7. CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT TRONG ĐỀ TÀI
6.3.2. Nguyên nhân của vụ tai nạn
Theo Cơ quan năng lượng nguyên tử Quốc tế ( IAEA) và các nguồn tin từ Nhật
Bản, trận động đất và sóng thần ngày 11/03/2011 là lớn nhất trong lịch sử Nhật Bản trong
vòng hơn một trăm năm qua. Trong khi đó, hai lò phản ứng số 1 và số 3 xảy ra sự cố tại nhà máy điện hạt nhân Fukushima I thuộc loại lò thế hệ cũ (đời đầu thế hệ thứ II), được
thiết kế với khả năng chống động đất mức thấp hơn cường độ trận động đất đã xảy ra.
Khi sự cố xảy ra, các hệ thống dừng lò khẩn cấp của nhà máy Fukushima I đã hoạt động theo đúng chức năng đã thiết kế. Máy phát điện diesel dự phòng đã hoạt động ngay
lập tức sau khi mất điện lưới để cung cấp điện cho hệ thống làm mát khẩn cấp và hoạt động liên tục 1 giờ trước khi có sóng thần ập đến làm ngập lụt và hư hại máy phát điện
dự phòng.
Thiết kế của loại lò này không có hệ thống an toàn thụ động, là hệ thống hoàn toàn tự động xử lý sự cố xảy ra mà không phụ thuộc vào nguồn điện hay sự can thiệp của con người. Do đó, khi mất điện thì hệ thống làm mát khẩn cấp đã không hoạt động được dẫn đến sự cố mất nước, làm tăng nhiệt độ và áp suất trong vùng hoạt động lò phản ứng.
SVTH: Lê Thị Bé Thơ 57 SP Vật Lý – Công Nghệ
Nguyên nhân vụ nổ tại lò phản ứng số 1 và số 3 là do oxi trong không khí kết hợp
với hidro sinh ra trong vùng hoạt do hiện tượng oxi hóa ziriconi ( vỏ thanh nhiên liệu ). Đây là các vụ nổ khí hidro. Nguyên nhân của vụ nổ tại lò phản ứng số 2 và số 4 đang được điều tra.
Tóm lại, bên cạnh những thuận lợi mà nhà máy điện hạt nhân đã mang lại cho
nhân loại, nó cũng đã để lại những thảm họa vô cùng ác liệt.
Một cơ sở công nghiệp dù là cơ sở hạt nhân hay không chắc chắn cũng có rủi ro
tai nạn. Vấn đề là rủi ro đó có thể chấp nhận được hay không. Vì một tai nạn hạt nhân sẽ ảnh hưởng đến hẳn một địa phương, nếu không nói đến một nước, những người quyết định chấp nhận rủi ro tai nạn đó phải là dân địa phương đó hay nước đó. Một cá nhân hay
một nhóm cá nhân, dù giỏi về khoa học đến đâu, cũng không có quyền quyết định thay
thế được cho những người sẽ chịu rủi ro.
Một khi đã quyết định xây một cơ sở công nghiệp thì phải giao việc thiết kế, xây
dựng và điều hành cho những người có khả năng kỹ thuật, có tinh thần trách nhiệm đối
với cấp trên cũng như đối với dân và có tự do nêu lên những khó khăn, sai lầm và rủi ro
của dự án. Nhưng để dân có thể kiểm soát và sử dụng quyền quyết định cuối cùng thì những nhà khoa học và chính trị phải có khả năng và can đảm giải thích những chọn lựa
SVTH: Lê Thị Bé Thơ 58 SP Vật Lý – Công Nghệ
Chương 7. CÔNG NGHỆ LÒ 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 là tên gọi chung của chuỗi hainhà máy điện
hạt nhân I và II đang trong dự án xây dựng tại tỉnh Ninh Thuận, Việt Nam với tổng công
suất trên 4.000 MW. Theo quy hoạch phát triển điện lực Quốc gia, dự kiến nhà máy điện
hạt nhân Ninh Thuận 1 khởi công tháng 12-2014, vận hành thương mại tổ máy số 1 vào
năm 2020, tổ máy số 2 vào năm 2021. Dự án Nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận 2: Khởi
công 5-2015, vận hành tổ máy số 1 năm 2021 và tổ máy số 2 năm 2022. Theo Nghị
quyết của Quốc hội cuối năm 2009:
-Nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận I đặt tại xã Phước Dinh, huyện Thuận Nam,
tỉnh Ninh Thuận.
-Nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận 2 đặt tại xã Vĩnh Hải, huyện Ninh Hải, tỉnh
Ninh Thuận
Nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận I
Tháng 5 năm 2010, Nga được lựa chọn làm đối tác cung cấp công nghệ cho nhà
máy điện hạt nhân I, với cam kết lâu dài sẽ hỗ trợ Việt Nam trong công tác quản lý và xử
lý chất thải hạt nhân, đồng thời xây dựng một chương trình quốc gia về vấn đề này. Nhà
máy được dự tính xây dựng với hệ số an toàn cao trên cơ sở các lò phản ứng nước
nhẹ hiện đại; sử dụng công nghệ nước áp lực (VVER) theo thiết kế của nhà máy điện thế
hệ 3 với mức độ an toàn hơn hẳn thế hệ 2 .Các chương trình hệ thống nhà máy điện hạt nhân đảm bảo an toàn chủ động và thụ động. Theo công nghệ mới, khu vực đảm bảo an toàn trong trường hợp xảy ra sự cố nằm cách nhà máy 800 m. Đại sứ Đặc mệnh toàn quyền Liên bang Nga tại Việt Nam khẳng định phía Nga hoàn toàn chịu trách nhiệm về
sự an toàn của Nhà máy Điện hạt nhân Ninh Thuận I.
Nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận II
Chính phủ Việt Nam đã ký các thoả thuận hợp tác xây dựng máy điện hạt nhân
Ninh Thuận II với Nhật Bản. Tháng 9 năm 2011, Nhật Bản cho tàu khảo sát địa chất đến
Việt Nam khảo sátđịa chất biển phục vụ dự án xây dựng nhà máy II.
Các chuyên gia Công ty Điện nguyên tử Nhật Bản (JAPC) đưa ra công nghệ và
các đặc tính an toàn của các thế hệ lò phản ứng tiên tiến của Nhật có khả năng chống động đất và sóng thần cùng hướng khắc phục sau sự cố nhà máy điện Fukushima I.
SVTH: Lê Thị Bé Thơ 59 SP Vật Lý – Công Nghệ
7.2. Công nghệ VVER của Nga
Trong năm 2008, Nga đang vận hành 31 tổ máy với tổng công suất là 23.200 MW, sản lượng ĐHN năm 2007 của Nga là 158,3 tỷ kWh. Hiện nay, Nga có thể cung cấp
loại lò VVER với các dải công suất khác nhau, cụ thể:
- Loại lớn 1.000 – 1.200 MW là lò AES-91. AES-92 và AES-2006. - Loại trung bình 300-700 MW là VVER-300, VVER-640.
- Loại nhỏ dưới 300 MW là VVER-150.
7.2.1. Các thế hệ lò VVER cũ
V-230 là thế hệ đầu tiên của lò VVER-440, được phát triển trong khoảng thời
gian 1956 -1970, do vậy không có gì phải ngạc nhiên là có nhiều phần phải cải tiến cho
thích hợp với các tiêu chuẩn hiện đại. Các hệ thống an toàn có độ dư gấp đôi. Tai nạn
thiết kế cơ bản lớn nhất là vỡ ống tải nhiệt có đường kính 100 mm cùng với mất điện
hoàn toàn.
V-213 cũng có công suất là 444 MW như V-230, loại này được phát triển vào những năm 1970-1976, hệ thống an toàn có độ dư gấp ba và được thiết kế để đối phó với đứt ống tải nhiệt có đường kính 500 mm với mất điện hoàn toàn. V-213 có hệ thống triệt
bọt khí (V-230 chỉ có hệ thống van xả). VVER-1000 có công suất là 1.000 MW được
phát triển trong những năm 1970-1980, được thiết kế để đối phó với sự cố xảy ra cùng một lúc vỡ ống đường kính lớn, động đất theo thiết kế cơ bản và mất điện hoàn toàn. Sau tai nạn tréc-nô-bưn, một số cải tiến đã được thực hiện để nâng cao an toàn cho các lò VVER-1000 như:
- Thay đổi thủ tục khởi động lò với việc tăng cường sử dụng phần dưới các thanh.
- Chuyển sang thay 1/3 nhiên liệu và sử dụng các thanh hấp thụ cháy dần trong
nhiên liệu mới.
- Hoàn thiện việc cung cấp axít boric khi sự cố.
- Dự phòng việc xả hydro khỏi thùng lò và các máy sinh hơi.
- Tháo nước khỏi nhánh chữ U trong phần lạnh của vòng một.
7.2.2. Các thế hệ VVER cải tiến
VVER-88 là dự án được bắt đầu sau tai nạn Chernobyl để nâng cấp các nhà máy sắp xây và các nhà máy mới khởi công. Đồng thời việc nâng cấp cũng được tiến hành cho
SVTH: Lê Thị Bé Thơ 60 SP Vật Lý – Công Nghệ
các tổ lò đang hoạt động. VVER-88 được triển khai cho các tổ lò 500 MWe và 1000 MWe. Các hoàn thiện an toàn bao gồm:
- Thải nhiệt dư liên tục theo nguyên lý thụ động (bằng máy trao đổi nhiệt bằng
không khí bên ngoài nhà lò) để đối phó với mất điện kéo dài (24 giờ). - Kiểm soát đo đạc hydro sinh ra trong nhà lò.
- Lọc không khí thoát ra khỏi nhà lò.
- Thêm các hệ thống làm nguội vùng hoạt, đặc biệt là các thùng tích nước được nén dưới áp suất, dùng cho các điều kiện khẩn cấp.
VVER-91 công suất 1000 MWe là loại lò thế hệ thứ 3, dựa trên cơ sở thiết kế của
VVER-88, kết hợp các hệ thống an toàn chủ động và thụ động, sử dụng các thiết bị điều
khiển của phương Tây. Nga đã cung cấp cho Trung Quốc 2 lò loại này.
Hình 7.1. Thùng lò VVER-1000 loại AES-91.
VVER-92 công suất 1000 MWe là loại lò thế hệ thứ 3+, là thế hệ VVER mới hoàn toàn, được triển khai vào cuối những năm 1990 với mục tiêu nâng cao tính kinh tế
và hoàn thiện triệt để an toàn. Lò phản ứng V-392 (AES-92), là thành công lớn của các
thế hệ lò VVER của Nga. Ấn Độ đã mua 2 lò V-392 của Nga.
Lò V-392 có nhiều ưu điểm về 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 quả khi có
SVTH: Lê Thị Bé Thơ 61 SP Vật Lý – Công Nghệ
Công nghệ điện hạt nhân của Nga sử dụng lò hơi nằm ngang (thiết bị màu trắng trong
hình 7.2).
Hình 7.2. Hệ cung cấp hơi của NMĐHN với lò VVER. Các thanh nhiên liệu của lò VVER của Nga có thiết kế hình lục giác (của phương
tây thiết kế hình vuông). Thanh nhiên liệu được thiết kế chuẩn cho tất cả các loại lò VVER.
SVTH: Lê Thị Bé Thơ 62 SP Vật Lý – Công Nghệ
PHẦN KẾT LUẬN
Trong hơn 50 năm hình thành và phát triển, điện hạt nhân dần khẳng định vị trí
quan trọng của mình trong việc giải quyết vấn đề năng lượng. Ngày càng có nhiều công
nghệ lò phản ứng tiên tiến ra đời để bắt kịp với xu hướng phát triển này. Lò phản ứng là trung tâm của nhà máy điện hạt nhân. Việc sử dụng công nghệ lò phản ứng nào quyết định đến hiệu quả và mức độ an toàn của nhà máy.
Qua đề tài này tôi đã nghiên cứu được một số loại công nghệ lò phản ứng hạt
nhân. Bên cạnh đó tôi còn biết thêm những cải tiến mới về công nghệ này.
Sự phát triển các lò năng lượng thương mại ngày nay hướng tới sự hoàn thiện các
hệ thống an toàn. Trong những năm vừa qua, sự phát triển cũng hướng tới việc cải tiến
công tác bảo trì và tăng độ tin cậy của hệ thống thiết bị bằng việc giảm bớt các thiết bị
phức tạp, một trong những hướng đó là áp dụng các hệ thống an toàn thụ động. Một mặt khác, để cải thiện kinh tế thì công suất của một tổ máy ngày càng được tăng lên. Các
nước hướng tới phát triển tổ máy với gam công suất lớn hiện nay ở mức 1600 Mwe.
Trong đề tài này phần nhiều là tôi nghiên cứu lý thuyết trong bài giảng của thầy
cô, những kiến thức có liên quan trong những luận văn, tiểu luận của những anh chị sinh viên khóa trước cùng nguồn tài liệu từ internet, chưa đi sâu vào nghiên cứu thực tiễn
SVTH: Lê Thị Bé Thơ 63 SP Vật Lý – Công Nghệ
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. http://dienhatnhan.com.vn/?u=con&cid=407&t=0&p=660 2. http://www.hoahocngaynay.com
3. Hoàng Xuân Dinh, Vật lý nguyên tử một hạt nhân, Giảng viên trường Đại học Cần Thơ - 2001 4. http://dienhatnhan.com.vn/?u=con&cid=407&t=0&p=687 5. http://dienhatnhan.com.vn/?u=con&t=0&cid=407&p=683 6. http://dienhatnhan.com.vn/?u=con&t=0&cid=407&p=685 7. http://vi.wikipedia.org/wiki/Th%E1%BA%A3m_h%E1%BB%8Da_Chernobyl 8. http://khoahoc.tv/timkiem 9. http://vi.wikipedia.org/wiki