Công nghệ lò phản ứng nước chịu áp lực docx

(Presurized water reactor)
NHÓM 1CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN PWR 1
Nhóm 1
Thành viên:
∗
Vi Hồ Phong
∗
Cao Văn Chính
∗
Nguyễn Lê Na
∗
Nguyễn Thị Hiền
NHÓM 1CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN PWR 2
•
Ở Mỹ
•
PWRs được thiết kế ban đầu tại Phòng thí nghiệm quốc gia Oak
Ridge của bộ năng lượng Mỹ để sử dụng cho hệ thống năng lượng
của tàu ngầm hạt nhân.
•
Các nghiên cứu tiếp theo được tiến hành ở Phòng thí nghiệm
chuyên về năng lượng nguyên tử Westinghouse Bettis. Và nhà
máy điện hạt nhân thương mại đầu tiên ở trạm năng lượng nguyên
tử Shippingport (1965) với thiết kế nguyên thủy là một lò phản
ứng nước chịu áp lực, trước yêu cầu của đô đốc Hyman G.
Rickover về một nhà máy hạt nhân thương mại có thể được thực
hiện sẽ không bao gồm "crazy thermodynamic cycles that
everyone else wants to build."
•
(“những chu trình động học điên rồ mà ai cũng có thể xây dựng”)
NHÓM 1CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN PWR 3

I. Lịch sử phát triển của PWR
∗
Trong chương trình năng lượng phục vụ quân sự của Mỹ
(ANPP) đã đưa vào vận hành những lò phản ứng nước
chịu áp lực từ năm 1954 đến năm 1974.
∗
Nhà máy điện hạt nhân đảo Three mile, được thiết kế bởi
Babcock & Wilcox (Nơi xảy ra vụ rò rỉ phóng xạ cách
đây 30 năm) ban đầu vận hành hai nhà máy điện sử dụng
công nghệ lò PWR là TMI-1 (1974) và TMI-2(1978). Và
sau vụ rò rỉ xảy ra ở TMI-2 thì về cơ bản đã kết thúc sự
phát triển của việc xây dựng thêm các nhà máy hạt nhân
mới loại này ở Mỹ.
NHÓM 1CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN PWR 4
* Ở Nga, với loại lò VVER (tên gọi khác của PWR), các thế
hệ đầu tiên của loại lò này được xây dựng trước năm 1970,
với lịch sử phát triển các thế hệ lò là:
∗
VVER 210 - 365(trong phóng thí nghiệm) ở Novovoroneg
NPP
∗
VVER 440 / 187 : Thế hệ dự bị
∗
VVER 440 / 230 : Thế hệ đầu tiên của PWR
∗
VVER 440 / 213: Thế hệ thứ 2 của PWR
∗
VVER 1000: Thế hệ thứ 3 của PWR ( ngày nay)
∗
VVER 1200…(ngày nay)

∗
Vào thời kỳ Xô Viết, hầu hết các quốc gia đông âu đều xây
dựng VVER 440 (Bulgaria, Hungary, Czech Republic,
Slovak Republic, Finland, East Germany, Ukraine, Armenia,
Cuba).
NHÓM 1CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN PWR 5
NHÓM 1CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN PWR 6
So sánh
NHÓM 1CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN PWR 7
II, Nguyên lý ho t ngạ độ
∗
Nguyên lý cơ bản của lò phản ứng hạt nhân là:
Năng lượng hạt nhân được sử dụng để sinh hơi, hơi
đó làm quay tua bin, dẫn đến quay máy phát diện để
tạo ra điện.
NHÓM 1CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN PWR 8
∗
Trong lò áp lực, nước trong thùng lò là nước có áp suất
cao và chưa sôi, mặc dầu nó có thể đạt tới 300. Nước này
mang theo nhiệt hấp thụ được trong lò phản ứng từ năng
lượng hạt nhân được dẫn tới bình sinh hơi và đi qua hàng
ngàn ống nhỏ.
NHÓM 1CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN PWR 9
NHÓM 1CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN PWR 10
Chu trình sơ cấp
∗
Lượng nhiệt này qua quá trình trao đổi nhiệt sẽ làm
cho nước trong bình sinh hơi biến thành hơi, hơi này
sau đó làm quay tua bin. Tua bin làm quay máy phát
điện để phát ra điện. Nước lò được bơm quay trở lại lò

phản ứng để lấy nhiệt, kết thúc chu trình nước sơ cấp.
Hơi sau khi ra khỏi tua bin được ngưng tụ trong bình
ngưng hơi rồi được đưa quay trở lại bình sinh hơi để
mang nhiệt tiếp, kết thúc chu trình nước thứ cấp.
NHÓM 1CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN PWR 11
NHÓM 1CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN PWR 12
Sự hoạt động cơ bản của lò
∗
Các nguyên tử uranium được phân rã bên trong lò phản
ứng để cung cấp nhiệt cho nước. Tuy nhiên do áp suất cao
đã giữ cho nước khỏi sôi mặc dầu nhiệt độ của nước gần
300.
NHÓM 1CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN PWR 13
1. The reactor
Bình áp lực được sử dụng để điều khiển áp suất bên
trong lò phản ứng. Nhiệt điện được sử dụng để nâng áp
suất, và nước lạnh để giảm áp suất.
NHÓM 1CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN PWR 14
2. The pressure vessel
∗
Bình sinh hơi hoạt động với vai trò như thiết bị trao đổi
nhiệt, nước nhiệt độ cao trao đổi nhiệt với nước nhiệt độ
thấp ở trong bình sinh hơi làm nước trong bình sinh hơi
sôi và biến thành hơi.
NHÓM 1CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN PWR 15
3. The steam generator
∗
Hơi được đưa vào tua bin làm quay các cánh tua bin
với tốc độ 3000 vòng phút.
NHÓM 1CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN PWR 16

4. The turbine
∗
Máy biến áp biến đổi điện năng thành dòng điện có
điện áp cao để đưa vào lưới điện.
NHÓM 1CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN PWR 17
5. The transformer
∗
Tua bin quay làm máy phát quay để sinh ra điện.
NHÓM 1CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN PWR 18
6. The generator
∗
Trong bình ngưng, nước biển lạnh được đưa qua một
mạng lưới các ống để biến hơi thành nước. Lượng nước
này sau đó được bơm quay trở lại bình sinh hơi.
NHÓM 1CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN PWR 19
7. The condenser
∗
Để biến hơi thành nước, người ta sử dụng một lượng lớn nước
biển đưa vào bình ngưng thông qua các ống dẫn có đường
kính nhỏ như các ngón tay. Khi nước này được bơm trở lại
biển, nó có nhiệt độ cao hơn khoảng 10 độ C so với trước khi
được đưa vào bình ngưng. Nước biển đươc vận hành qua một
chu trình kín, và không bao giờ tiếp xúc với nước trong lò
phản ứng.
NHÓM 1CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN PWR 20
8. Sea water
NHÓM 1CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN PWR 21
3 Chu trình nước
NHÓM 1CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN PWR 22
III. ng d ngỨ ụ

* Nói về công nghệ lò phản ứng thì hiện nay trên thế giới có
3 loại:
- Chủ yếu là công nghệ lò nước áp lực PWR (Pressurized
Water Reactor,lò Phản ứng Nước Nén): chiếm khoảng
60%;
- Lò nước sôi (BWR) 21%;
- Lò nước nặng (CANDU) khoảng 10%.
NHÓM 1CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN PWR 23
∗
Lò PWR thông dụng nhất vì có tỷ trọng khối lớn nên vừa
rẻ lại vừa an toàn nhất. Phần lớn các nhà máy điện hạt
nhân đều sử dụng công nghệ này.
NHÓM 1CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN PWR 24
1. Nó chủ yếu được thiết kế cho các nhà
máy điện hạt nhân.
NHÓM 1CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN PWR 25