Nguyên lý hoạt động của nhà máy điện nguyên tử

SƠ LƯỢC VỀ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN VÀ NĂNG LƯỢNG NGUYÊN TỬ

Đặc điểm quan trọng làm cho quá trình phân hạch được sử dụng như một nguồn năng lượng là trong quá trình phân hạch còn phát ra một số nơtron (U235 phát ra trung bình 2.5 đối với mỗi phân hạch). Phản ứng dây chuyền và điều kiện duy trì phản ứng:. Định nghĩa: phản ứng dây chuyền là phản ứng xảy ra trong một hệ mà trong đó các hạt sau khi gây ra phản ứng, lại xuất hiện trong kết quả của phản ứng, cho nên hạt mới vừa xuất hiện sau thời gian nào đó lại có thể gây ra phản ứng khác giống như phản ứng trước và vì vậy phản ứng do các hạt ban đầu gây ra lại được tiếp tục mãi. Trong chuyên đề này ta sẽ chỉ quan tâm tới các phản ứng dây chuyền sinh nhiệt, là phản ứng khi xảy ra có tỏa ra một năng lượng đủ lớn và do đó không cần phải có năng lượng bên ngoài được gọi là phản ứng dây chuyền tự duy trì. a) Phản ứng dây chuyền tự duy trì do nơtron gây ra. Quá trình đó được hiểu như sau: khi được sinh ra từ phản ứng các nơtron này va chạm đàn hồi (là va chạm sau đó truyền năng lượng cho nguyên tử đó) với các nguyên tử làm chậm. Chất này thường chọn là các nguyên tố nhẹ như: hydro, đơteri, berili và graphit vì khi va chạm với các nguyên tố nhẹ thì năng lượng được truyền nhiều hơn so với nguyên tố nặng. Trong lò cần thiết kế sao cho có thể điều khiển tới hạn khi lò cần hoạt động và dưới mức tới hạn khi cần ngừng lò. Năng lượng chuyển đổi. a) Năng lượng giải phóng từ mỗi phân hạch 165 MeV: Động năng của các sản phẩm phân hạch 7 MeV: Tia gamma. 6 MeV: Động năng của nơtron. 7 MeV: Năng lượng từ các sản phẩm phân hạch. 6 MeV: Tia gamma từ các sản phẩm phân hạch 9 MeV: anti-nơtrino từ các sản phẩm phân hạch. b) Năng lượng trong mỗi phân hạch uranium U235.

NHÀ MÁY ĐIỆN NGUYÊN TỬ

NHIÊN LIỆU HẠT NHÂN

Lò phản ứng nước nhẹ dùng chất tải nhiệt là nước nhẹ; Lò phản ứng nước nặng dùng chất tải nhiệt là nước nặng; Lò khí thì sử dụng chất tải nhiệt là khí Carbon Dioxit CO2 hoặc Heli và lò phản ứng tái sinh nhanh thì sử dụng chất tải nhiệt là Natri. • Lò phản ứng LMFBR (Liquid Metal Fast Breeder Reactor) Chẳng bao lâu sau sự ra đời của nhà máy hạt nhân đầu tiên, các nhà khoa học và kỹ sư bắt đầu lo lắng về khả năng thiếu hụt nhiên liệu hạt nhân vì nguồn cung cấp uranium chỉ tập trung ở một vài nơi thuộc châu Phi và Tây Âu.

CHIẾN LƯỢC PHÁT TRIỂN NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN Ở VIỆT NAM

XÂY DỰNG ĐỒ THỊ PHỤ TẢI

Ta lựa chọn phương án 2 để tính toán thiết kế vì công suất của tổ máy đúng với công suất đặt yêu cầu đưa ra , số lượng tổ máy nhiều nên khi vận hành dễ dàng thay thế khi một máy nghỉ do sự cố hay cho nghỉ một tổ máy khi phụ tải cực tiểu. • Số lượng máy phát nối vào thanh góp điện áp máy phát phải thỏa mãn điều kiện sao cho khi ngừng làm việc một máy phát điện lớn nhất, các máy phát còn lại và công suất dự trữ từ các nguồn khác vẫn đảm bảo đủ cung cấp cho phụ tải các cấp điện áp.

CHỌN MÁY BIẾN ÁP ĐIỆN LỰC

Vì là máy biến áp tự ngẫu nên ta phải xét đến hệ số mẫu của máy biến áp tự ngẫu ở cuộn hạ : α=1−UUT. Khi đó mỗi máy biến áp tự ngẫu sẽ làm việc với công suất lớn hơn định mức và gánh một nữa công suất Stổng.

TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH

CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN CHÍNH

Chọn các khí cụ điện chính cho phương án 1. Cần xác định dòng điện cưỡng bức trong từng mạch cụ thể của hệ thống phân phối cấp cấp điện áp 220kV để từ đó so sánh và tìm được dòng điện cưỡng bức lớn nhất. Trong hệ thống phân phối này có bốn mạch cần được tính toán là:.  Mạch đường dây nối với hệ thống.  Mạch đường dây phụ tải.  Mạch nối với máy biến áp tự ngẫu.  Mạch nối với máy phát phía cao áp. Dòng điện cưỡng bức là dòng điện lớn nhất qua 4 mạch này, đối với mạch đường dây song song, dòng điện cưỡng bức lớn nhất là dòng điện qua một đường dây trong khi đường dây còn lại không làm việc, khi đó dòng điện cưỡng bức lớn gấp đôi dòng điện làm việc bình thường. a) Mạch đường dây phát lên hệ thông (hai đường dây). c) Mạch đến cuộn cao máy biến áp tự ngẫu. Nhưng do ta chọn công suất máy biến áp tự ngẫu theo cuộn hạ vì cuộn hạ mang tải nặng nhất (như đã tính ở Chương 3). Máy biến áp tự ngẫu được chọn có công suất 100 MVA. Khi một máy biến áp nghỉ, máy còn lại gánh công suất tối đa là:. d) Mạch nối với máy phát phía cao áp. Tính dòng cưỡng bức trong trường hợp một máy phát nghỉ, hai máy phát còn lại phát công suất cực đại là 1.05 lần công suất định mức. So sánh các dòng cưỡng bức cấp 220kV:. Ta đã tính toán được giá trị dòng ngắn mạch tại thanh góp 220kV ở Chương 4. Cần xác định dòng điện cưỡng bức trong từng mạch cụ thể của hệ thống phân phối cấp cấp điện áp 110kV để từ đó so sánh và tìm được dòng điện cưỡng bức lớn nhất. Trong hệ thống phân phối này có bốn mạch cần được tính toán là:.  Mạch đường dây phụ tải.  Mạch nối với máy biến áp tự ngẫu.  Mạch nối với máy phát phía cao áp. Dòng điện cưỡng bức là dòng điện lớn nhất qua 3 mạch này, đối với mạch đường dây song song, dòng điện cưỡng bức lớn nhất là dòng điện qua một đường dây trong khi đường dây còn lại không làm việc, khi đó dòng điện cưỡng bức lớn gấp đôi dòng điện làm việc bình thường. a) Mạch nối với máy phát phía cao áp. c) Mạch liên lạc với cuộn trung máy biến áp tự ngẫu. Dòng cưỡng bức với mạch liên lạc cuộn trung máy biến áp tự ngẫu trong trường hợp sự cố một mát biến áp nghỉ. Ta đã tính toán được giá trị dòng ngắn mạch tại thanh góp 110kV ở Chương 4. Tính dòng cưỡng bức với mạch liên lạc với cuộn hạ máy biến áp tự ngẫu, xét trường hợp sự cố một máy biến áp nghỉ. Ta đã tính toán được giá trị dòng ngắn mạch tại thanh góp 22kV ở Chương 4 Ta có :. Chọn khí cụ điện ở đầu cực máy phát Dòng cưỡng bức tại đầu cực máy phát. Dòng ngắn mạch tại đầu cực máy phát đã tính ở Chương 4. Ta chọn khí cụ ở đầu cực 3 máy phát giống nhau và chôn dao cách ly có dòng định mức lớn. Chọn khí cụ điện cho phương án 2. Cần xác định dòng điện cưỡng bức trong từng mạch cụ thể của hệ thống phân phối cấp cấp điện áp 220kV để từ đó so sánh và tìm được dòng điện cưỡng bức lớn nhất. Trong hệ thống phân phối này có bốn mạch cần được tính toán là:.  Mạch đường dây nối với hệ thống.  Mạch đường dây phụ tải.  Mạch nối với máy biến áp tự ngẫu.  Mạch nối với máy phát phía cao áp. Dòng điện cưỡng bức là dòng điện lớn nhất qua 4 mạch này, đối với mạch đường dây song song, dòng điện cưỡng bức lớn nhất là dòng điện qua một đường dây trong khi đường dây còn lại không làm việc, khi đó dòng điện cưỡng bức lớn gấp đôi dòng điện làm việc bình thường. a) Mạch đường dây phát lên hệ thông (hai đường dây). c) Mạch đến cuộn cao máy biến áp tự ngẫu.

TÍNH TOÁN KINH TẾ - KỸ THUẬT QUYẾT ĐỊNH PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

Ta thấy phương án 1 là phương án tốt hơn về vốn đầu tư cũng như chi phí vận hành.

CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ CÁC PHẦN DẪN ĐIỆN

Chiều cao Định mức Thử nghiệm (mm). Kiểm tra lại:. Như vậy, sứ đỡ thanh góp cứng đã chọn thoả điều kiện độ bền của sứ. Chọn dây dẫn. a) Chọn dây dẫn cho thanh góp và dây dẫn nối đến các cuộn cao các MBA. Ta có các dòng cưỡng bức của các mạch nối đến cuộn cao các MBA 220kV đã tính ở Chương 6. Chọn tiết diện dây theo điều kiện dòng cho phép : ). Lực kéo đứt (N) Nhoâm theùp. • Kiểm tra theo dòng điện cho phép lâu dài ). k2 – hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường xung quanh. • Kiểm tra ổn định nhiệt khi ngắn mạch. Xem ngắn mạch là ở xa nguồn trong thời gian tồn tại là 1 giây:. • Kieồm tra ủieàu kieọn vaàng quang. Chọn một sợi dây dẫn, ba pha bố trí trên mặt phẳng nằm ngang, khoảng cách giữa các trục dây dẫn là 300cm. Ta xét trường hợp điện áp vầng quang nhỏ nhất là pha ở giữa:. ⇒ thỏa điều kiện vầng quang. a) Chọn dây dẫn cho thanh góp 110kV, dây dẫn đến cuộn trung MBA tự ngẫu và dây nối đến cuộn cao MBA hai cuộn dây.