phát sớm bất thường Ở nhà máy điện hạt nhân để phát kiểm tra bất thường trường hợp phát sinh rò rỉ từ hệ thống ống dẫn phát sinh mức độ nhỏ, người ta lắp đặt thiết bị kiểm tra giám sát tự động cần thiết áp dụng biện pháp thích hợp ngừng lị phản ứng b Có thể ngừng lị khẩn cấp Khi phát thấy có bất thường áp lực lị phản ứng đột ngột tăng cao cần áp dụng biện pháp khẩn cấp, người ta lắp đặt thiết bị phát thiết bị ngừng lị khẩn cấp để lúc cho điều khiển vào lò phản ứng ngừng tự động lò phản ứng Các thiết bị quan trọng có đầy đủ độ tin cậy, nhiều tầng độc lập Công phu tới mức lắp đặt thiết bị mà trường hợp hy hữu điều khiển khơng hoạt động lượng lớn dung dịch axit boric có khả hấp thụ neutron rót vào để ngừng lò phản ứng c Phòng chống rò rỉ chất phóng xạ - Do có nhiều chất phóng xạ nguy hiểm lò nên lò phản ứng hạt nhân thiết kế công phu nhằm đảm bảo chất nguy hiểm bị giữ bên thiết bị, bên nhà máy khơng bên xảy tai nạn - Để đề phòng khả tai nạn nước tải nhiệt sơ cấp bị tổn thất, mát người ta lắp đặt hệ thống thiết bị làm lạnh tâm lò phản ứng khẩn cấp (ECCS – Emergency Core Cooling System) thùng chứa lò phản ứng (Reactor Containment Vessel) Khi cố xảy ra, với việc xả nước làm nguội lị phản ứng hệ thống phun thùng chứa lị làm lạnh hóa lỏng nước thùng chứa lị, làm giảm áp lực thùng lị giảm thiểu nhanh chóng chất phóng xạ dạng khí - Lượng khí cịn lại nhờ hệ thống lọc khẩn cấp làm giảm chất phóng xạ Dù trường hợp bản, chất phóng xạ nhốt chặt bên thùng chứa lị phản ứng để khơng bên ngồi SVTH: Đỗ Tơn Nữ Kim Dun Trang Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths Lê Văn Nhạn thông tin Cơ quan pháp quy hạt nhân, nhiên liệu vùng hoạt động lò phản ứng số bị hư hại phần phát có mặt hai chất phóng xạ Cesium – 137 Iodine – 131 khu vực nhà máy Vào lúc 20 phút ngày 15/03/2011, xảy vụ nổ lò phản ứng số nhà máy điện hạt nhân Fukushima I theo thông báo nhà chức trách Nhật Bản IAEA Người ta phun nước biển vào lò phản ứng để làm mát Trong ngày 15/03/2011, xảy vụ nổ lò phản ứng hạt nhân số nhà máy Fukushima I, vụ cháy dập tắt Khi xảy vụ nổ, Chính phủ Nhật Bản tuyên bố tình trạng khẩn cấp an toàn hạt nhân tổ chức sơ tán người sống phạm vi km kể từ nhà máy Fukushima I Sau đó, lệnh sơ tán Chính phủ mở rộng với bán kính 10 km 20 km Hơn 50.000 người sơ tán ngày 12/03 lên đến 170.000 người ngày 13/03/2011 Đây công việc tổ chức nhanh chóng, kịp thời theo kế hoạch ứng phó cố khẩn cấp chuẩn bị cách dựa quy định pháp quy an toàn hạt nhân Nhật Bản 6.3.2 Nguyên nhân vụ tai nạn Theo Cơ quan lượng nguyên tử Quốc tế ( IAEA) nguồn tin từ Nhật Bản, trận động đất sóng thần ngày 11/03/2011 lớn lịch sử Nhật Bản vòng trăm năm qua Trong đó, hai lị phản ứng số số xảy cố nhà máy điện hạt nhân Fukushima I thuộc loại lò hệ cũ (đời đầu hệ thứ II), thiết kế với khả chống động đất mức thấp cường độ trận động đất xảy Khi cố xảy ra, hệ thống dừng lò khẩn cấp nhà máy Fukushima I hoạt động theo chức thiết kế Máy phát điện diesel dự phòng hoạt động sau điện lưới để cung cấp điện cho hệ thống làm mát khẩn cấp hoạt động liên tục trước có sóng thần ập đến làm ngập lụt hư hại máy phát điện dự phòng Thiết kế loại lị khơng có hệ thống an tồn thụ động, hệ thống hoàn toàn tự động xử lý cố xảy mà không phụ thuộc vào nguồn điện hay can thiệp SVTH: Đỗ Tôn Nữ Kim Duyên Trang 69 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths Lê Văn Nhạn người Do đó, điện hệ thống làm mát khẩn cấp khơng hoạt động dẫn đến cố nước, làm tăng nhiệt độ áp suất vùng hoạt động lò phản ứng Nguyên nhân vụ nổ lò phản ứng số số oxi khơng khí kết hợp với hidro sinh vùng hoạt tượng oxi hóa ziriconi ( vỏ nhiên liệu ) Đây vụ nổ khí hidro Nguyên nhân vụ nổ lò phản ứng số số điều tra Tóm lại, bên cạnh thuận lợi mà nhà máy điện hạt nhân mang lại cho nhân loại, để lại thảm họa vô ác liệt Một sở công nghiệp dù sở hạt nhân hay khơng chắn có rủi ro tai nạn Vấn đề rủi ro chấp nhận hay khơng Vì tai nạn hạt nhân ảnh hưởng đến hẳn địa phương, khơng nói đến nước, người định chấp nhận rủi ro tai nạn phải dân địa phương hay nước Một cá nhân hay nhóm cá nhân, dù giỏi khoa học đến đâu, quyền định thay cho người chịu rủi ro Một định xây sở cơng nghiệp phải giao việc thiết kế, xây dựng điều hành cho người có khả kỹ thuật, có tinh thần trách nhiệm cấp dân có tự nêu lên khó khăn, sai lầm rủi ro dự án Nhưng để dân kiểm soát sử dụng quyền định cuối nhà khoa học trị phải có khả can đảm giải thích chọn lựa kỹ thuật, ưu điểm, khuyết điểm mức độ hiểm nguy dự án 6.4 Một số tai nạn điện hạt nhân khác Ngoài thảm hoạ hạt nhân nói trên, số cố hạt nhân nhỏ lẻ xảy ra: Ngày 29-9- 1957, hệ thống làm lạnh nhà máy điện hạt nhân Mayak (Kyshtym, Liên Xô cũ) bị hỏng, tai biến xảy hồ chứa nước chất thải phóng xạ Một lượng phóng xạ lớn khỏi lị phản ứng, khiến khoảng 200 người chết, 10.000 người phải sơ tán khu vực rộng 250km² bị phong toả Sự cố mức thang INES SVTH: Đỗ Tôn Nữ Kim Duyên Trang 70 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths Lê Văn Nhạn Năm 1980, nhà máy điện hạt nhân Saint-Laurent (Loir-et-Cher, Pháp) với thiết kế PWR cải tiến gặp cố mức thang INES Sau tai nạn, nhà máy bị phá huỷ nặng nề phải ngừng cung cấp điện năm rưỡi Đây coi cố hạt nhân nghiêm trọng Pháp Năm 2006, Thuỵ Điển, cố xếp vào mức thang INES xảy nhà máy hạt nhân Forsmark Năm 2007, rị rỉ phóng xạ xảy biển Kashiwazaki-Kariwa (Nhật Bản) sau vụ động đất 6,6 độ Niigata Theo chuyên gia Aileen Mioko Smith Tổ chức môi trường Nhật Green Action, vụ rò rỉ hỏa hoạn Nhà máy Kashiwazaki Kariwa cho thấy số thiết bị nhà máy điện hạt nhân Nhật khơng có thiết kế chống động đất mức độ cao Tai nạn hạt nhân xảy khắp nơi, kể nước có trình độ khoa học tiên tiến giới Mỹ, Liên Xô, Nhật Bản… Nguyên nhân có nhiều, từ sai sót thiết kế, thi cơng lỗi vận hành hay tác động yếu tố tự nhiên Mặc dù vậy, nhà khoa học cho lỗi người quan trọng Thảm họa hạt nhân Chernobyl ví dụ điển hình: Ngồi yếu tố thiết kế, tai nạn xảy chủ yếu người không tuân thủ quy phạm tiến hành thí nghiệm lị phản ứng SVTH: Đỗ Tôn Nữ Kim Duyên Trang 71 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths Lê Văn Nhạn Chương CƠNG NGHỆ LỊ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN Ở VIỆT NAM- NHÀ MÁY ĐIỆN HẠT NHÂN NINH THUẬN 7.1 Dự án nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận Nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận tên gọi chung chuỗi hai nhà máy điện hạt nhân I II dự án xây dựng tỉnh Ninh Thuận, Việt Nam với tổng công suất 4.000 MW Theo quy hoạch phát triển điện lực Quốc gia, dự kiến nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận khởi công tháng 12-2014, vận hành thương mại tổ máy số vào năm 2020, tổ máy số vào năm 2021 Dự án Nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận 2: Khởi công 5-2015, vận hành tổ máy số năm 2021 tổ máy số năm 2022 Theo Nghị Quốc hội cuối năm 2009: -Nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận I đặt xã Phước Dinh, huyện Thuận Nam, tỉnh Ninh Thuận -Nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận đặt xã Vĩnh Hải, huyện Ninh Hải, tỉnh Ninh Thuận Nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận I Tháng năm 2010, Nga lựa chọn làm đối tác cung cấp công nghệ cho nhà máy điện hạt nhân I, với cam kết lâu dài hỗ trợ Việt Nam công tác quản lý xử lý chất thải hạt nhân, đồng thời xây dựng chương trình quốc gia vấn đề Nhà máy dự tính xây dựng với hệ số an tồn cao sở lị phản ứng nước nhẹ đại; sử dụng công nghệ nước áp lực (VVER) theo thiết kế nhà máy điện hệ với mức độ an toàn hẳn hệ Các chương trình hệ thống nhà máy điện hạt nhân đảm bảo an toàn chủ động thụ động Theo công nghệ mới, khu vực đảm bảo an toàn trường hợp xảy cố nằm cách nhà máy 800 m Đại sứ Đặc mệnh toàn quyền Liên bang Nga Việt Nam khẳng định phía Nga hoàn toàn chịu trách nhiệm an toàn Nhà máy Điện hạt nhân Ninh Thuận I SVTH: Đỗ Tôn Nữ Kim Duyên Trang 72 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths Lê Văn Nhạn Nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận II Chính phủ Việt Nam ký thoả thuận hợp tác xây dựng máy điện hạt nhân Ninh Thuận II với Nhật Bản Tháng năm 2011, Nhật Bản cho tàu khảo sát địa chất đến Việt Nam khảo sát địa chất biển phục vụ dự án xây dựng nhà máy II Các chuyên gia Công ty Điện nguyên tử Nhật Bản (JAPC) đưa công nghệ đặc tính an tồn hệ lị phản ứng tiên tiến Nhật có khả chống động đất sóng thần hướng khắc phục sau cố nhà máy điện Fukushima I 7.2 Công nghệ VVER Nga Trong năm 2008, Nga vận hành 31 tổ máy với tổng công suất 23.200 MW, sản lượng ĐHN năm 2007 Nga 158,3 tỷ kWh Hiện nay, Nga cung cấp loại lị VVER với dải cơng suất khác nhau, cụ thể: - Loại lớn 1.000 – 1.200 MW lò AES-91 AES-92 AES-2006 - Loại trung bình 300-700 MW VVER-300, VVER-640 - Loại nhỏ 300 MW VVER-150 7.2.1 Các hệ lò VVER cũ V-230 hệ lò VVER-440, phát triển khoảng thời gian 1956 -1970, khơng có phải ngạc nhiên có nhiều phần phải cải tiến cho thích hợp với tiêu chuẩn đại Các hệ thống an tồn có độ dư gấp đơi Tai nạn thiết kế lớn vỡ ống tải nhiệt có đường kính 100 mm với điện hồn tồn V-213 có cơng suất 444 MW V-230, loại phát triển vào năm 1970-1976, hệ thống an tồn có độ dư gấp ba thiết kế để đối phó với đứt ống tải nhiệt có đường kính 500 mm với điện hồn tồn V-213 có hệ thống triệt bọt khí (V-230 có hệ thống van xả) VVER-1000 có công suất 1.000 MW phát triển năm 1970-1980, thiết kế để đối phó với cố xảy lúc vỡ ống đường kính lớn, động đất theo thiết kế điện hồn tồn Sau SVTH: Đỗ Tơn Nữ Kim Dun Trang 73 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths Lê Văn Nhạn tai nạn tréc-nô-bưn, số cải tiến thực để nâng cao an tồn cho lị VVER-1000 như: - Thay đổi thủ tục khởi động lò với việc tăng cường sử dụng phần - Chuyển sang thay 1/3 nhiên liệu sử dụng hấp thụ cháy dần nhiên liệu - Hồn thiện việc cung cấp axít boric cố - Dự phòng việc xả hydro khỏi thùng lò máy sinh - Tháo nước khỏi nhánh chữ U phần lạnh vòng 7.2.2 Các hệ VVER cải tiến VVER-88 dự án bắt đầu sau tai nạn Chernobyl để nâng cấp nhà máy xây nhà máy khởi công Đồng thời việc nâng cấp tiến hành cho tổ lò hoạt động VVER-88 triển khai cho tổ lò 500 MWe 1000 MWe Các hoàn thiện an toàn bao gồm: - Thải nhiệt dư liên tục theo nguyên lý thụ động (bằng máy trao đổi nhiệt khơng khí bên ngồi nhà lị) để đối phó với điện kéo dài (24 giờ) - Kiểm soát đo đạc hydro sinh nhà lị - Lọc khơng khí khỏi nhà lị - Thêm hệ thống làm nguội vùng hoạt, đặc biệt thùng tích nước nén áp suất, dùng cho điều kiện khẩn cấp VVER-91 công suất 1000 MWe loại lò hệ thứ 3, dựa sở thiết kế VVER-88, kết hợp hệ thống an toàn chủ động thụ động, sử dụng thiết bị điều khiển phương Tây Nga cung cấp cho Trung Quốc lò loại SVTH: Đỗ Tôn Nữ Kim Duyên Trang 74 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths Lê Văn Nhạn Hình 30 Thùng lị VVER-1000 loại AES-91 VVER-92 cơng suất 1000 MWe loại lò hệ thứ 3+, hệ VVER hoàn toàn, triển khai vào cuối năm 1990 với mục tiêu nâng cao tính kinh tế hồn thiện triệt để an tồn Lị phản ứng V-392 (AES-92), thành công lớn hệ lò VVER Nga Ấn Độ mua lò V-392 Nga Lị V-392 có nhiều ưu điểm an toàn như: Sử dụng hệ thống an toàn thụ động kết hợp với hệ thống an toàn chủ động Đặt bẫy corium nhằm giảm thiểu hậu có cố nóng chảy vùng hoạt Xác suất nóng chảy vùng hoạt lị V-392 thấp: 5,6.10-8 Cơng nghệ điện hạt nhân Nga sử dụng lò nằm ngang (thiết bị màu trắng hình 31) SVTH: Đỗ Tôn Nữ Kim Duyên Trang 75 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths Lê Văn Nhạn Hình 31 Hệ cung cấp NMĐHN với lò VVER Các nhiên liệu lị VVER Nga có thiết kế hình lục giác (của phương tây thiết kế hình vng) Thanh nhiên liệu thiết kế chuẩn cho tất loại lị VVER Hình 32 Thanh nhiên liệu lị VVER AES-2006 cơng suất 1200 MWe loại lị hệ Nga, kết hợp tối ưu hệ thống an toàn chủ động an toàn thụ động sở kinh nghiệm AES91 AES-92 Loại lò xây dựng Novovoronezh Nga SVTH: Đỗ Tôn Nữ Kim Duyên Trang 76 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths Lê Văn Nhạn Hình 33 Hệ thống thiết bị AES-2006 Hình 34 AES-2006 Novovoronezh SVTH: Đỗ Tôn Nữ Kim Duyên Trang 77 Luận văn tốt nghiệp SVTH: Đỗ Tôn Nữ Kim Duyên GVHD: Ths Lê Văn Nhạn Trang 78 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths Lê Văn Nhạn Bảng Các thông số thiết kế loại VVER-1000 Hiện nay, Việt Nam định thực chương trình phát triển ĐHN chọn Rosatom CH Liên bang Nga đối tác xây dựng Dự án điện hạt nhân Ninh Thuận dùng công nghệ VVER Trong năm qua, cơng nghệVVER có bước tiến vượt trội thiết kế, đảm bảo độ an toàn cao, quốc tế thừa nhận Tuy nhiên, nội dung cụ thể bước tiến vượt trội thiết kế nhiên liệu, thiết kế vùng hoạt, thiết kế thùng lò, thiết kế hệ thống công nghệ đảo hạt nhân, thiết kế hệ điều khiển hệ thống đảm bảo an tồn…đều cịn ẩn số Việt Nam Hơn nũa, thân khác biệt, tiến hệ lò VVER V-91, V-92 hay AES-2006 cần làm rõ SVTH: Đỗ Tôn Nữ Kim Duyên Trang 79 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths Lê Văn Nhạn Đối với Dự án điện hạt nhân Ninh Thuận 2, Thủ tướng Chính phủ tuyên bố Nhật Bản đối tác xây dựng Công nghệ ĐHN Nhật Bản thực chất công nghệ du nhập từ Hoa Kỳ Cơng nghệ lị PWR Hoa Kỳ phương Tây có ý tưởng thiết kế khác biệt định so với công nghệ VVER Nga Vấn đề đặt Dự án điện hạt nhân Ninh Thuận dự án phải chủ động nắm bắt công nghệ, làm rõ khác biệt ý tưởng thiết kế công nghệ trường phái: phương Đông phương Tây Do đó, vấn đề nghiên cứu, phân tích, đánh giá so sánh hệ thống công nghệ phần (đảo) hạt nhân lò nước áp lực VVER so với lò PWR phương Tây nhằm mục tiêu hỗ trợ mặt khoa học, công nghệ đảm bảo an toàn cho việc triển khai thực Dự án điện hạt nhân Ninh Thuận, đồng thời xây dựng lực quốc gia để bước tiếp thu, hấp thụ làm chủ công nghệ chuyển giao cần thiết SVTH: Đỗ Tôn Nữ Kim Duyên Trang 80 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths Lê Văn Nhạn PHẦN KẾT LUẬN  Trong 50 năm hình thành phát triển, điện hạt nhân dần khẳng định vị trí quan trọng việc giải vấn đề lượng Ngày có nhiều cơng nghệ lị phản ứng tiên tiến đời để bắt kịp với xu hướng phát triển Lò phản ứng trung tâm nhà máy điện hạt nhân Việc sử dụng công nghệ lò phản ứng định đến hiệu mức độ an toàn nhà máy Qua đề tài nghiên cứu số loại cơng nghệ lị phản ứng hạt nhân Bên cạnh tơi cịn biết thêm cải tiến cơng nghệ Sự phát triển lò lượng thương mại ngày hướng tới hoàn thiện hệ thống an toàn Trong năm vừa qua, phát triển hướng tới việc cải tiến công tác bảo trì tăng độ tin cậy hệ thống thiết bị việc giảm bớt thiết bị phức tạp, hướng áp dụng hệ thống an toàn thụ động Một mặt khác, để cải thiện kinh tế cơng suất tổ máy ngày tăng lên Các nước hướng tới phát triển tổ máy với gam công suất lớn mức 1600 Mwe Các cách tiếp cận, giải pháp cho phát triển ĐHN hướng tới việc giảm giá thành đầu tư, tăng tính cạnh tranh nâng cao độ an tồn, như: Tiêu chuẩn hóa thiết kế cho loại để rút ngắn trình cấp phép, giảm chi phí đầu tư thời gian xây dựng, thiết kế đơn giản vững làm chúng dễ vận hành ổn định hệ thống có nhiều dao động… Theo dự báo IAEA, nhu cầu điện giới vào năm 2030 tăng 50% so với mức độ Đến thời điểm này, 10-25 quốc gia vận hành nhà máy điện hạt nhân mình, bao gồm nhà máy điện vừa nhỏ Vì mà cạnh tranh thị trường dự án liên quan tăng lên Trong đề tài phần nhiều nghiên cứu lý thuyết giảng thầy cơ, kiến thức có liên quan luận văn, tiểu luận anh chị sinh viên khóa trước nguồn tài liệu từ internet, chưa sâu vào nghiên cứu thực tiễn vật liệu đời sống kỹ thuật công nghệ chế tạo SVTH: Đỗ Tôn Nữ Kim Duyên Trang 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO  [1] Cơ sở vật lý hạt nhân, PGS Ts Ngô Quang Huy, NXB khoa học kỹ thuật- 12/2006 [2] Vật lý hạt nhân đại cương, Đặng Huy Uyên, NXB đại học quốc gia Hà Nội- 2005 [3] Phương pháp nghiên cứu khoa học, Lê Phước Lộc, Đại học Cần Thơ- 2000 [4] Vật lý lò phản ứng hạt nhân, Ngô Quang Huy, NXB Đại học quốc gia Hà Nội- 2004 [5] Báo cáo tóm tắt Tổng quan hệ thống công nghệ nhà máy điện hạt nhân,Viện lượng nguyên tử Việt Nam, Hà Nội- 4/2011 Các website: [6] http://dienhatnhan.com.vn/?u=con&t=0&cid=407&p=654 [7] http://www.evn.com.vn [8] http://www.ibst.vn/Uploaded/hantt/Nguyen%20Vo%20Thong2011.pdf [9] http://www.evn.com.vn/Home/Detail/tabid/84/TopicId/1/ItemId/2847/View/2/CateId/ 118/language/vi-VN/Default.aspx [10] http://4tech.com.vn/forums/showthread.php/269-Lo-phan-ung-hat-nhan-mini-motcuoc-cach-mang-nang-luong[11] http://www.sggp.org.vn/hosotulieu/2008/7/158771/ [12] http://www.baomoi.com/Lat-lai-ho-so-cac-tham-an-hat-nhan-trong-lichsu/119/5903734.epi [13] http://bee.net.vn/channel/2981/201107/Tiet-lo-nguyen-nhan-gay-su-co-hat-nhan-taiFukushima-1-1804660/ [14] http://www.baomoi.com/Xep-hang-cac-tham-hoa-hat-nhan/119/6051584.epi [15] http://niemtin.free.fr/antoannhamayhatnhan.htm [16] http://phanhachnguyentu.blogspot.com/2005/08/ngnh-nng-lng-ht-nhn-th-gii-hin-trngv.html [17] https://sites.google.com/site/vnggenergy/phanhach [18] www.vatlyvietnam.org [19] http://www.varans.vn/ShowItems.asp?actType=23&ItemID=1968&TypeGrp=1&men uid=107120&menulink=100000&menuup=107000 [20] http://www.khoahoc.com.vn/congnghemoi/cong-nghe-moi/35269_Nghien-cuu-phattrien-lo-phan-ung-hat-nhan-tien-tien-the-he-moi.aspx [21] http://www.hoahocngaynay.com/vi/nghien-cuu-giang-day/bai-nghien-cuu/178-nangluong-hat-nhan.html [22] http://vi.wikipedia.org/wiki/ [23] http://www.vaec.gov.vn/Portals/0/Images/Document/Bao_cao_nghien_cuu_cong_ngh e_DHN.pdf [24] http://360.thuvienvatly.com/bai-viet/dia-vat-ly/1357-dai-dia-chan-va-song-than-phiadong-nhat-ban-1200km-tu-chan-tam [25] http://translate.google.com.vn/translate?hl=vi&langpair=en%7Cvi&u=http://www.wo rld-nuclear.org/info/inf08.html ... khí hạt nhân Mặc dù có nhiều cơng nghệ lị phản ứng dùng nhà máy điện hạt nhân chúng hoạt động dựa nguyên tắc vật lý phản ứng phân hạch hạt nhân 1.3 Tình hình ứng dụng cơng nghệ điện hạt nhân. .. hành nhà máy điện hạt nhân 1.1.2.1 Cấu trúc Nhà máy điện hạt nhân bao gồm phần chính: - Trung tâm lị phản ứng hạt nhân, nơi xảy phản ứng phân hạch hạt nhân - Máy phát điện chạy nước - Tuabin, dùng. .. điều khiển lò (điều khiển nhà máy điện hạt nhân) biết tình trạng làm việc nhà máy Nhà máy điện hạt nhân cịn phải có hệ thống thiết bị an tồn (an tồn lị phản ứng, an tồn nhà máy điện hạt nhân) đảm