7. CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT TRONG ĐỀ TÀI
4.3. Công nghệ lòn ước nặng kiểu CANDU
Là tên viết tắt của Canada Deuterium Uranium, đây là mẫu lò phản ứng do Canada
thiết kế, sử dụng Nước Nặng ở Áp Suất Cao. Nước nặng ở đây là deuterium oxit, làm dung dịch trung hòa cũng chính là nguồn lạnh, và nhiên liệu sử dụng là uranium tự nhiên.
Đặc điểm nổi trội của CANDU thể hiện ở nhiên liệu sử dụng, môi trường trung hòa cũng như cấu trúc của lõi lò. CANDU có hiệu suất hoạt động cao nhất trong các lò phản ứng
hiện tại sử dụng uranium, nó dùng ít hơn khoảng 15% uranium so với loại lò nước dưới
áp suất cho mỗi MW điện tạo ra. Sử dụng uranium tự nhiên có nguồn cung cấp được mở
rộng và quá trình thanh lọc cũng dễ dàng hơn.
Các lò CANDU có thể được cấp nhiên liệu thông qua hệ thống bình nhiên liệu
phóng xạ thấp, bao gồm cả các ống đã qua sử dụng ở lò phản ứng nước nhẹ. Điều này hạn chế sự phụ thuộc của nguồn uranium nếu xảy ra quá trình khan hiểm hay giá cả leo thang. Nước nặng Deuterium oxide có hiệu suất lớn bởi vì khả năng hấp thụ neutron
chậm cao và thích hợp với tất cả các hệ thống lò thương mại đương thời. Nước nặng có
thời gian hoạt động được cao hơn cả thời gian sống của dự án và có thể tái sử dụng.
SVTH: Lê Thị Bé Thơ 38 SP Vật Lý – Công Nghệ
Một điểm nổi trội nữa của CANDU đó chính là thiết kế của lõi lò. Lõi lò chứa rất
nhiều các ống nhiên liệu nhỏ, chứ không phải là một bình áp suất lớn. Nó cho phép nạp
nhiên liệu ngay cả khi máy đang hoạt động với hiệu suất cao. Khả năng di chuyển được
của các thanh nhiên liệu trong các ống áp suất cho phép khả năng đốt cháy đạt hiệu quả
tối ưu trong lò phản ứng. Và điều quan trọng nữa thời gian sống của lò có thể được kéo
dài, vì các thành phần chính trong lõi lò có thể được thay thế mỗi khi cần thiết.
Hình 4.9. Mô hình hệ thống lò CANDU
Lò phản ứng CANDU do Công Ty Năng Lượng Nguyên Tử Canada thiết kế (Atomic Energy of Canada Limited), đây là một tập đoàn liên bang, có vai trò thiết kế,
mở rộng thị trường, và xây dựng các dự án. Có tới trên 150 công ty con khác của Canada
tham gia thiết kế các thành phần cho hệ thống của CANDU. AECL có vai trò hợp nhất, trong khi đa số các lợi nhuận lại thuộc về các công ty tư nhân. Tất cả các lò CANDU có cùng một thiết kế cơ bản, tuy nhiên một số tổ máy (units) có thể có sự cải biên. Điện năng đầu ra thường vào khoảng 125 MWe đến 900 MWe, phụ thuộc chính vào số lượng
các thanh nhiên liệu trong lõi lò. Công ty năng lượng Ontario có xu hướng sử dụng cùng một mẫu thiết kế cho một nhà máy nhiều tổ máy, trong khi các tổ máy thương mại bán
cho các công ty khác của Canada lại có những mẫu riêng, phụ thuộc vào yêu cầu của
khách hàng. Tất cả các tổ máy CANDU bán ra nước ngoài đều bởi AECL, ngoại trừ
những tổ máy trước đó, bán cho Ấn Độ và Pakistan, mẫu CANDU 6 với điện năng 700
MWe và CANDU 9 với điện năng 900 MWe. Hiện AECL đang thiết kể để cho ra thế hệ
lò phản ứng mới mang tên CANDU- ACR (Advanced CANDU Reactor, lò phản ứng
CANDU nâng cao). Loại lò này có kích cỡ compact, gọn hơn, chỉ bằng 1/3 mẫu trước đó,
trong khi cũng tạo ra nguồn điện năng như nhau. Nâng cao hiệu suất nhiệt thông qua các tuabin hơi nước áp suất cao (13 MPa áp suất sơ cấp, 7 MPa áp suất thoát ra, trong khi
SVTH: Lê Thị Bé Thơ 39 SP Vật Lý – Công Nghệ
dựng cũng như thiết kế các hệ thống chứa phóng xạ. Với việc sử dụng uranium giầu (1,65%), để kéo dài tuổi thọ của nhiên liên lên 3 lần so với uranium tự nhiên, và giảm lượng phế thải đi 2/3 lần so với trước. Tăng công suất của mỗi channel (kênh) nhiên liệu
từ 6MWlên đến gần 7MW. Với những bước tiến trên, giá thành của lò ACR có thể giảm đi tới 40% so với mẫu lò phản ứng CANDU đương thời.