Đề tài Boiling water reactor

BOILING WATERREACTOR GVHD: ThS.Trần Thiện Thanh SVTH: Lê Huy Ba Duy Ngô Thị Thanh Nguyễn Văn Quang Nguyễn Thị Kim Xuyến LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN THẾ HỆ I (1950-1960) 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) 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) 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) THẾ HỆ IV 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 LÒ NƯỚC SÔI (BWR) 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 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 CẤU TẠO LÒ BWR Tuabin hơi nước Hệ thống an toàn lò phản ứng Hệ thống làm sạch nước lò phản ứng Hệ thống ống dẫn hơi nước Hệ thống làm nguội lò phản ứng Bình lò phản ứng HỆ THỐNG BÌNH LÒ PHẢN ỨNG BÌNH ÁP SUẤT LÒ PHẢN ỨNG 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 CÁC BÓ NHIÊN LIỆU 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 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 thế. HỆ THỐNG LÀM SẠCH NƯỚC LÒ PHẢN ỨNG 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 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 Các van sẽ điều chỉnh tốc độ của hơi nước đập vào cánh quạt của tuabinđiều chỉnh tốc độ quay của tuabin. TUABIN HƠI NƯỚC 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 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 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 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%.