Đề tài: Tìm hiểu cấu tạo nguyên lý hoạt động của thiết bị năng lương nguyên tử

Cấu tạo của thiết bị năng lượng nguyên tử Một thiết bị năng lương nguyên tử trên tàu gồm có các bộ phân sau : Trung tâm lò phản ứng hạt nhân (reactor core), nơi xảy ra phản ứng phân hạch. Máy phát điện chạy bằng hơi nước, nơi nhiệt sinh ra từ phân hạch hạt nhân được dùng để tạo hơi. Turbine, dùng hơi nước làm quay nó để chạy máy phát điện và quay chân vịt. Bộ phận ngưng tụ (condenser), làm lạnh hơi nước, chuyển nó trở lại thành pha lỏng....
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Đề tài: Tìm hiểu cấu tạo nguyên lý hoạt động của thiết bị năng lương nguyên tử BÀI CEMINA TRANG BỊ ĐỘNG LỰC TÀU THỦY Đề bài : Tìm hiểu cấu tạo nguyên lý hoạt động của thiết  bị năng lương nguyên tử GVHD : Nguyễn Đình Long SVTH : Nguyễn Văn Chương MSSV : 48132035 1. Cấu tạo của thiết bị năng lượng nguyên tử ► Một thiết bị năng lương nguyên tử trên tàu gồm  có các bộ phân sau : ► Trung tâm lò phản ứng hạt nhân (reactor core),  nơi xảy ra phản ứng phân hạch. ► Máy phát điện chạy bằng hơi nước, nơi nhiệt sinh  ra từ phân hạch hạt nhân được dùng để tạo hơi. ► Turbine, dùng hơi nước làm quay nó để chạy  máy phát điện và quay chân vịt. ► Bộ phận ngưng tụ (condenser), làm lạnh hơi  nước, chuyển nó trở lại thành pha lỏng. ► Tùy thuộc vào mục đích sử dụng, thanh  nguyên liệu, chất làm chậm, chất tải nhiệt… lò  phản ứng hạt nhân có cấu tạo khác nhau. Hình 3­1. Cấu tạo lò phản ứng hạt nhân. 1­ Lớp vỏ bảo vệ sinh học 2­ Ống dẫn chất truyền nhiệt vào 3­ Vỏ lò phản ứng hạt nhân 4­ Ống dẫn chất truyền nhiệt ra 5 – Nắp lò phản ứng 6.7.8.9 – Hệ thống điều khiển phản ứng dây  truyền 10 – Gá đỡ trên 11 – Vùng phản ứng (hoạt động) 12 – Thanh nhiên liệu 13 – Bộ phận làm mát lớp vỏ bảo vệ sinh  học 14 – Gá đỡ dưới. ► Thanh nhiên liệu: Nguyên liệu thường được sử  dụng trong các lò phản ứng hạt nhân là Uran­ 235, Uran­233, hoặc Plutoni­239. Phản ứng  dây truyền được xẩy ra dưới tác động ban đầu  của các notron.  ► Các lò phản ứng hạt nhân sử dụng nguyên liệu  Uran­235 nghèo, notron kích hoạt là các  notron năng lượng thấp (notron chậm). Các lò  phản ứng hạt nhân sử dụng Pu­239 hoặc  Uran­235 giầu, thường sử dụng notron kích  hoạt có năng lượng lớn (notron nhanh).  ► Các lò phản ứng hạt nhân thông thường hiện  nay, sử dụng nguyên liệu UO2 chứa 5% Uran­ 235. Thanh nhiên liệu cho các lò phản ứng  hạt nhân được làm thành dạng viên Uranium  oxide hình trụ, hình cầu, tấm… Chúng được  xếp vào các hộp zircalloy 4 (hợp kim của  zirconium, rất bền, chịu được nhiệt độ cao và  không hấp thụ nơtron). Phổ biến nhất là dạng  hình trụ, tập hợp thành bó vuông gồm khoảng  200 thanh. Người ta còn chừa một số vị trí  trong đó để đặt các thanh điều khiển. Các dạng thanh nhiên liệu thường sử dụng trong lò phản ứng hạt nhân  1.2 phân loại các lò phăn ứng hạt nhân Có nhiều cách phân loại lò phản ứng hạt nhân, dưới  đây là cách phân loại phổ biến nhất, dựa vào các  chất làm chậm và chất truyền nhiệt sử dụng trong lò  phản ứng  ► Lò phản ứng nước – nước: Các thanh nhiên liệu  được xếp trong hộp đặt trong vùng phản ứng.  Nước vừa làm chất truyền nhiệt, vừa làm chất làm  chậm. Nước làm chất truyền nhiệt được đưa vào  bên trong lò phản ứng, chạy dọc theo vùng phản  ứng từ dưới lên trên. Áp suất trong lò phản ứng  nước – nước khoảng 1­2MPa.  ► Lò phản ứng graphite: Graphite được sử dụng  làm chất làm chậm, chất truyền nhiệt trong lò phản  ứng graphite có thể là nước nhẹ, nước nặng, gas,  hoặc kim loại nóng chẩy  Cấu tạo lò phản ứng  graphite – РБМК ­1000 1. Vùng phản ứng (hoạt  động). 2. Ống dẫn hơi nước. 3. Bộ phân tách hơi nước. 4. Bơm chính. 5. Cổ góp điện. 6. Ống dẫn nước làm  chất truyền nhiệt. 7. Lớp bảo vệ sinh học  phía trên. 8. Hệ thống khởi động lò. 9. Lớp bảo vệ sinh học  phía dưới  Hình vẽ : Cấu tạo lò phản ứng hạt nhân  ► Lò phản ứng sử dụng notron kích hoạt năng lượng  lớn (notron nhanh): Nguyên liệu sử dụng trong lò  là hỗn hợp U235 và Pu239 được làm giầu (15%).  Phản ứng dây truyền xẩy ra dưới tác động kích  hoạt của các notron nhanh. Bao quanh vùng phản  ứng là các tấm U238 hoặc Th232 có nhiệm vụ hấp  thu toàn bộ các hạt notron nhanh, còn gọi là vùng  tái sinh nguyên liệu. Các tấm U238 và Th232 khi  hấp thụ notron sẽ trở thành Pu239, U233, nó sẽ  tách ra trong quá trình tái chế. ► Lò nhiệt độ cao tải nhiệt bằng tải nhiệt bằng khí  gas, với graphite làm chất làm chậm. Loại lò này  vẫn chưa được vận hành thương mại, là một  phương án thay thế cho thiết kế thông thường. Nó  dùng graphite là chất làm chậm và khí helium là  chất tải nhiệt.  ► Đặc điểm nổi bật của HTGR là có độ an  toàn cao. Nhiên liệu của chúng được bọc  trong lớp vỏ gốm chịu được nhiệt độ trên  1.600oC trong khi nhiệt độ làm việc hiệu  quả của lò là 95 độ C. Helium được dẫn trực  tiếp tới turbin.  ► Ngoài ra, còn có một số lò cải tiến khác với  tính năng làm việc, độ an toàn và tuổi thọ  được nâng lên đang trong quá trình xin cấp  phép ở một số nước và có thể được xây  dựng vào năm 2010. ► Tên và kí hiệu các loại lò phản ứng thông dụng  trên thế giới ► ABWR ­ Lò nước sôi cải tiến AGR ­ Lò cải tiến, dùng graphite làm chất làm  chậm, gas làm chất truyền nhiệt. BWR ­ Lò nước sôi FBR ­ Lò phản ứng sử dụng notron kích họat năng  lượng lớn (notron nhanh) GCR ­ Lò phản ứng dùng graphite làm chất làm  chậm, gas làm chất truyền nhiệt. HTGR ­ Lò nhiệt độ cao, tải nhiệt bằng khí gas, với  graphite làm chất làm chậm. HWGCR ­ Lò phản ứng dùng nước nặng làm chất  làm chậm, gas làm chất truyền nhiệt. HWLWR ­ Lò phản ứng dùng nước nhẹ làm chất  truyền nhiệt, nước nặng làm chất làm chậm. ► РБМК ­ Lò phản ứng dùng graphite làm chất làm  chậm, nước nhẹ làm chất dẫn nhiệt. PHWR ­ Lò phản ứng áp lực, dùng nước nặng làm  chất dẫn nhiệt và làm chậm PWR ­ Lò phản ứng áp lực, dùng nước nhẹ làm  chất truyền nhiệt. SGHWR ­ Lò phản dùng nước nặng làm chất  truyền nhiệt ВВЭР ­ Lò phản ứng nước­nước (kiểu Nga, tương  đương lò PWR . ► Các lò phản ứng hạt nhân thế hệ mới ( thế  hệ thứ 4 ). 2. Nguyên lý hoạt động của thiết bị năng  lượng nguyên tử. 2.1. Nhiên liệu dùng cho nhà máy hạt nhân. ► Nhiên liệu cho lò phản ứng hạt nhân có thể sử  dụng các chất có khả năng phân hạch như  Uranium hoặc Plutonium. ► Uranium tự nhiên chỉ ch ...