Chuyên đề Nhà máy điện hạt nhân

BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ NHÀ MÁY ĐIỆN NGUYÊN TỬSVTH: Nhóm 3Hà Nội, tháng 11 năm 2014GVHD: TS. Lê Đức TùngĐề tài: Nhà máy điện hạt nhânNội dung trình bày1234Giới thiệu chungNguyên tắc thiết kếXây dựng và tháo dỡCấu trúc, vận hành, bảo dưỡng5Đánh giá hoạt động và tính kinh tếPHẦN I: GIỚI THIỆU CHUNGSttHọ và tênMSSVPhụ tráchPHẦN II: NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐIỆN HẠT NHÂNNội dungNguyên tắc thiết kế nhà máy điện hạt nhânAn toàn trong nhà máy điện hạt nhânLiên hệ nhà máy điện trên thế giới và nhà máy điện hạt nhân tại Ninh Thuận2.12.22.32.1. Nguyên tắc thiết kếNguyên tắc đầu tiên trong thiết kế đó là vấn đề an toàn trong nhà máy điện hạt nhân đặc biệt từ khi xuất hiện các tai nạn trên thế giớiỞ nhà máy điện hạt nhân, khi vận hành bình thường, thì hầu như không cần những thao tác trực tiếp của nhân viên, nắm bắt thông tin vận hành qua phòng điều khiển trung tâm.Để tránh những thao tác sai hoặc nhầm lẫn gây ảnh hưởng lớn đến an toàn, lò phản ứng được thiết kế với hệ thống FSS và hệ thống IS.Đối sách trong nhà máy điện hạt nhân khi gặp sự cố mà không để lan rộngIII. Liên hệ các nhà máy điện hạt nhân trên thế giới và Việt NamThree Mile Island của Mỹ2. Nhà máy điện hạt nhân Chernobyl của Liên Xô cũ Nhà máy điện hạt nhân Chernobyl cách thủ đô Kiev nước cộng hoà Ucraina thuộc Liên Xô cũ khoảng 130 mét về phía bắc. 3. Nhà máy điện hạt nhân Fukushima, Nhật Bản Là một nhà máy điện hạt nhân nằm ở thị trấn Okuma Huyện Futaba, Fukushima. Nhà máy có sáu lò phản ứng nước sôi.4. Nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận, Việt Nam * Điện hạt nhân là lĩnh vực mới mẻ ở nước ta. Vấn đề được dư luận quan tâm nhất là tính an toàn của nhà máy điện hạt nhân.* Nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận là tên gọi chung của chuỗi 2 dự án nhà máy điện hạt nhân I và II đang trong dự án xây dựng tại tỉnh Ninh Thuận với tổng công suất là 4000MW. * Nhà máy điện hạt nhân I và II sẽ được khởi công vào tháng 12 năm 2014 và hoàn thành vào năm 2022, phát điện vào cuối năm 2020.Ninh Thuận được đánh giá là một trong những vùng có tiềm năng phát triển năng lượng gió và mặt trời rất lớn. Đến giữa tháng 3 năm 2011, tại Ninh Thuận đã có 30 nhà đầu tư trong nước và nước ngoài đăng ký dự án phát triển điện gió, điện mặt trời; thu hút trên 35.000 tỷ đồng vốn đầu tư khai thác.Tuy nhiên hiện tại trong khi chưa chuẩn bị đủ về nhân lực cũng như các khâu đảm bảo an toàn vì thế Chính phủ đã quyết định giãn tiến độ hoàn thành dự án để bổ sung an toàn, lùi tới năm 2030. PHẦN III: XÂY DỰNG VÀ THÁO DỠ NHÀ MÁY ĐIỆN HẠT NHÂN Nội dung3.1 Địa điểm xây dựng3.2 Thời gian xây dựng3.3 Tháo dỡ nhà máy điện hạt nhân3.1 Địa điểm xây dựngIII. Xây dựng, tháo dỡ3.1 Địa điểm3.2 Thời gian3.3 Hạn chế3.4 Tháo dỡ3.1 Địa điểm xây dựngIII. Xây dựng, tháo dỡ3.1 Địa điểm3.2 Thời gian3.3 Hạn chế3.4 Tháo dỡ3.1 Địa điểm xây dựngNhà máy điện hạt nhân Flamanville, bên bờ Đại Tây Dương, nơi đang xây lò phản ứng thế hệ mới, lớn nhất của Pháp.III. Xây dựng, tháo dỡ3.1 Địa điểm3.2 Thời gian3.3 Hạn chế3.4 Tháo dỡ3.1 Địa điểm xây dựngIII. Xây dựng, tháo dỡ3.1 Địa điểm3.2 Thời gian3.3 Hạn chế3.4 Tháo dỡ3.2 Thời gian xây dựng xong một nhà máy điện hạt nhânThời gian lựa chọn địa điểm cần khảo sát và đánh giá địa điểm mất khoảng 3 nămThời gian kết thúc khảo sát đến kết thúc phần thẩm định an toàn ít nhất là 4 nămThời gian xây dựng nhà máy điện hạt nhân ít nhất cũng mất 12 năm và thông thường là 15 nămIII. Xây dựng, tháo dỡ3.1 Địa điểm3.2 Thời gian3.3 Hạn chế3.4 Tháo dỡ3.2 Thời gian xây dựng xong một nhà máy điện hạt nhânTiến độ trung bình xây lắp nhà máy điện hạt nhânIII. Xây dựng, tháo dỡ3.1 Địa điểm3.2 Thời gian3.3 Hạn chế3.4 Tháo dỡII. Hạn chế trong việc xây dựng nhà máy điện hạt nhânIII. Xây dựng, tháo dỡ3.1 Địa điểm3.2 Thời gian3.3 Hạn chế3.4 Tháo dỡ3.4 Tháo dỡ nhà máy điện hạt nhânThời gian sử dụng của một nhà máy điện hạt nhân trong giai đoạn đầu là 30 năm.Nếu kiểm tra bảo dưỡng tốt có thể vận hành thêm 20 -30 năm nữaThời gian sử dụng của các nhà máy điện hạt nhân hiện nay khoảng 50-60 nămIII. Xây dựng, tháo dỡ3.1 Địa điểm3.2 Thời gian3.3 Hạn chế3.4 Tháo dỡ3.4 Tháo dỡ nhà máy điện hạt nhânGồm 3 giai đoạnIII. Xây dựng, tháo dỡ3.1 Địa điểm3.2 Thời gian3.3 Hạn chế3.4 Tháo dỡ3.4 Tháo dỡ nhà máy điện hạt nhânGiai đoạn 1: Tháo dỡ toàn bộ nhiên liệu đã sử dụng sau đó chuyển ra bên ngoài khu vực. Lò phản ứng có có hoạt độ phóng xạ sẽ được đóng chặt bên trong nhà lò và bảo quản từ 5-10 nămGiai đoạn 2: Tháo dỡ và hủy bỏ các thiết bị không có hoạt vị phóng xạIII. Xây dựng, tháo dỡ3.1 Địa điểm3.2 Thời gian3.3 Hạn chế3.4 Tháo dỡ3.4 Tháo dỡ nhà máy điện hạt nhânGiai đoạn 3: Tháo dỡ và hủy bỏ các thiết bị có hoạt vị phóng xạ đã giảm Hiện nay người ta đã xây dựng được phương pháp tháo dỡ nhà máy điện hạt nhân mà không làm phát tán chất phóng xạIII. Xây dựng, tháo dỡ3.1 Địa điểm3.2 Thời gian3.3 Hạn chế3.4 Tháo dỡ3.4 Tháo dỡ nhà máy điện hạt nhânChi phí cho tháo dỡ các nhà máy điện hạt nhân hết hạn sử dụng tùy từng điều kiện,thường chiếm 15% chi phí xây dựngĐối với các lò già cỗi chiếm một chi phí rất lớn và đang là vấn đề gây tranh cãi của các nhà khoa họcIII. Xây dựng, tháo dỡ3.1 Địa điểm3.2 Thời gian3.3 Hạn chế3.4 Tháo dỡ3.4 Tháo dỡ nhà máy điện hạt nhânQuá trình tháo dỡ đã diễn ra hơn 16 năm và ngốn hàng tỉ USD mà chưa hoàn tất.Các chuyên gia tính toán phí tháo dỡ nhà máy có thể lên tới 3.3 tỉ USDNhà máy điện hạt nhân Lubmin ở đông bắc ĐứcIII. Xây dựng, tháo dỡ3.1 Địa điểm3.2 Thời gian3.3 Hạn chế3.4 Tháo dỡPHẦN IV: CẤU TRÚC, PHÂN LOẠINội dungCấu trúc nhà máy4.1Yêu cầu của các vật liệu trong lò phản ứng4.2Nhiên liệu hạt nhân4.3Tái chế thanh nhiên liệu đã sử dụng4.44. 1. Cấu trúc nhà máyHình minh họa: Nhà máy điện nguyên tử Cattenom, Pháp. Các ống khói đang nhả ra hơi nước không phóng xạ từ tháp làm nguội. Lò phản ứng hạt nhân được đặt trong các ngôi nhà hình ống tròn.IV: Cấu trúc, phân loại4.1 Cấu trúc4.2 Yêu cầu của các vật liệu4.3 Nhiên liệu 4.4 Tái chế4.1. Cấu trúc nhà máyIV: Cấu trúc, phân loại4.1 Cấu trúc4.2 Yêu cầu của các vật liệu4.3 Nhiên liệu 4.4 Tái chế4.1. Cấu trúc nhà máy IV: Cấu trúc, phân loại4.1 Cấu trúc4.2 Yêu cầu của các vật liệu4.3 Nhiên liệu 4.4 Tái chế4.1. Cấu trúc nhà máyCấu trúc tổng quan IV: Cấu trúc, phân loại4.1 Cấu trúc4.2 Yêu cầu của các vật liệu4.3 Nhiên liệu 4.4 Tái chế4.1. Cấu trúc nhà máyCác loại nhà máy điện hạt nhân lò nước nhẹIV: Cấu trúc, phân loại4.1 Cấu trúc4.2 Yêu cầu của các vật liệu4.3 Nhiên liệu 4.4 Tái chế4.1. Cấu trúc nhà máyCác công nghệ điều khiển thường được sử dụng:DCS (Distributed Control System)SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition)PLC (Programmale Logic Controllers) IV: Cấu trúc, phân loại4.1 Cấu trúc4.2 Yêu cầu của các vật liệu4.3 Nhiên liệu 4.4 Tái chế4.1. Cấu trúc nhà máy DCS: Thu thập dữ liệu và các chức năng điều khiển được thực hiện bởi 1 nhóm các bộ điều khiển phân tán đặt gần với các thiết bị trường. Yêu cầu các thiết bị đo đặt trong một phạm vi hẹpCấp quản lý, giám sátCấp giao diện vận hànhCấp điều khiểnCấp chấp hànhIV: Cấu trúc, phân loại4.1 Cấu trúc4.2 Yêu cầu của các vật liệu4.3 Nhiên liệu 4.4 Tái chế4.1. Cấu trúc nhà máyIV: Cấu trúc, phân loại4.1 Cấu trúc4.2 Yêu cầu của các vật liệu4.3 Nhiên liệu 4.4 Tái chếSCADA: quản lý, giám sát, điều khiển, thu thập dữ liệu từ hệ thốngCấp 1: Phần tử có chắc năng giám sát, điều khiển, ra lệnh:Role bảo vệ,ghi sự cố FRCấp 2: Điều khiển trạm và thiết bị vào ra đầu cuối thu thập và lưu lại dữ liệu, truyền dữ liệu lên cấp 3Cấp 3: Trung tâm điều khiển toàn hệ thống, thu thập dữ liệu từ cấp 2, tính toán, dự báo, điều khiển phân phối 4.1. Cấu trúc nhà máyPLC: Là các bộ điều khiển logic lập trình đượcThường ứng dụng làm cơ cấu chấp hành thay cho các RelayCó khả năng thu thập dữ liệuIV: Cấu trúc, phân loại4.1 Cấu trúc4.2 Yêu cầu của các vật liệu4.3 Nhiên liệu 4.4 Tái chế4.1. Cấu trúc nhà máy Giải pháp các hãng khi chọn hệ điều khiển cho nhà máy nhiết điện thường dùng hệ lai giữa PLC và DCS là PCS. Ít sử dụng SCADA do phức tạp và phạm vi điều khiển không cần lớn (phạm vi nhà máy). Ưu điểm khi sử dụng PCS: Khả năng xử lý logic, liên động điều khiển trên PLC và điều khiển các mạch vòng trên DCS, ước tính 10.000 đầu vào/ra và hàng nghìn loop trong nhà máy.IV: Cấu trúc, phân loại4.1 Cấu trúc4.2 Yêu cầu của các vật liệu4.3 Nhiên liệu 4.4 Tái chế4.1. Cấu trúc nhà máy Các lớp bảo vệ nhà máyIV: Cấu trúc, phân loại4.1 Cấu trúc4.2 Yêu cầu của các vật liệu4.3 Nhiên liệu 4.4 Tái chếYêu cầu các vật liệu trong vùng hoạtYêu cầu vật liệu ở các nút nằm ngoài vùng hoạtYêu cầu vật liệu dùng trong xây dựng lò4.2. Yêu cầu của các vật liệu trong lò phản ứng IV: Cấu trúc, phân loại4.1 Cấu trúc4.2 Yêu cầu của các vật liệu4.3 Nhiên liệu 4.4 Tái chếIV: Cấu trúc, phân loại4.1 Cấu trúc4.2 Yêu cầu của các vật liệu4.3 Nhiên liệu 4.4 Tái chếIV: Cấu trúc, phân loại4.1 Cấu trúc4.2 Yêu cầu của các vật liệu4.3 Nhiên liệu 4.4 Tái chếIV: Cấu trúc, phân loại4.1 Cấu trúc4.2 Yêu cầu của các vật liệu4.3 Nhiên liệu 4.4 Tái chế4.3. Nhiên liệu hạt nhânIV: Cấu trúc, phân loại4.1 Cấu trúc4.2 Yêu cầu của các vật liệu4.3 Nhiên liệu 4.4 Tái chế4.3. Nhiên liệu hạt nhânQuá trình phân hạchIV: Cấu trúc, phân loại4.1 Cấu trúc4.2 Yêu cầu của các vật liệu4.3 Nhiên liệu 4.4 Tái chế4.3. Nhiên liệu hạt nhânIV: Cấu trúc, phân loại4.1 Cấu trúc4.2 Yêu cầu của các vật liệu4.3 Nhiên liệu 4.4 Tái chế4.4. Tái chế thanh nhiên liệu đã sử dụng Tìm cách tách Urani khỏi các sản phẩm phân hạch có trong thanh nhiên liệu đã cháy, đảm bảo độ phóng xạ của nhiên liệu ở mức rất thấp.Không thể phá hủy hoặc vứt đi mà phần lớn đều được chôn sâu.IV: Cấu trúc, phân loại4.1 Cấu trúc4.2 Yêu cầu của các vật liệu4.3 Nhiên liệu 4.4 Tái chế5.6. Đánh giá hoạt động nhà máy điện hạt nhânĐể đánh giá hoạt động của nhà máy, ta cần xác định tình trạng của lò phản ứng hạt nhân về mặt vật lý:Lò có hoạt động bình thường không.Các thông số vật lý hiện thời ra sao.Phân bổ thông lượng nơtron trong lò.Độ phản ứng dư.Mức độ cháy của nhiên liệu.Mức độ lò bị nhiễm độc bởi các sản phẩm phân hạch (chủ yếu gây ra bởi nguyên tố xenon và samari).Các vấn đề nhiệt thủy động của lò (phân bố nhiệt, tốc độ dòng chảy ở các hệ thống tải nước vòng 1, vòng 2) v.v5.6. Đánh giá hoạt động nhà máy điện hạt nhânBộ phận quản lý nhà máy điện hạt nhân luôn phải theo dõi sát sao các hoạt động của hệ thống kỹ thuậtPhải có kế hoạt kiểm tra, duy tu, bảo trì, sửa chữa định kỳ.5.6. Đánh giá hoạt động nhà máy điện hạt nhân Có phương án mỗi khi có sự cố sảy ra, bảo vệ an toàn cho lò phản ứng, các hệ thống kỹ thuật vòng ngoài cùng đội ngũ cán bộ làm việc tại nhà máy Bộ phận quản lý nhà máy điện hạt nhân phải nắm được tình hình sản xuất điện năng, tình trạng nhiên liệu còn trong lò, có ý kiến tư vấn cho bảo trì sửa chữa lò và thay thế nhiên liệu.5.8. Tính kinh tế của nhà máy điện hạt nhânKhi so sánh tổng thể thì tính cạnh tranh giá cả của điện hạt nhân là tốt nhất.Nguồn: world-nuclear.org5.8. Tính kinh tế của nhà máy điện hạt nhânChí phí xây dựng cho nhà máy điện hạt nhân tương đối cao:Chi phí cho các thiết bị đảm bảo an toàn lớn.Thời gian xây dựng khá dài.Dự ánCông suất (MW)Vốn đầu tư (tỷ USD)Ninh Thuận 1 20006 (dự kiến)Nhiệt điện Vũng Áng 1 12001,25 (dự kiến)Thủy điện Sơn La24003 (60.196 tỷ đồng)Nguồn: oda.mpi.gov.vn - Bộ kế hoạch & đầu tư5.8. Tính kinh tế của nhà máy điện hạt nhânNhiên liệu cho nhà máy điện hạt nhân dễ vận chuyển và cất giữ.So sánh lượng nhiên liệu cần thiết để 1 nhà máy điện công suất 1000MW vận hành trong suốt 1 năm:Nhiên liệuKhối lượngThan đá2.200.000 tấnDầu1.400.000 tấnKhí thiên nhiên1.100.000 tấnUrani30 tấn5.8. Tính kinh tế của nhà máy điện hạt nhânQuản lý chất thải dễ dàng:Chất thải từ nhà máy điện hạt nhân tuy phải mất công xử lý phóng xạ nhưng số lượng tương đối ít.5.8. Tính kinh tế của nhà máy điện hạt nhânKhi đi vào vận hành, nhà máy điện hạt nhân có những ưu điểm:Thay đổi công suất ứng với phụ tải khá đơn giản về mặt kỹ thuật.Tỷ lệ chi phí nhiên liệu trong giá thành thấp.Vận hành trong thời gian dài và sớm kết thúc thời gian hoàn vốn thiết bị thì chi phí phát điện sẽ giảm5.9 Nhà máy điện hạt nhân ở Việt NamSTTNhà máyCông suất (MW)Năm vận hành1Điện hạt nhân Phước Dinh tổ máy 11.00020202Điện hạt nhân Phước Dinh tổ máy 21.00020213Điện hạt nhân Vĩnh Hải tổ máy 11.00020214Điện hạt nhân Vĩnh Hải tổ máy 21.00020225Điện hạt nhân Phước Dinh 31.00020236Điện hạt nhân Phước Dinh 41.00020247Điện hạt nhân Vĩnh Hải tổ máy 31.00020248Điện hạt nhân Vĩnh Hải tổ máy 41.00020259Điện hạt nhân khu vực miền Trung 1 và 22 x 1.000202610Điện hạt nhân khu vực miền Trung 31.300 - 1.500202711Điện hạt nhân khu vực miền Trung 41.300 - 1.500202812Điện hạt nhân khu vực miền Trung 51.300 - 1.500202913Điện hạt nhân khu vực miền Trung 61.300 - 1.5002030 Tổng công suất15.000 - 16.000Định hướng quy hoạch phát triển điện hạt nhân ở Việt Nam giai đoạn đến năm 2030Từng bước xây dựng và phát triển ngành công nghiệp điện hạt nhân Việt NamQuản lý an toàn và khai thác hiệu quả các nhà máy điện hạt nhânTăng dần tỷ lệ tham gia của các ngành công nghiệp trong nước vào việc thực hiện các dự án xây dựng nhà máy điện hạt nhân5.9 Nhà máy điện hạt nhân ở Việt NamĐể đáp ứng chương trình phát triển các nhà máy điện hạt nhân, định hướng quy hoạch 8 địa điểm xây dựng nhà máy điện hạt nhân tại 5 tỉnh: Ninh Thuận, Bình Định, Phú Yên, Hà Tĩnh, Quảng Ngãi, mỗi địa điểm có khả năng xây dựng từ 4 - 6 tổ máy điện hạt nhân.5.9 Nhà máy điện hạt nhân ở Việt NamNhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận 1Nằm ven biển xã Phước Dinh, huyện Thuận Nam, tỉnh Ninh Thuận.Tổng diện tích kỹ thuật toàn nhà máy: 161 ha.Khu vực cách ly an toàn: 379 ha.Diện tích mặt nước ngoài biển: 310 ha.Các tổ máy dự kiến sẽ được vận hành thương mại lần lượt vào các năm 2020 và 2021.5.9 Nhà máy điện hạt nhân ở Việt NamNhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận 2Nằm ven biển xã Vĩnh Hải, huyện Ninh Hải, tỉnh Ninh Thuận.Tổng diện tích kỹ thuật toàn nhà máy: 155 ha.Khu vực cách ly an toàn: 401 ha.Các tổ máy dự kiến sẽ được vận hành thương mại lần lượt vào các năm 2021 và 2022.TÀI LIỆU THAM KHẢOwww.facebook.com/PowerPointDepVNwww.inbound.vn/Dich-Vu-Thiet-Ke-PowerPoint-Dep/www.PowerPointDep.blogspot.comwww.youtube.com/user/PowerPointDep/videoswww.PowerPointDep.wordpress.comwww.twitter.com/PowerPointDepwww.slideshare.net/PowerPointDepwww.linkedin.com/in/PowerPointDepTIÊU ĐỀPowerPointDep.net cung cấp các mẫu thiết kế hàng đầu về PowerPoint.PowerPointDep.net cung cấp các mẫu thiết kế hàng đầu về PowerPoint.PowerPointDep.net cung cấp các mẫu thiết kế hàng đầu về PowerPoint.Nội dung 01Nội dung 02Nội dung 03TIÊU ĐỀThêm nội dung của bạn.Thêm nội dung của bạn.Thêm nội dung của bạn.Thêm nội dung của bạn.