122

Xu hướng phát triển năng lượng hạt nhân

Côn

g xuất

lắp đặ

t (G

W)

Phâ

n bổ

sản

lượn

g điện

toàn

cầu

123

Phát triển điện hạt nhân tại Việt Nam

Quyết định của Thủ tướng chính phủ số 906/QĐ-TTg, ngày 17/6/2010

124

Quyết định của Thủ tướng chính phủ số 906/QĐ-TTg, ngày 17/6/2010

125

Mô hình nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận (ảnh: bee.net.vn)

Công nghệ được áp dụng tại nhà nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận 1 là công nghệ nước áp lực (VVER). Đây là thiết kế của các nhà máy điện thế hệ 3, mới nhất với mức độ an toàn hơn rất nhiều so với thiết kế thế hệ 2.

126

• Nhà máy ĐHN đầu tiên ở Việt Nam có công suất từ 2.000 MW (phương án cơ sở) đến 4.000 MW (phương án cao) trong giai đoạn đến năm 2020

• Dự kiến, đến năm 2020, tổ máy đầu tiên được đưa vào vận hành sẽ cung cấp khoảng 1% tổng lượng điện tiêu thụ trong cả nước và đến khi hoàn thành toàn bộ, 2 nhà máy này sẽ cung cấp lượng điện tăng dần, từ 6% tổng lượng điện cả nước vào năm 2030 lên 20 - 25% vào năm 2050. (http://www.evntelecom.com.vn)

127Quyết định của Thủ tướng chính phủ số 906/QĐ-TTg, ngày 17/6/2010

128

8 địa điểm được lựa chọn để xây dựng NMĐHN, mỗi địa điểm có thể xây từ 4 đến 6 tổ máy

Quyết định của Thủ tướng chính phủ số 906/QĐ-TTg, ngày 17/6/2010

129

Phần 2. Một số khái niệm cơ bản về công nghệ lò phản ứng hạt nhân

2. 1 Nguyên lý phản ứng phân hạch

Sơ đồ đơn giản của nguyên lý phản ứng phân hạch

130

2.2 Cấu trúc cơ bản của lò và các vật liệu sử dụng

Sơ đồ cấu trúc cơ bản của LPƯHN

131

Các phần tử chính, vật liệu sử dụng và chức năng của chúng

132

Phân loại các loại lò

133

• Thế hệ I: Lò phản ứng được phát triển vào thập niên 1950-60, và trong đó có những nhà máy đến nay vẫn còn hoạt động

• Thế hệ II: Các lò phản ứng đã được Pháp, Mỹ cải tiến, hầu hết chúng đang được vận hành trên khắp mọi nơi.

• Thế hệ III (và III+) là các loại lò phản ứng tiên tiến. Lò lò phản ứng thế hệ mới này được vận hành đầu tiên ở Nhật Bản và một số khác thì đang lắp đặt hoặc đã sẵn sàng hoạt động.

134

Các lò thế hệ thứ III là các thiết kế cải tiến (advanced-design), bao gồm:

• Các lò nước sôi cải tiến (ABWR) do GE thiết kế và được xây dựng tại Nhật Bản;

• Các lò cải tiến hệ System 80+ do CE (Combustion Engineering) nay thuộc Westinghouse thiết kế;

• Các lò PWR cải tiến (APWR), do Westinghouse, MHI thiết kế;

• Các lò WWER-1000: AES-91, AES-92 của Nga thiết kế; • Các lò có thiết kế thụ động như AP600 của Westinghouse. • Các lò EPR (Evolutionary Pressurized / European

Pressurized Reactor) – là một thiết kế tiến hóa kết hợp giữa các thiết kế và kinh nghiệm vận hành các lò N4 của Framatome và KONVOI của Siemens, Đức.

135

Các thiết kế thế hệ III+ bao gồm:

– Các lò Advanced CANDU Reactor (ACR); – Lò AP1000 – dựa trên thiết kế AP600 của

Westinghouse; – Lò Economic Simplified Boiling Water

Reactor (ESBWR) – dựa trên thiết kế ABWR; – Lò APR-1400 – Thiết kế PWR cải tiến phát

triển từ các lò KNGR (Korean Next Generation Reactor) dựa trên cơ sở thiết kế hệ System 80+ của Mỹ.

136

Đặc trưng an toàn qua các thế hệ

137

Những lò thế hệ III và III+ có các đặc tính sau:

• Tiêu chuẩn hoá thiết kế cho mỗi loại để rút ngắn quá trình cấp phép, giảm chi phi phí đầu tư và giảm thời gian xây dựng.

• o Thiết kế đơn giản hơn và vững chắc hơn làm chúng dễ vận hành và ổn định trong hệ thống có nhiều dao động.

• o Hệ số sẵn sàng hoạt động cao hơn và tuổi thọ dài hơn -mức điển hình là 60 năm.

• o Xác suất tai nạn nóng chảy vùng hoạt giảm. • o Tác động tới môi trường ở mức tối thiểu. • o Độ sâu cháy cao hơn và từ đó giảm nhiên liệu sử dụng và

lượng thải phát sinh.

138

Thế hệ IV • Các lò thế hệ IV là các thiết kế được xác lập

bởi GIF (Generation IV International Forum), theo sáng kiến của DOE và 10 quốc gia thành viên khác.

• Tất cả các lò phản ứng thế hệ IV hiện còn đang ở giai đoạn thiết kế khái niệm hoặc thực nghiệm và hy vọng sẽ được xem xét khai thác vào những năm 2030.

• Năm 2002, GIF đã đưa ra lịch trình (Roadmap) cho 6 thiết kế thế hệ IV gồm 3 loại lò nơtrôn nhiệt và 3 loại lò nơtrôn nhanh.

139

Quá trình phát triển các thế hệ lò phản ứng hạt nhân

• http://4.bp.blogspot.com/-jmdmcQGbq1c/TyGFGgW3GAI/AAAAAAAAAJ4/N_msZMQLetg/s1600/nuke+chart.jpg

Phần 3. Lịch sử phát triển nhà máy điện hạt nhân

140

Lịch sử phát triển nhà máy điện hạt nhân

141

Lò phản ứng tái sinh -1 (EBR-1) tại Phòng thí nghiệm quốc gia Idaho, Mỹ

142

Nhà máy điện Hạt nhân đầu tiên (ở Obninsk, Nga)

• http://englishrussia.com/2009/07/07/the-worlds-first-nuclear-power-plant/

Tấm bảo vệ lò phản ứng

Lõi chứa nhiên liệu nguyên tử hạt nhân

143

Lò VVER hay WWER-1000 (Water-Water Energetic Reactor, 1000 MWe) là một loại lòphản ứng hạt nhân hiện đại thuộc dạng lò phản ứng nước áp lực PWR

Hơi

Nước

Lò hơi

Lò hơi đốt dầuHơi

Lò PƯHơi

NướcNhà máy điện hạt nhân

Nước làm mát

Bơm nước cấp

Nước nóngBình ngưng

Máy phátTuabin

144

Nhà máy điện hạt nhân

145

Lò phản ứng nước sôi (BWR)

Bình chứa lò phản ứng

Lò phản ứng chịu áp Hơi

Nước

Điều khiển thanh

nhiên liệu

Bơm tuần hoàn

Bể thu hồiNướcBơm nước cấp

Bơm nước tái tuần

hoàn

Nước làm mát

(Nước biển)

Kênh nước xả

Bình ngưng

Máy phát điệnTua bin

146

Lò phản ứng nước áp lực (PWR)

Bình chứa lò phản ứng

Bình tích áp

Điều khiển thanh nhiên

liệu

Buồng phản ứng Bơm làm mát BPƯ

Nước

Nước

Hơi

Tua bin Máy phát điện

Bình ngưng Kênh

Nước ra

Nước làm mátBơm nước

tuần hoànBơm nước cấp

Nước

Lò hơi

147

Lò phản ứng nước áp lực kiểu VVER

• http://www.nucleartourist.com/images/vver.jpg

148

Buồng phản ứng tiên tiến làm mát bằng khí(AGCR)

Bình chịu áo bằng thépĐiều khiển thanh nhiên liệu

Lò hơi

Nơi đặt nhiên liệu

Quạt tuần hoàn khí

Khí CO2

Bơm NướcBơm

Bơm

Nước làm mát

Biển

Nước ấm

Hơi Tua bin

149

Lò phản ứng tái sinh nhanh (Kiểu lỏng)

Điều khiển thanh nhiên

liệu

Tường chắn bức xạ

Tuần hoàn sơ cấp Nak

Tường chắn Neutron Boronise graphite

Bơm Bộ trao đổi nhiệt cấp 2

Hơi

Nước

Vòng làm mát cấp 1 Nak

Bộ trao đổi nhiệt cấp 1

Vòng làm mát cấp 2

Nak Tuần hoàn cấp 2 Nak

150

Phân huỷ phóng xạ của chất thải ở mức cao từ một tấn nhiên liệu sử dụng trong nhà máy điện hạt

Độ phóng xạ (GBq)

Các năm tiếp sau khi nhiên liệu qua sử dụng

Nguồn: OECD NEA 1996, Radioactive Waste Management in Perpective

151

Tài liệu tham khảo1. Phạm Hoàng Lương. Kỹ thuật năng lượng, Bài giảng dành cho sinh viên hệ chính quy ngành

kỹ thuật Nhiệt-Lạnh, Đại học Bách Khoa Hà Nội, 2005;2. Phạm Hoàng Lương. “Công nghệ than sạch – Hiện trạng và triển vọng phát triển”, Tạp chí

KHCN Nhiệt Việt Nam, số 65, trang 13-16, 2005; 3. Phạm Hoàng Lương. Nghiên cứu ứng dụng công nghệ lớp sôi và lớp sôi tuần hoàn ở Việt Nam,

Báo cáo tổng kết đề tài Ươm tạo Công nghệ, Bộ Giáo dục và Đào tạo, tháng 10, 2007;4. Phạm Hoàng Lương. Quản lý năng lượng bền vững, Bài giảng dành cho Cán bộ quản lý năng

lượng và kiểm toán năng lượng, Chương trình Mục tiêu quốc gia về Sử dụng Năng lượng Tiết kiệm và Hiệu quả, 2009;

5. Hoang-Luong PHAM. ED.729018 Clean Coal Technologies and Carbon Capture and Sequestration in Response to Climate Change, Lecture notes, School of Environment, Natural Resources and Development, Asian Institute of Technology, Thailand, July 2010;

6. Pogaku Ravindra. Status of Conventional Energy Technologies, ppt. lecture notes of UNESCO e-learning course: Energy for Sustainable Development in Asia, 2011;

7. Harwin Saptoadi. Conventional Power Plants, ppt. lecture notes of UNESCO e-learning course: Energy for Sustainable Development in Asia, 2011;

8. H. Ohgaki. Nuclear Energy, ppt. lecture notes of UNESCO e-learning course: Energy for Sustainable Development in Asia, 2011;

9. Quyết định của Thủ tướng chính phủ số 906/QĐ-TTg, ngày 17/6/201010. Lê Đức Dũng. Lý thuyết và thiết bị cháy, Bài giảng cho sinh viên chuyên ngành Nhiệt-Lạnh, Đại

học Bách khoa Hà Nội, 201011. Lê Đức Dũng, Lò hơi, Bài giảng cho sinh viên chuyên ngành Nhiệt-Lạnh, Đại học Bách khoa

Hà Nội, 201112. Viện năng lượng Việt nam, Báo cáo tóm tắt tổng quan hệ thống công nghệ nhà máy điện hạt

nhân, 4/201113. http://www.evntelecom.com.vn14. http://englishrussia.com/2009/07/07/the-worlds-first-nuclear-power-plant

Trân trọng cảm ơn!

152