Tìm hiểu về nhà máy điện nguyên tử BOILING WATER REACTOR

Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết Nối
MỤC LỤC
LỜI GIỚI THIỆU 3
MỤC LỤC 4
CHƯƠNG I. SỰ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CỦA LỊ PHẢN ỨNG 5
CHƯƠNG II. CƠNG NGHỆ , NGUN TẮC HOẠT ĐỘNG VÀ CẤU TẠO CỦA LỊ
BWR 11
CHƯƠNG III. ƯU ĐIỂM VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỦA LỊ BWR 18
TÀI LIỆU THAM KHẢO 20
NHĨM SUNRISE TRANG 4
VẬT LÝ NEUTRON ThS. TRẦN THIỆN THANH
CHƯƠNG I.
CHƯƠNG I.
SỰ HÌNH
SỰ HÌNH
THÀNH
I.1. GIAI ĐOẠN PHÁT TRIỂN
I.1.a. Thế hệ I (1950 – 1960)
Các lò phản ứng thế hệ thứ nhất được xây dựng vào những năm 1955-1965, tập
trung chủ yếu ở Hoa Kỳ, Liên Xô, Nhật Bản, Thụy Điển và Vương quốc Anh. Các lò
thuộc thế hệ này bắt nguồn từ những mẫu thiết kế ban đầu được phát triển để sử dụng
trên tàu biển cuối những năm 1940. Thiết kế ban đầu có công suất khoảng 5.000 KW.
Bao gồm những nguyên mẫu ban đầu lò phản ứng hạt nhân từ những năm 1950 và
1960, ví dụ như Shippingport, Dresden-1, Magnox và Calder Hall-1 ở Vương quốc
Anh.
Một số lò phản ứng điển hình của các lò thế I.
Shippingport
 Lò phản ứng Shippingport được đưa vào
vận hành năm 1957 tại Shippingport,
Pennsylvania, Hoa Kỳ và hoạt động tới
năm 1982.
 Là lò phản ứng nước áp lực.
 Làm chậm và làm lạnh bằng nước nhẹ
H
2
O.
 Nhiên liêu: hợp kim Uranium UO
2
làm
giàu cao.
 Công suất 60 MW.

NHÓM SUNRISE TRANG 5
VẬT LÝ NEUTRON ThS. TRẦN THIỆN THANH
Dresden-1
 Lò phản ứng nước sôi thương mại đầu tiên.
 Bắt đầu xây dựng vào năm 1956 và được nối
với mạng diện vào năm 1960.
 Ngưng hoạt động ngày 31/10/1978.
 Làm chậm và làm lạnh bằng nước nhẹ H
2
O.
 Nhiên liêu: hợp kim Uranium UO
2
làm giàu
cao.
 Công suất tổng: 207 MW.
I.1.b. Thế hệ II
Bắt đầu vận hành vào những năm 1970 và bao gồm phần lớn trong số trên 400 lò
phản ứng vận hành thương mại kiểu nước dưới áp lực (PWR) và kiểu nước sôi
(BWR). Các lò phản ứng này, thường được gọi là lò phản ứng nước nhẹ (LWR), sử
dụng các phương pháp an toàn “chủ động” truyền thống bao gồm các tác động điện
hay cơ khí thực hiện theo lệnh. Một số hệ thống theo thiết kế còn vận hành kiểu thụ
động (VD: sử dụng van giảm áp) và làm việc không cần đến người điều khiển hoặc
mất nguồn điện tự dùng. Gồm các kiểu lò PWR (Pressurized Water Reactor – lò phản
ứng áp lực) và BWR (Boiled Water Reactor – lò phản ứng nước sôi) của châu Âu, Hoa
Kỳ, Nhật; WER và RBMK (của Nga); Candu nước nặng (của Canada, Ấn Độ), HTGR
(High Temperature Helium Gas), LMFR (Liquid metal cooled reactor).
• Lò nước sôi:
Chỉ duy trì có một hệ thống nước. Nước vừa hấp
thụ nhiệt từ các phản ứng hạt nhân trong lò để biến
nước thành hơi nước và hơi nước với áp suất được dẫn

thẳng đến tuabin để quay máy phát điện. Trong loại lò
phản ứng này, nước được truyền qua lõi lò phản ứng,
hoạt động như những dung dịch trung hòa và môi
NHÓM SUNRISE TRANG 6
VẬT LÝ NEUTRON ThS. TRẦN THIỆN THANH
trường làm nguội, là nguồn hơi nước để làm quay tuabin. Lò BWR hoạt động ở điều
kiện áp suất 70 atm, ở đó, nhiệt độ sôi của nước là 285
o
C. Môi trường nhiệt độ này
làm cho hiệu suất Carnot chỉ đạt được 42%, thực tế nguồn điện năng sinh ra chỉ có
khoảng 32%, thấp hơn so với loại lò nước dưới áp suất (PWR).
• Lò nước áp suất:
Gồm hai hệ thống nước tách biệt và nước
không pha trộn vào nhau. Hệ thống chính có nhiệm
vụ hấp thụ nhiệt từ các phản ứng trong lò dưới áp
suất rất cao và dòng nước nóng này được chảy qua
hệ thống ống trong bình giải nhiệt. Tại đây, nhiệt
được hệ thống nước thứ hai nhận và biến nước
thành hơi nước. Dưới áp suất cao, dòng hơi nước
này được dẫn vào tuabin để chạy máy phát điện.
Lợi thế của loại lò này là sự rò rỉ nhiên liên sẽ không xảy ra ở hệ thống chứa chạy vào
tuabin và máy nén.
I.1.c. Lò thế hệ III và III+:
Các lò chuyển tiếp thế hệ III được phát triển trong những năm 1990 với ưu thế
đặc thù là khả năng tự động cao hơn thế hệ II, công nghệ nhiên liệu được cải tiến, năng
suất nhiệt cao, thiết kế gọn hơn, độ an toàn cao hơn. Nó vận hành mà không cần đòi
hỏi sự can thiệp của người vận hành. Thêm vào đó, các thiết kế trọng lực hay đối lưu
tự nhiên nâng cao khả năng tự bảo vệ của chúng dưới tác động của các sự cố đột ngột
xảy ra mà vẫn cho hiệu suất điện cao hơn. Nhà máy điện hạt nhân sử dụng lò phản ứng
thế hệ III được xây dựng đầu tiên ở Nhật Bản. Phần Lan là nước duy nhất ở EU đang

xây dựng một nhà máy điện hạt nhân thế hệ III EPR, mua của Pháp với giá ban đầu dự
toán 2,5 tỷ Euro, sau đó, vì lý do an toàn phải chấp nhận tăng giá lên 4 tỷ Euro và
chậm tiến độ 3 năm. Ngoài ra, hiện chỉ có Điện lực Pháp có dự kiến đặt mua một số lò
thế hệ III EPR để thay thế các lò hết thời hạn vận hành vào khoảng các năm 2017-
2022.
NHÓM SUNRISE TRANG 7
VẬT LÝ NEUTRON ThS. TRẦN THIỆN THANH
Một số kiểu lò điển hình:
• Ap600
AP600 là một mô hình tương đối nhỏ, nhà máy
điện hạt nhân công suất 600 MWe được thiết kế bởi
Công ty Westinghouse Electric. AP600 này có các
chức năng an toàn thụ động đặc trưng như các thế hệ
lò phản ứng III.
• ABWR (Advanced Boiling Water Reactor)
Là lò phản ứng thế hệ thứ ba dựa trên lò phản
ứng nước sôi, khởi đầu do General Electric (GE) thiết
kế. Thiết kế chuẩn của nhà máy sử dụng lò ABWR có
công suất khoảng 1.350 MW điện.Các bơm tuần hoàn
bên trong bể áp suất lò phản ứng (RPV) là một cải tiến
quan trọng so với các thiết kế nhà máy lò phản ứng GE
trước đó, thay thế toàn bộ hệ thống bơm phun nằm
ngoài có khả năng rò rỉ.Các lò phản ứng đầu tiên ứng
dụng công nghệ bơm tuần hoàn trong do ASEA-Atom
thiết kế (giờ đây do Toshiba sở hữu) và xây dựng ở
Thuỵ Điển. Nhờ loại bỏ hệ thống bơm ngoài, nhà máy đạt hiệu suất cao hơn, tiết giảm
chi phí và an toàn hơn.
I.1.d. Lò thế hệ IV
Về ý tưởng thiết kế, lò phản ứng thế hệ IV có mọi đặc điểm của các lò thế hệ
III+, cộng thêm khả năng hỗ trợ sản xuất hyđro, thu hồi nhiệt, và thậm chí cả việc khử

muối mặn trong nước. Các lò tương lai này có khuynh hướng tiến tới chu kỳ kín, nghĩa
là các lò phải có khả năng đốt cháy phần lớn chất thải (lò nhanh) để đáp ứng 4 tiêu
chuẩn chính là tiết kiệm tài nguyên; tiết kiệm về chu kỳ nhiên liệu; hạn chế chất thải
phóng xạ; hạn chế sự lan rộng vũ khí nguyên tử. Ngoài ra, các thiết kế này còn bao
gồm việc quản lý các nguyên tố actinit. Actinit là các nguyên tố hoá học có số thứ tự
NHÓM SUNRISE TRANG 8
VẬT LÝ NEUTRON ThS. TRẦN THIỆN THANH
nguyên tử từ 89 (Actini) tới 103 (Lôrenxi); thuật ngữ này thường áp dụng cho các
nguyên tố nặng hơn Uran, còn được gọi là các chất siêu Uran. Các nguyên tố actinit
đều là chất phóng xạ, thường có chu kỳ bán rã dài, và chiếm tỉ lệ đáng kể trong nhiên
liệu thải từ các lò LWR. Nhìn chung, các hệ thống thế hệ IV bao gồm việc tái chế hoàn
toàn các nguyên tố Actinit và các công trình chu kỳ nhiên liệu tại chỗ, dựa trên các
phương án xử lý tiên tiến dùng nước (Aqueous), nhiệt luyện kim (pyrometallurgical)
hay phương pháp khô khác. Tái xử lý tại chỗ cho phép giảm vận chuyển vật liệu hạt
nhân, một vấn đề làm tăng rủi ro phổ biến hạt nhân.
I.2. PHÂN LOẠI CÁC LOẠI LÒ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN
Có nhiều cách phân loại lò phản ứng hạt nhân, dưới đây là cách phân loại phổ
biến nhất, dựa vào các chất làm chậm và chất truyền nhiệt sử dụng trong lò phản ứng.
I.2.a. Lò phản ứng nước – nước:
Các thanh nhiên liệu được xếp trong hộp đặt trong vùng phản ứng. Nước vừa làm
chất truyền nhiệt, vừa làm chất làm chậm. Nước làm chất truyền nhiệt được đưa vào
bên trong lò phản ứng, chạy dọc theo vùng phản ứng từ dưới lên trên. Áp suất trong lò
phản ứng nước – nước khoảng 1-2MPa.
Lò nước áp lực tạo hơi gián tiếp: Chất tải nhiệt vòng sơ cấp, được giữ ở trạng thái
lỏng dưới áp suất cao, mang nhiệt từ lò hạt nhân tới thiết bị sinh hơi, tại đây diễn ra
trao đổi nhiệt với vòng thứ cấp và hơi được tạo ra rồi dẫn tới tuabin.
Lò nước sôi sinh hơi trực tiếp bằng cách làm sôi chất tải nhiệt trong lò. Hơi được
tách ra khỏi chất lỏng trong một thiết bị phân tách đặt phía trên vùng hoạt động, sau đó
được đưa tới tuabin.
I.2.b. Lò phản ứng graphite:

Graphite được sử dụng làm chất làm chậm, chất truyền nhiệt trong lò phản ứng
Graphite có thể là nước nhẹ, nước nặng, gas, hay kim loại nóng chảy.
Các thanh nhiên liệu được xếp trong các ống dẫn cùng các chất truyền nhiệt. Bao
quanh các ống dẫn là Graphite. Ở nhiệt độ cao, Graphite xảy ra phản ứng với không
NHÓM SUNRISE TRANG 9
VẬT LÝ NEUTRON ThS. TRẦN THIỆN THANH
khí, do đó chất làm chậm Graphite được xếp vào trong các hộp kín làm bằng kim loại.
Lớp bảo vệ sinh học được làm bằng bê tông dầy, khí trơ Heli hay CO
2
bơm vào bên


Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải: