Hotline: 043 6648242
live chat

Tổng quan về công nghệ các thế hệ lò phản ứng hạt nhân phần III

14/10/2013 09:44:09 AM (GMT+7)
Lò nước áp lực (PWR, APWR)
Hầu hết các loại Lò phản ứng đang sử dụng trên Thế giới hiện nay đều thuộc kiều lò PWR, sử dụng nhiên liệu Uranium U235 được làm giàu khoảng 3.2%.
 

Nước áp lực cao trong lò phản ứng vừa là chất tải nhiệt, vừa là chất làm chậm, nó được dẫn qua thiết bị sinh hơi để tạo ra hơi nước và làm quay turbine của máy phát điện.

Một Lò phản ứng PWR có từ 150 – 250 Khối nhiên liệu, mỗi Khối nhiên liệu có từ 200 – 300 Viên nhiên liệu trong nó. Như vậy khi Lò phản ứng đang vận hành thì trong tâm lò phản ứng thường có từ 80 – 100 tấn Uranium.

Nước trong tâm Lò phản ứng ở vào khoảng 3250C, vì vậy nó phải được giữ khoảng 150 lần áp suất khí quyển để ngăn cản nước sôi. Áp lực này sẽ được duy trì bởi hơi trong thiết bị tạo áp lực. Nước trong vong thứ cấp sẽ có áp lực thấp hơn trong vòng sơ cấp.
 

Ưu điểm:

- Lò phản ứng PWR khá ổn định do có khuynh hướng giảm công suất khi nhiệt độ của lò phản ứng tăng lên, điều này giúp dễ vận hành hơn từ phương diện về độ ổn định.

- Hệ thống có thêm Vòng tuần hoàn thứ cấp, nên hơi nước làm quay Turbine sẽ không bị nhiễm xạ.

- Các thanh điều khiển được đặt phía trên lò phản ứng và chèn trực tiếp vào các khối nhiên liệu, chúng sẽ được di chuyển bởi các nguyên nhân:

+ Khởi động lò phản ứng.

+ Shutdown lò phản ứng.

+ Điều tiết trong khoảng thời gian ngắn như việc thay đồi tải của Turbine.

Nhược điểm:

-Chất tải nhiệt chịu áp lực cao để duy trì trạng thái chất lỏng ở nhiệt độ cao, đòi hỏi các đường ống phải có độ bền cao và lớp vỏ áp lực phải cứng hơn, đồng nghĩa với giá thành xây dựng sẽ tăng.

- Lớp vỏ áp lực của Lò phản ứng được làm từ thép dẻo nhưng khi lò được vận hành thì các luồng neutron từ tâm lò sẽ làm cho thép mất đi tính mềm dẽo của nó, cần phải sửa chữa hoặc thay thế, điều này không có ích về mặc kinh tế.

-Lò phản ứng PWR không thể nạp nhiên liệu trong khi vận hành, phải có một khoảng thời gian ngừng (khoảng 14 ngày).

-Chất tải nhiệt có hòa tan Axit Boric khi ở nhiệt độ cao sẽ phá hủy dần các thiết bị thép Carbon trong vòng sơ cấp. Điều này không chỉ giới hạn vòng đời của nhà máy mà còn đòi hỏi phải lọc sạch các sản phẩm ăn mòn.
 


Hình 9 Tổ máy Tomari số 3, Hokkaido Electric Power Co

-Nhà máy PWR mới nhất tại Nhật Bản là Tomari số 3, công suất 912 MW, vận hành thương mại 12/2009 với nhiều thiết kế hiện đại và độ an toàn cao từ MHI.

APWR (Advanced Pressurized Water Reactor) lò áp lực cải tiến – được phát triển bởi Mitsubishi Heavy Industries (MHI) từ năm 1992, công suất 1200MW-1700MW.
 


Hình 10 Cấu trúc nhà máy điện hạt nhân công nghệ APWR

Hiện tại chưa có nhà máy nào theo công nghệ APWR được đưa vào vận hành tại Nhật Bản, một số dự án APWR như: Sendai-3, Tsuruga-3,4 được tạm ngừng xây dựng theo lệnh từ chính phủ do ảnh hưởng từ thảm họa sóng thần tháng 3/2011.



Nguồn: Công ty hợp tác quốc tế điện lực Nhật Bản – JEPIC năm 2011

4. Lò áp lực WER (Vodo-Vodyanoi Energetichesky Reactor)

VVER thuộc loại lò phản ứng áp lực, được phát triển theo công nghệ Nga. Lò VVER đầu tiên được xây dựng trước năm 1970. Hiện nay việc vận hành VVER an toàn hơn các thiết kế RPMK (thiết kế của nhà máy Chernobyl).

 


Hình 11 Nguyên lý Lò VVER

Nước được sử dụng như chất làm chậm và chất tải nhiệt. Các thanh nhiên liệu của Lò phản ứng được giử trong nước với áp lực là 15Mpa và nhiệt độ vận hành vào khoảng 200-3000C.

Nhiên liệu được làm giàu ở mức độ thấp, khoảng từ 2.4 – 4.4%. Cường độ phản ứng hạt nhân được điều khiển bởi các trục điều khiển đặt trên phía trên lò phản ứng.

Kiểu lò VVER – 1200 được xem như Lò phản ứng thuộc thế hệ thứ III. Với công suất từ 1150 – 1200 MWe, hiệu suất 36,56%.
 


Hình 12 Cấu trúc lò VVER với thiết bị sinh hơi đặt ngang

VVER-1200 còn có đầy đủ một hệ thống khẩn cấp bao gồm một hệ thống làm lạnh tâm lò khẩn cấp, hệ thống cung cấp điện dự phòng bằng động cơ Diesel, máy nạp nhiên liệu cải tiến, hệ thống vi tính điều khiển lò phản ứng, hệ thống cấp nước dự phòng và hệ thống hãm lò phản ứng.

Trong trường hợp tai nạn do thất thoát chất tải nhiệt hoặc do mất công suất, turbine phát điện sẽ được dừng lại trong khoảng thời gian 30 giây, và trong suốt thời gian shutdown hệ thống sẽ dùng nguồn dự phòng của mình. Nguồn công suất khẩn cấp sẽ được lấy từ máy phát Diesel, có thể duy trì sự lưu thông chất tải nhiệt để làm mát lò phản ứng.

Các nghiên cứu thiết kế gần đây cho phép mở rộng vòng đời của nhà máy VVER 1200 lên đến 50 năm, với việc cần thiết thay thế một số thiết bị trong quá trình vận hành.

Nhà máy Ninh Thuận 1 (2x1000MW) sẽ được xây dựng theo công nghệ lò VVER thế hệ mới nhất, dự kiến sẽ đi vào vận hành thương mại năm 2020.

Nhà máy Ninh Thuận 2 (2x1000MW) do Nhật Bản xây dựng, phương án cụ thể là ABWR hay APWR hoặc PWR hiện đại tương tự như Tomari-3 … vẫn chưa được quyết định.
 
Theo: Năng lượng VN
 
 
 
Các tin khác
CÔNG TY CỔ PHẦN THIẾT BỊ ĐIỆN HÀN QUỐC
VPGD: Số 9 Lô TT1A KĐT Tây Nam Linh Đàm, P. Hoàng Liệt, Q. Hoàng Mai, Tp. Hà Nội
Điện thoại: 043. 664 8242 - Fax: 043 664 9926 - Mobile: 0912 460 663
Website: capdienhanquoc.vn - Email: caphanquoc@gmail.com
Copyright © 2012-2017 Công ty cổ phần thiết bị điện Hàn Quốc

Copyright ©2012 CapDienHanQuoc. Thiết kế và phát triển bởi Bambu®