Nhà máy điện hạt nhân là gì? Cấu tạo và ưu nhược điểm?

Nhà máy điện hạt nhân

Chúng ta hoàn toàn có thể tạo ra nguồn năng lượng điện bằng nguồn năng lượng hạt nhân. Trong nhà máy điện hạt nhân tạo ra nguồn năng lượng điện bằng phản ứng hạt nhân. Tại đây những nguyên tố phóng xạ nặng như Uranium hoặc Thorium bị phân hạch hạt nhân. Sự phân hạch này được thực thi trong một thiết bị đặc biệt quan trọng gọi là lò phản ứng .

Ưu điểm của nhà máy điện hạt nhân

• Như chúng tôi đã nói, mức tiêu thụ nhiên liệu trong nhà máy điện này khá thấp và do đó, chi phí để tạo ra một đơn vị năng lượng là khá ít so với các phương pháp phát điện thông thường khác. Lượng nhiên liệu hạt nhân cần thiết cũng ít hơn.
• Một nhà máy điện hạt nhân chiếm một không gian nhỏ hơn nhiều so với các nhà máy điện thông thường khác có cùng công suất.
• Trạm này không cần nhiều nước, do đó không cần thiết phải xây dựng các nhà máy gần nguồn nước tự nhiên. Điều này cũng không yêu cầu một lượng lớn nhiên liệu; do đó cũng không cần thiết phải xây dựng nhà máy gần mỏ than hoặc nơi có sẵn các phương tiện giao thông tốt. Do đó, nhà máy điện hạt nhân có thể được thiết lập rất gần trung tâm phụ tải.
• Trên toàn cầu có trữ lượng lớn nhiên liệu hạt nhân, do đó các nhà máy như vậy có thể đảm bảo cung cấp năng lượng điện liên tục cho hàng nghìn năm tới.

Nhược điểm của Nhà máy điện hạt nhân

• Nhiên liệu không dễ dàng có sẵn và rất tốn kém.
• Chi phí xây dựng một nhà máy điện hạt nhân ban đầu khá cao.
• Việc lắp đặt và vận hành nhà máy này phức tạp và phức tạp hơn nhiều so với các nhà máy điện thông thường khác.
• Các sản phẩm phụ của quá trình phân hạch có bản chất phóng xạ, và nó có thể gây ô nhiễm phóng xạ cao.
• Chi phí bảo trì cao hơn và nhân lực cần thiết để vận hành một nhà máy điện hạt nhân là khá cao do cần có những người được đào tạo chuyên môn.
• Các nhà máy hạt nhân không thể đáp ứng được sự dao động đột ngột của phụ tải.
• Do các sản phẩm phụ của phản ứng hạt nhân có tính phóng xạ cao nên việc xử lý các sản phẩm phụ này là một vấn đề rất lớn. Nó chỉ có thể được thải bỏ sâu trong lòng đất hoặc ở vùng biển cách xa bờ biển.

Cấu tạo nhà máy điện hạt nhân

Một nhà máy điện hạt nhân chủ yếu có bốn thành phần:

• Lò phản ứng hạt nhân
• Bộ trao đổi nhiệt
• Tuabin hơi
• Máy phát điện

Lò phản ứng hạt nhân

Trong lò phản ứng hạt nhân, Uranium 235 bị phân hạch hạt nhân. Nó trấn áp phản ứng dây chuyền sản xuất khởi đầu khi quy trình phân hạch được thực thi. Phản ứng dây chuyền sản xuất phải được trấn áp nếu không vận tốc giải phóng nguồn năng lượng sẽ nhanh, hoàn toàn có thể xảy ra cháy nổ cao. Trong quy trình phân hạch hạt nhân, những hạt nhân của nguyên vật liệu hạt nhân, ví dụ điển hình như U235 bị bắn phá bởi dòng neutron chậm. Do sự bắn phá này, những hạt nhân của Uranium bị phá vỡ, dẫn đến giải phóng nguồn năng lượng nhiệt rất lớn và trong quy trình phá vỡ những hạt nhân, một số ít neutron cũng được phát ra .

Các neutron phát ra này được gọi là neutron phân hạch. Những neutron phân hạch này gây ra sự phân hạch tiếp tục. Quá trình phân hạch tiếp tục tạo ra nhiều nơtron phân hạch hơn, điều này lại đẩy nhanh tốc độ phân hạch. Đây là một quá trình tích lũy.

Nếu quy trình không được trấn áp, trong thời hạn rất ngắn vận tốc phân hạch trở nên cao như vậy, nó sẽ giải phóng một lượng nguồn năng lượng khổng lồ, hoàn toàn có thể xảy ra một vụ nổ nguy hại. Phản ứng tích góp này được gọi là phản ứng dây chuyền sản xuất. Phản ứng dây chuyền sản xuất này chỉ hoàn toàn có thể được trấn áp bằng cách vô hiệu những neutron phân hạch khỏi lò phản ứng hạt nhân. Tốc độ của quy trình phân hạch hoàn toàn có thể được trấn áp bằng cách đổi khác vận tốc vô hiệu những neutron phân hạch khỏi những lò phản ứng .
Lò phản ứng hạt nhân là một bình chịu áp suất hình tròn trụ. Các thanh nhiên liệu được làm bằng nguyên vật liệu hạt nhân tức là Uranium điều chế, thường được làm bằng than chì bao trùm những thanh nhiên liệu. Các điều hòa làm chậm những neutron trước khi va chạm với hạt nhân uranium. Các thanh điều khiển và tinh chỉnh được làm bằng cadmium vì cadmium là chất hấp thụ neutron mạnh .

Các thanh điều khiển được đưa vào buồng phân hạch. Các thanh điều khiển cadmium này có thể được đẩy xuống và kéo lên theo yêu cầu. Khi các thanh này bị đẩy xuống đủ, hầu hết các neutron phân hạch bị các thanh này hấp thụ, do đó phản ứng dây chuyền sẽ dừng lại. Một lần nữa, trong khi các thanh điều khiển được kéo lên, sự sẵn có của các neutron phân hạch trở nên nhiều hơn, làm tăng tốc độ phản ứng dây chuyền.

Do đó, rõ ràng là bằng cách kiểm soát và điều chỉnh vị trí của những thanh tinh chỉnh và điều khiển, vận tốc phản ứng hạt nhân hoàn toàn có thể được trấn áp và do đó, việc tạo ra hiệu suất điện hoàn toàn có thể được trấn áp theo nhu yếu phụ tải. Trong trong thực tiễn, việc đẩy và kéo những thanh điều khiển và tinh chỉnh được điều khiển và tinh chỉnh bởi một mạng lưới hệ thống phản hồi tự động hóa theo nhu yếu của tải. Nó không được tinh chỉnh và điều khiển bằng tay. Nhiệt giải phóng trong một phản ứng hạt nhân được đưa đến bộ trao đổi nhiệt bằng chất làm mát gồm có sắt kẽm kim loại natri .

Bộ trao đổi nhiệt

Trong thiết bị trao đổi nhiệt, nhiệt do sắt kẽm kim loại natri mang theo sẽ bị phân tán trong nước và ở đây nước được chuyển thành hơi nước áp suất cao. Sau khi giải phóng nhiệt trong nước, chất làm mát sắt kẽm kim loại natri quay trở lại lò phản ứng nhờ một máy bơm tuần hoàn chất làm mát .

Tua bin hơi nước

Trong nhà máy điện hạt nhân, tuabin hơi nước đóng vai trò giống như nhà máy điện than. Hơi nước dẫn động tuabin theo cách tương tự. Sau khi thực hiện công việc của mình, hơi thải đi vào bình ngưng hơi nơi nó được ngưng tụ để cung cấp không gian cho hơi phía sau nó.

Máy phát điện

Một máy phát điện, cùng với một tuabin, quay và tạo ra nguồn năng lượng điện, để sử dụng. Đầu ra từ máy phát điện được đưa đến những thanh cái trải qua máy biến áp, bộ ngắt mạch và bộ cách ly .

Lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy điện hạt nhân

1. Sự sẵn có của nước: Mặc dù một lượng nước rất lớn không được quy định như một nhà máy thủy điện, nhưng việc cung cấp đủ nước trung tính là điều hiển nhiên cho mục đích làm mát trong nhà máy điện hạt nhân. Đó là lý do tại sao chúng ta luôn thích đặt cây này gần sông hoặc bờ biển.
2. Xử lý nước: Các sản phẩm phụ hoặc chất thải của các nhà máy điện hạt nhân là chất phóng xạ và có thể gây ra những nguy hiểm nghiêm trọng cho sức khỏe. Do đó, cần đặc biệt lưu ý trong quá trình xử lý chất thải của các nhà máy điện hạt nhân. Chất thải phải được chôn không đủ sâu so với mặt đất hoặc chúng phải được thải ra biển cách xa bờ biển. Do đó, trong quá trình lựa chọn vị trí của nhà máy hạt nhân, các yếu tố này phải được xem xét.
3. Khoảng cách từ Khu vực đông dân cư: Vì luôn có xác suất phóng xạ, nên đặt trạm hạt nhân cách xa các khu vực đông dân cư luôn được ưu tiên.
4. Phương tiện vận chuyển: Trong thời gian chạy thử, các thiết bị hạng nặng sẽ được lắp dựng và vận chuyển từ địa điểm sản xuất. Vì vậy, cần phải có đường sắt và đường bộ tốt. Để có sẵn nhân lực lành nghề, phương tiện giao thông công cộng tốt cũng nên có mặt tại hiện trường.

Hy vọng bài viết trên giúp ích được thêm bạn đọc có thêm thông tin. Hẹn bạn tại những bài viết thiết theo !

Xem tiếp:

Source: https://vh2.com.vn
Category : Đánh Giá