Lò phản ứng hạt nhân pot

1

1

NHÀ MÁY ĐIỆN NGUYÊN TỬ:

Chương 2-Lò phản ứng hạt nhân

(phần 1)

TS. Huỳnh Châu Duy

Bộ môn Hệ Thống Điện

Trường ĐH Bách Khoa TP. HCM

01/2011

2

1. LỊCH SỬ LÒ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN

SỰ TIẾN HÓA CỦA LÒ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN

LÒ PHẢN ỨNG

THẾ HỆ I

LÒ PHẢN ỨNG

THẾ HỆ II

LÒ PHẢN ỨNG

THẾ HỆ III

LÒ PHẢN ỨNG

THẾ HỆ III+

LÒ PHẢN ỨNG

THẾ HỆ IV

Lò phản ứng

đầu tiên:

-Shippingport

-Dresden

-Calder Hall

-Magnox

Lò phản ứng

thương mại:

-LWR-PWR

-BWR

-CANDU

-AGR

Lò nước nhẹ

cải tiến:

-ABWR

Các thiết kế

cải tiến về tính

kinh tế và độ

an toàn

-Tăng độ an

toàn

-Tăng tính

kinh tế

-Giảm chất

thải

-Hạn chế phổ

biến vũ khí.

1950 - 1970 1970 - 1990 1990 - 2010 2010 - 2030

Nhà máy điện nguyên tử - TS. Huỳnh Châu Duy

Chương 2 - Lò phản ứng hạt nhân

2

3

2. LÒ PHẢN ỨNG THẾ HỆ I

- Lò phản ứng thế hệ I bao gồm các lò như:

Magnox, Shippingport và Dresden.

- Các lò phản ứng thế hệ này được xuất hiện vào

những năm 1950 và được sử dụng phổ biến cho

tàu biển.

Nhà máy điện nguyên tử - TS. Huỳnh Châu Duy

Chương 2 - Lò phản ứng hạt nhân

4

- Hiện nay, phần lớn các lò phản ứng thế hệ này

đều đã hoặc đang tháo dỡ do:

+ lỗi thời,

+ hiệu quả thấp,

+ độ an toàn kém.

- Công suất thiết kế ban đầu của các lò phản ứng

thế hệ này vào khoảng 5 MW.

Nhà máy điện nguyên tử - TS. Huỳnh Châu Duy

Chương 2 - Lò phản ứng hạt nhân

3

5

a. Tính kỹ thuật của lò phản ứng Magnox

- Lò phản ứng Magnox là một trong các lò phản

ứng đầu tiên được sản xuất vào đầu những năm

của thập niên 50, do 3 nhà vật lý người Anh

sáng chế.

Dr. Ion Dr. Khalil Dr. Magwood

Nhà máy điện nguyên tử - TS. Huỳnh Châu Duy

Chương 2 - Lò phản ứng hạt nhân

6

Lò phản ứng hạt nhân Magnox

Ống nạp

Thanh điều khiển

Lớp bảo vệ bức xạ

Lò phản ứng

Chất làm chậm

Graphite

Thanh nhiên liệu

Ống dẫn khí nóng

Hơi nước

Bộ trao đổi nhiệt

Bơm tuần hoàn nước

Nước

Ống dẫn khí lạnh

Bơm tuần hoàn khí

Nhà máy điện nguyên tử - TS. Huỳnh Châu Duy

Chương 2 - Lò phản ứng hạt nhân

4

7

- Lò phản ứng Magnox là loại lò áp lực.

- Carbon dioxide được sử dụng làm chất tải

nhiệt.

- Chất làm chậm là Graphite.

- Lò Magnox sử dụng nhiên liệu Uranium trong

thiên nhiên.

Trong đó: chỉ có 0,7% chất đồng vị U235 và

99,3% chất đồng vị U238.

Nhà máy điện nguyên tử - TS. Huỳnh Châu Duy

Chương 2 - Lò phản ứng hạt nhân

8

- Thép Boron được sử dụng cho các thanh điều

khiển.

- Lớp vỏ lò phản ứng có thể chịu được áp lực

làm việc từ 6,9 – 19,35 bar.

Hai lớp bê tông cốt thép được thiết kế để có thể

chịu được áp lực vận hành từ 24,8 – 27 bar.

Nhà máy điện nguyên tử - TS. Huỳnh Châu Duy

Chương 2 - Lò phản ứng hạt nhân

5

9

• Công suất cực đại của nhà máy thông thường

bị giới hạn bởi thời gian tiếp nhiên liệu cho lò

phản ứng.

Đây là đặc tính quan trọng của lò Magnox, vì

nhiên liệu sử dụng là nguồn Uranium tự nhiên

(không được làm giàu) nên nó yêu cầu thay

thế nhiên liệu nhiều hơn các lò phản ứng sử

dụng nhiên liệu đã được làm giàu.

Nhà máy điện nguyên tử - TS. Huỳnh Châu Duy

Chương 2 - Lò phản ứng hạt nhân

10

* Lò Magnox đầu tiên được thiết kế chủ yếu phục

vụ cho việc sản xuất Plutonium (Pu) cho bom

hạt nhân.

Việc sản xuất Plutonium từ Uranium sẽ sản sinh

ra:

- một lượng lớn nhiệt năng (thông thường

được bỏ đi),

- một lượng hơi nước sinh ra từ việc sản xuất

này được sử dụng để quay turbine và phát ra

điện năng.

b. Tính kinh tế của lò phản ứng Magnox

Nhà máy điện nguyên tử - TS. Huỳnh Châu Duy

Chương 2 - Lò phản ứng hạt nhân