HOTLINE: 093.776.9093Mục lục
Nhà máy điện hạt nhân
Chúng ta có thể tạo ra năng lượng điện bằng năng lượng hạt nhân. Trong nhà máy điện hạt nhân tạo ra năng lượng điện bằng phản ứng hạt nhân. Tại đây các nguyên tố phóng xạ nặng như Uranium hoặc Thorium bị phân hạch hạt nhân. Sự phân hạch này được thực hiện trong một thiết bị đặc biệt 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 kiểm soát phản ứng dây chuyền bắt đầu khi quá trình phân hạch được thực hiện. Phản ứng dây chuyền phải được kiểm soát nếu không tốc độ giải phóng năng lượng sẽ nhanh, có thể xảy ra cháy nổ cao. Trong quá trình phân hạch hạt nhân, các hạt nhân của nhiên liệu hạt nhân, chẳng hạn như U235 bị bắn phá bởi dòng neutron chậm. Do sự bắn phá này, các hạt nhân của Uranium bị phá vỡ, dẫn đến giải phóng năng lượng nhiệt rất lớn và trong quá trình phá vỡ các hạt nhân, một số 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 quá trình không được kiểm soát, trong thời gian rất ngắn tốc độ phân hạch trở nên cao như vậy, nó sẽ giải phóng một lượng năng lượng khổng lồ, có thể xảy ra một vụ nổ nguy hiểm. Phản ứng tích lũy này được gọi là phản ứng dây chuyền. Phản ứng dây chuyền này chỉ có thể được kiểm soát bằng cách loại bỏ các neutron phân hạch khỏi lò phản ứng hạt nhân. Tốc độ của quá trình phân hạch có thể được kiểm soát bằng cách thay đổi tốc độ loại bỏ các neutron phân hạch khỏi các lò phản ứng.
Lò phản ứng hạt nhân là một bình chịu áp suất hình trụ. Các thanh nhiên liệu được làm bằng nhiên liệu hạt nhân tức là Uranium điều chế, thường được làm bằng than chì bao phủ các thanh nhiên liệu. Các điều hòa làm chậm các neutron trước khi va chạm với hạt nhân uranium. Các thanh điều khiển 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 điều chỉnh vị trí của các thanh điều khiển, tốc độ phản ứng hạt nhân có thể được kiểm soát và do đó, việc tạo ra công suất điện có thể được kiểm soát theo nhu cầu phụ tải. Trong thực tế, việc đẩy và kéo các thanh điều khiển được điều khiển bởi một hệ thống phản hồi tự động theo yêu cầu của tải. Nó không được điều khiển bằng tay. Nhiệt giải phóng trong một phản ứng hạt nhân được đưa đến bộ trao đổi nhiệt bằng chất làm mát bao gồm kim loại natri.
Bộ trao đổi nhiệt
Trong thiết bị trao đổi nhiệt, nhiệt do 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 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 năng lượng điện, để sử dụng. Đầu ra từ máy phát điện được đưa đến các thanh cái thông qua máy biến áp, bộ ngắt mạch và bộ cách ly.
Lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy điện hạt nhân
- 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.
- 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.
- 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.
- 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 các bài viết thiết theo!
Xem tiếp: