Lò phản ứng nước sôi

BOILING WATER
REACTOR
GVHD: ThS.Trần Thiện Thanh

SUNRISE

SVTH: Lê Huy Ba Duy
Ngô Thị Thanh
Nguyễn Văn Quang
Nguyễn Thị Kim Xuyến


LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN
Sunrise

•PWRs

•Shippingport

•BWRs

•Dresden

•CANDU

I

II
•CANDU 6

III

•Magnox

Các giai đoạn hình
thành và phát triển

•System 80+
•AP600

•ABWR
•ACR1000
•AP1000
•APWR
•EPR
•ESBWR

III +

•Safe

IV

•Sustainable
•Economical
•Proliferation Resistant and
Phyiscally Secure


THẾ HỆ I (1950-1960)
Sunrise

•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
H2O.
•Nhiên liệu: Uranium
UO2 làm giàu cao .
•Công suất 60 MW.


THẾ HỆ II (1970-1980)
Sunrise

Nước 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.


THẾ HỆ III (1990 -2000)
Sunrise

AP600 là một mô hình
tương đối nhỏ, nhà
máy điện hạt nhân
công suất 600 MW
được thiết kế bởi
Công ty Westinghouse
Electric. AP600 này có
các tính năng an toàn
thụ động đặc trưng
như các thế hệ lò
phản ứng III.


THẾ HỆ III + (2010 – 2020)
Sunrise

Lò phản ứng nhiệt độ
rất cao

Sứ mệnh cơ
bản của lò
VHTR/NGN
P là sản

xuất
đồng
thời
điện
năng
và
hyđro..


THẾ HỆ IV
Sunrise

Là các lọai lò
phản ứng tổng
hợp hạt nhân
(Nuclear Fusion
reactor)
đang
trong giai đọan
nghiên cứu lý
thuyết và dự
kiến xuất hiện
vào những năm
2050
Ảnh chỉ mang tính chất minh họa


PHÂN LOẠI LÒ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN
Sunrise

PHÂN
PHÂN LOẠI
LOẠI
CHẤT LÀM
CHẬM VÀ
CHẤT
TRUYỀN
NHIỆT

Nước
Nước

Graphite

Neutron
nhanh

Khí
Graphite


LÒ NƯỚC SÔI (BWR)
Sunrise

BWR là loại lò phản ứng hạt nhân được sử dụng
để tạo ra năng lượng điện.
Đây là loại phổ biến thứ hai của lò phản ứng
phát điện hạt nhân sau lò phản ứng nước áp lực.
BWR được phát triển bởi Phòng thí nghiệm
quốc gia Idaho và General Electric vào giữa

những năm 1950.
BWR hoạt động chỉ với một chu trình: đun sôi
nước sinh hơi (ở 285oC, 75atm(7.6MPa,1000–
1100 psi))và làm lạnh ngay trong bình phản ứng.


CÔNG NGHỆ LÒ BWR
Sunrise

BWR chính là một lò phản ứng nước –
nước.
Trong lò BWR nước được đun sôi trong lõi
lò sau đó chuyển thành hơi và hơi nước trực
tiếp làm quay tuabin.
Nhiên liệu của BWR là Uranium làm giàu
3%.


NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG
Sunrise


CẤU TẠO LÒ BWR
Sunrise

Bình lò phản ứng

Hệ thống an toàn
lò phản ứng

1
6
2

Tuabin hơi
nước

5

Hệ thống làm sạch
nước lò phản ứng

Lò BWR
3
4

Hệ thống ống dẫn
hơi nước

Hệ thống làm nguội lò
phản ứng


HỆ THỐNG BÌNH LÒ PHẢN ỨNG
Sunrise

Bình Lò
Phản Ứng

Bình áp

suất lò
phản
ứng

Lõi lò
phản
ứng


BÌNH ÁP SUẤT LÒ PHẢN ỨNG
Sunrise

Vỏ cấu tạo bởi các lớp thép
làm bằng những hợp kim
khác nhau
Kích thước của bình áp suất
tùy thuộc vào chất làm chậm
là gì, công suất của lò.
Với lò Vermont Yankee :
 Đường kính:17,1 feet (5,21m)
 Chiều cao: 63,1 feet (19,2 m)
 Bề dày lớp lót: 5 inch (13cm)


LÕI LÒ BWR
Sunrise

Lõi
Lò
Các thiết

bị tạo
hơi nước

Máy tách
hơi nước

Các bó Các thanh
nhiên liệu điều khiển

Máy sấy
hơi nước

Thiết bị
điều khiển
năng lượng
lò phản
ứng

ống dẫn
thanh điều
khiển

Bộ phận
thao tác
thanh
điều khiển


CÁC BÓ NHIÊN LIỆU
Sunrise

 Uranium 3%
 Các viên UO2 :
 Chiều cao: 0,5 inch (1,27
cm)
 Đường kính: 0,487 inch
(1,24 cm)
 Vỏ: Zircaloy (hợp kim của
Zirconium )
 Bền
 Không hấp thụ neutron
 Chịu nhiệt
 Dẫn nhiệt


CÁC THANH ĐIỀU KHIỂN
Sunrise

Bo-cacbua (B4C) bột và
các mảnh Hafnium
(Hf).
Dạng hình chữ thập→1
thanh điều khiển 4 bó
nhiên liệu.
Được đưa từ dưới lên.
Điều tiết neutron chậm .
Bị ăn mòn →cần thay
10
7
4

thế.
B
+
n
→
Li
+
5
3
2 He


HỆ THỐNG LÀM SẠCH NƯỚC LÒ PHẢN ỨNG
Sunrise

Gồm các ống dẫn và các bơm tuần hoàn.
Loại bỏ sản phẩm phân hạch, sản phẩm ăn
mòn và các tạp chất.


HỆ THỐNG LÀM NGUỘI LÒ PHẢN ỨNG
Sunrise

Gồm hệ thống ống dẫn, các van, bơm phun
và các bơm tuần hoàn.
Vai trò:
 Làm nguội lõi lò phản ứng
 Cung cấp nước làm chậm neutron
 Điều chỉnh năng lượng lò phản ứng bằng cách thay
đổi lưu lượng nước vào lõi lò(pp thông thường và

thuận tiện)


HỆ THỐNG SINH & DẪN HƠI NƯỚC
Sunrise

Gồm máy tách hơi nước, máy sấy hơi nước,một đường ống dẫn hơi và các van dẫn
hơi nước từ bình áp suất tới tuabin.


TUABIN HƠI NƯỚC
Sunrise

 Tua bin gắn với động cơ máy phát điện
 Hơi nước làm tuabin quay
 Tuabin cần được bảo vệ.


HỆ THỐNG AN TOÀN LÒ PHẢN ỨNG
Sunrise

Khi áp suất trong lò quá cao:
 Một van an toàn trên đỉnh nắp bình áp suất
 Một bể triệt áp phía dưới bình áp suất
 Các van oan toàn phía dưới

Bình lò được đặt trong một tòa nhà gia cố
bằng thép dày 1.2-2.4m
Bên ngoài còn hệ thống bảo vệ tiền bê tông

ƯU ĐIỂM
Sunrise

Là hệ thống đơn giản. Chu trình trực tiếp.
Khả năng tự điều chỉnh công suất.
Dễ điều hành.
Lòng lò và nhiên liệu có nhiều tính năng cao.
Bể chứa lò phản ứng với độ an toàn cao.
Lượng phóng xạ thấp.
Không thải các chất khí gây ô nhiễm môi
trường không khí.


NHƯỢC ĐIỂM
Sunrise

Khả năng rò rỉ phóng xạ.
Vấn đề ăn mòn nhanh các hệ thống của lò BWR.
Ô nhiễm của động cơ tua bin làm cho tuổi thọ
của các Tua-Bin ngắn.
Do hoạt đông ở áp suất thấp nên chu trình
Carnot thấp chỉ khoảng 42%. Thực tế nguồn
điện năng sinh ra chỉ đạt 32%.


Sunrise