Đề tài Thiết kế nhà máy điện nguyên tử
Đề mục Trang Nhiệm vụ luận văn ii Lời cảm ơn iii Tóm tắt luận văn iv Mục lục v LỜI MỞ ĐẦU 1 PHẦN I : TÌM HIỂU VỀ NĂNG LƯỢNG NGUYÊN TỬ 2 CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NĂNG LƯỢNG TRÊN THẾ GIỚI 2 1. Sự gia tăng dân số và nhu cầu năng lượng 2 2. Nhu cầu sử dụng năng lượng 3 II. Những giải pháp được đưa ra 6 1. Các nguồn năng lượng tái tạo 6 2. Năng lượng hạt nhân , một giải pháp tốt ? 8 CHƯƠNG 2: SƠ LƯỢC VỀ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN VÀ NĂNG LƯỢNG NGUYÊN TỬ 10 I. Lịch sử hình thành hạt nhân nguyên tử 10 1. Henri Becquerel và những khám phá ban đều về các bức xạ 10 2. Phóng xã Polonium và nhà khoa học nữ Marie Curie 10 3. Ernest Rutherford với những kết luận Uranium X và Thoronium X 11 4. Lý thuyết nguyên tử Bohr 13 5. Sự phân hạch tâm 14 II. Các nội dung liên quan đến hạt nhân nguyên tử 15 1. Cấu tạo hạt nhân nguyê tử 15 2. Lực hạt nhân 17 3. Khối lượng và năng lượng liên kết hạt nhân 17 4. Các loại phản ứng hạt nhân 18 5. Tại sao chọn notron là hạt bắn phá hạt nhân 19 6. Phản ứng dây chuyền và điều kiện duy trì phản ứng 20 7. Năng lượng chuyển đổi 22 8. Tia phóng xạ 25 CHƯƠNG 3 : NHÀ MÁY ĐIỆN NGUYÊN TỬ 28 I. Tình hình phát triển điện nguyên tử thế giới 27 II. Tổng quan về nhà máy điện nguyên tử 32 III. Nguyên liệu hạt nhân 33 1. Quá trình chuẩn bị nhiên liệu 34 2. Chu trình nhiên liệu 35 IV. Lò phản ứng 36 1. Nguyên tắc hoạt động 36 2. Các thành phần của lò phản ứng 38 3. Các thế hệ lò phản ứng 42 CHƯƠNG 4 : CHIẾN LƯỢC PHÁT TRIỂN NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN Ở VIỆT NAM 53 I. Mở đầu 53 II. Dự báo nhu cầu năng lượng 53 III. Phát triển năng lượng hạt nhân ở Việt Nam 54 1. Sự cần thiết phát triển điện hạt nhân ở Việt Nam 54 2. Phát triển điện hạt nhân là khả thi đối với Việt Nam 55 3. Xây dựng chương trình dài hạn và phát triển hạt nhân 56 4.6 Chọn thiết bị bảo vệ MBA 62 PHẦN II : THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY ĐIỆN NGUYÊN TỬ 60 CHƯƠNG 1 : XÂY DỰNG ĐỒ THỊ PHỤ TẢI 61 I. Đồ thị phụ tải cấp điện áp 220kV 62 II. Đồ thị phụ tải cấp điện áp 110kV 63 III. Đồ thị phụ tải cấp điện áp 22kV 63 IV. Đồ thị phụ tải phát về hệ thống 64 V. Đồ thị phụ tải tự dùng của nhà máy 65 VI. Tổng hợp đồ thị phụ tải của nhà máy điện 66 CHƯƠNG 2: SƠ ĐỒ CẤU TRÚC NHÀ MÁY ĐIỆN 68 I. Chọn số lượng và công suất tổ máy phát 68 II. Sơ đồ nối điện chính của nhà máy 68 1. Các yêu cầu đặt ra khi chọn sơ đồ cấu trúc 69 2. Các phương án nối điện chính 70 3. Thiết lập chế độ vận hành các tổ máy 72 CHƯƠNG 3 : CHỌN MÁY BIẾN ÁP ĐIỆN LỰC 73 I. Chọn máy biến áp cho phương án 1 73 1. Chọn máy biến áp T1,T2 và T3 73 2. Chọn máy biến áp T6 74 3. Chọn máy biến áp T4 và T5 74 II. Chọn máy biến áp cho phương án 2 79 1. Chọn máy biến áp T6 80 2. Chọn máy biến áp T5 80 3. Chọn máy biến áp T1 và T2 80 4. Chọn máy biến áp T3 và T4 81 CHƯƠNG 4 : TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 82 I. Các giá trị tính toán ngắn mạch 82 1. Chọn các đại lượng cơ bản 82 2. Tính các giá trị điện kháng trong hệ đơn vị tương đối 82 II. Tính toán ngắn mạch cho phương án 1 84 1. Tính toán ngắn mạch tại điểm N1 86 2. Tính toán ngắn mạch tại điểm N2 88 3. Tính toán ngắn mạch tại điểm N3 89 4. Tính toán ngắn mạch tại điểm N4 89 5. Tính toán ngắn mạch tại điểm N5 91 III. Tính toán ngắn mạch cho phương án 2 92 1. Tính toán ngắn mạch tại điểm N1 94 2. Tính toán ngắn mạch tại điểm N2 95 3. Tính toán ngắn mạch tại điểm N3 96 4. Tính toán ngắn mạch tại điểm N4 97 5. Tính toán ngắn mạch tại điểm N5 98 6. Tính toán ngắn mạch tại điểm N6 99 CHƯƠNG 5 : TÍNH TOÁN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MÁY BIẾN ÁP 101 I. Tính toán tổn thất cho phương án 1 101 1. Tổn thất điện năng trong máy biến áp cách ly T1,T2,T3 và T6 101 2. Tổn thất điện năng trong máy biến áp từ ngẫu T4 và T5 102 II. Tính toán tổn thất cho phương án 2 104 1. Tổn thất điện năng trong máy biến áp cách ly T1,T2,T5 và T6 104 2. Tổn thất điện năng trong máy biến áp từ ngẫu T4 và T3 105 CHƯƠNG 6 : CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN 107 I. Chọn khí cụ điện chính cho phương án 1 108 1. Cấp điện áp 220kV 108 2. Cấp điện áp 110kV 110 3. Cấp điện áp 22kV 112 4. Chọn khí cụ điện đầu cực máy phát 113 II. Chọn khí cụ điện chính cho phương án 2 114 1. Cấp điện áp 220kV 114 2. Cấp điện áp 110kV 117 3. Cấp điện áp 22kV 119 4. Chọn khí cụ điện đầu cực máy phát 120 CHƯƠNG 7 : SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN 121 CHƯƠNG 8 : TÍNH TOÁN KINH TẾ-KỸ THUẬT QUYẾT ĐỊNH PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 123 I. Tính toán kinh tế-kỹ thuật giữa các phương án 122 II. Tổng kết các thiết bị chính 2 phương án 122 III. Tính toán kinh tế cho phương án 1 123 III. Tính toán kinh tế cho phương án 2 124 V. So sánh hai phương án về mặt kinh tế 125 CHƯƠNG 9 : CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ CÁC PHẦN DẪN ĐIỆN 126 I. Chọn thanh dẫn cho đầu cực máy phát 126 1. Chọn tiết diện thanh dẫn theo dòng điện cho phép 126 2. Kiểm tra điều kiện ổn định khi ngắn mạch 127 3. Kiểm tra ổn định lực động điện khi ngắn mạch 127 4. Chọn sứ đỡ cho thanh dẫn 129 II. Chọn dây dẫn 130 1. Chọn dây dẫn cấp điện áp 220kV 130 2. Chọn dây dẫn cấp điện áp 110kV 133 3. Chọn dây dẫn cấp điện áp 22kV 136 III. Chọn máy biến điện áp BU 138 1. Chọn máy biến điện áp cấp 10.5kV 138 2. Chọn máy biến điện áp cấp 22kV 140 3. Chọn máy biến điện áp cấp 110kV 141 4. Chọn máy biến điện áp cấp 220kV 143 IV. Chọn máy biến dòng BI 144 1. Chọn máy biến dòng cấp 10.5kV 144 2. Chọn máy biến dòng cấp 22kV 145 3. Chọn máy biến dòng cấp 110kV 147 4. Chọn máy biến dòng cấp 220kV 148 CHƯƠNG 10 : TỰ DÙNG TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN 150 I. Chọn sơ đồ tự dùng cho nhà máy 150 II. Chọn máy biến áp tự dùng 150 1. Máy biến áp tự dùng chính (10.5/6kV) 151 2. Máy biến áp tự dùng cấp 2 (6/0.4kV) 151 3. Máy biến áp dự phòng cấp 6kV 152 4. Máy biến áp dự phòng cấp 0.4kV 154 III. Chọn khí cụ điện cho mạch tự dùng 154 1. Chọn máy cắt hợp bộ cấp 6kV 154 2. Chọn Aptomat cho cấp điện áp 0.4kV 158 3. Chọn cáp đến cuộn cao máy biến áp dự phòng cấp 1 160 4. Chọn cáp cho cấp điện áp 6Kv 161 5. Chọn dây dẫn cho cấp điện áp 0.4kV 161 HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 162 TÀI LIỆU THAM KHẢO 163
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đề tài Thiết kế nhà máy điện nguyên tử, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
öõng laàn keá. Vieäc thay loõi chæ dieãn ra 8 naêm 1 laàn neân vieäc quaûn lyù chaát thaûi raát ñôn giaûn (taát caû chöùa trong loõi).
GT-MHR: loø coù khí ñöôïc laøm laïnh, quy moâ trung bình
Phaùt trieån bôûi General Atomics, keá thöøa töø nhöõng daïng loø thí nghieäm bôûi Anh vaø Ñöùc tröôùc ñaây. Coù caáu taïo goàm nhieàu modun, coù kích côõ trung bình vaø ñöôïc xaây döïng döôùi maët ñaát ñeå an toaøn. Phía treân maët ñaát laø nhöõng maùy cung caáp nhieân lieäu vaø caùc heä hoaït ñoäng phuï khaùc, do ñoù laøm giaûm nguy hieåm ñoái vôùi con ngöôøi khi coù söï coá.
Loø söû duïng nhöõng haït nhieân lieäu nhoû, hình caàu vôùi moät loõi Uranium hay Plutanium boïc bôûi silicone hoaëc caùc loaïi vaät lieäu khaùc ñeå traùnh caùc tia phoùng xaï thoaùt ra, chuùng coù theå chòu ñöïng ñöôïc nhieät ñoä raát cao khi coù söï coá. Loø coù chu kì nhieân lieäu laø 3 naêm, vôùi moät nöûa loõi ñöôïc thay theá moãi 18 thaùng khi loø taét.
Khí heli söû duïng nhö chaát laøm maùt, khí theo caùc heä thoáng laøm maùt tôùi nhieân lieäu, mang nhieät phaûn öùng tôùi heä thoáng bieán ñoåi naêng löôïng, vì noù khoâng coù phaûn öùng vôùi caùc nguyeân töû nhieân lieäu neân söû duïng He laø an toaøn.
Chöông 4:
CHIEÁN LÖÔÏC PHAÙT TRIEÅN NAÊNG LÖÔÏNG HAÏT NHAÂN ÔÛ VIEÄT NAM
Môû ñaàu
Vieäc cung caáp naêng löôïng, ñaëc bieät laø ñieän naêng moät caùch ñaày ñuû vaø tin caäy raát caàn thieát cho söï phaùt trieån kinh teá vaø oån ñònh chính trò.Vieät Nam ñang trong quaù trình coâng nghieäp hoùa, hieän ñaïi hoaù, vieäc ñaûm baûo an ninh trong cung caâp naêng löôïng laø cöïc kyø quan troïng. Phaùt trieån ñieän haït nhaân laø caàn thieát, goùp phaàn ñaûm baûo an ninh cung caáp ñieän oån ñònh, ña daïng hoaù nguoàn naêng löôïng, baûo veä moâi tröôøng vaø taêng cöôøng tieàm löïc khoa hoïc coâng ngheä vaø coâng nghieäp cuûa quoác gia.
Döï baùo nhu caàu naêng löôïng
Vôùi toác ñoä taêng tröôûng kinh teá nhö hieän nay (7-8%), Vieät Nam töø nöôùc xuaát khaåu taøi nguyeân naêng löôïng seõ trôû thaønh nöôùc nhaäp khaåu naêng löôïng vaøo naêm 2016-2020. Tyû leä nhaäp khaåu seõ laø 9-16% vaøo naêm 2020, sau ñoù taêng leân 29-38% vaøo naêm 2050. Veà tình hình cung caáp ñieän trong nöôùc, ñeán naêm 2015 nöôùc ta seõ thieáu 8 tyû kWh, naêm 2020 seõ thieáu 36-65 tyû kwh vaø ñeán naêm 2030 seõ thieáu 119-188 tyû kWh.
Caùc giaûi phaùp caân ñoái naêng löôïng naêm 2020:
STT
Các giải pháp
Thuận lợi
Khó khăn
Chi phí phát triển HTĐ
1
Nhập khẩu điện:
36-65 tỷ kWh/năm (2020); 4.5-5Uscent/kWh
Các nước trong khu vực có tiềm năng thủy điện lớn; Tránh được đầu tư; giảm ô nhiễm môi trường
Khả năng nhập hạn chế, nhập siêu từ 1.6-2.9 tỷ USD/năm (2020)
Thay 2000MW ĐHN bằng nhập khẩu điện sẽ làm tăng 928 triệu USD
2
Nhập khẩu khí đường ống:
7-13 tỷ m3/năm (2020); xây dựng 6000-11000MW nhiệt điện khí; giá khí nhập 3.2-3.6USD/tr.BUT
Khoảng từ 2016-2018 sẽ hình thành đường ống khí liên ASEAN
Cần bù vào các mỏ khí của ta đã đến cuối đời dự án; thị trường hạn chế; nhập siêu 1-1.7 tỷ USD/năm (2020) và 3.9-6.7 tỷ USD/năm (2030); khó vượt qua 4-5 tỷ m3
Thay 2000MW ĐHN bằng nhiệt điện khí sẽ làm tăng 598 triệu USD
3
Nhập khẩu khí hóa lỏng LNG:
6.4-11.5 triệu tấn/năm; giá 4-4.3USD/tr.BUT
Có thị trường LNG; có thể dự trữ như than dầu
Phụ thuộc giá dầu mỏ; giá nhiên liệu cao 1.25 lần so với khí đường ống làm cho giá thành điện cao, tăng cường nhập siêu 1.3-2.4 tỷ USD
Thay 2000MW ĐHN bằng nhiệt điện khí hóa lỏng sẽ làm tăng 1162 triệu USD
4
Phát triển điện từ năng lượng mới:
Gió, địa nhiệt, mặt trời, sinh khối
Có thể đưa điện tới vùng xa, hải đảo
Giá thành điện cao, tiềm năng hạn chế, phị thuộc điều kiện tự nhiên, không thể cân đối lớn
5
Tiết kiệm năng lượng
Đã áp dụng khi tính toán nhu cầu năng lượng dài hạn
VN chậm sau các nước trong khu vực và thế giới, cần đầu tư các công nghệ mới bên cạnh các biên pháp quản lý
6
Nhập khẩu than:
16-29 triệu tấn/năm (2020); xây dựng 7000-13000MW nhiệt điện than; giá than nhập trên 40USD/tấn
Có thi trường Úc và Indonesia
Địa điểm; ô nhiễm môi trường; nhập siêu 0.65-1.17 tỷ USD/năm (2020) và 1.7-3.1 tỷ USD/năm (2030)
Thay 2000MW ĐHN bằng nhiệt điện than sẽ làm tăng 627 triệu USD
7
Tổng hòa cân đối theo phương án cơ sở và cao:
Năng lượng mới 2-3 tỷ kWh
Nhập than 0-15 triệu tấn
Nhập điện: 17-23 TWh
Nhập khí: 1.6-1.9 tỷ m3
ĐHN: 2000-4000 MW
Ổn định cung cấp; tăng an ninh năng lượng; giảm chi phí kinh tế, giảm ô nhiễm môi trường; có tiềm năng tham gia CMD; nâng cao tiềm lực khoa học công nghệ và công nghiệp
Thu xếp tài chính, vấn đề đào tạo cán bộ; các lo lắng của công chúng về an toàn,thải phóng xạ và các xu thế khác nhau trên thế giới trong phát triển ĐHN thời gian vừa qua
Đầu tư 2000MW ĐHN khoảng 3.2 tỷ USD
III. Phaùt trieån naêng löôïng haït nhaân ôû Vieät Nam
Söï caàn thieát phaùt trieån ñieän haït nhaân ôû Vieät Nam
Phaùt trieån ñieän haït nhaân cung caáp naêng löôïng oån ñònh. Nhieân lieäu hoaù thaïch nhö daàu moû, khí ñoát phaàn lôùn naêm ôû khu vöïc Trung Ñoâng vaø LB Nga, laø nhöõng nôi baát oån veà chính trò. Trong khi ñoù, nhieân lieäu haït nhaân ñöôïc cung caáp chuû yeáu töø UÙc vaø Canada, laø nhöõng quoác gia khaù oån ñònh.Maëc khaùc, nhieân lieäu hoaù thaïch ñaõ saép caïn kieät: than coøn söû duïng ñöôïc khoaûng chöøng 20 naêm, daàu thoâ coøn ñöôïc 40 naêm, khí ñoát coøn ñöôïc 60 naêm. Tröõ löôïng Urani thì khaù phong phuù, coù theå söû duïng ñöôïc nhieàu naêm. Ngoaøi ra coøn coù Thori nhieàu gaáp 3 laàn so vôùi urani. Ñaây cuõng laø moät nguyeân lieäu trong saûn xuaát ñieän haït nhaân ñang ñöôïc nghieân cöùu phaùt trieån ñeå öùng duïng. Giaù ñieän haït nhaân oån ñònh hôn nhieàu so vôùi giaù ñien ñöôïc saûn xuaát töø nhieâu lieäu hoaù thaïch. Neáu giaù nhieân lieäu taêng hai laàn thì ÑHN taêng 2-4%, trong khi ñieän khí taêng 60-70%. Nhaø maùy ÑHN vaãn coù theå hoaït ñoäng trong voøng 1 naêm maø khoâng caàn cung caâp theâm nhieân lieäu. Ñoái vôùi nhaø maùy ñieän haït nhaân, löôïng nhieân lieäu tieâu thuï haèng naêm khaù ít. Moät nhaø maùy ñieän coâng suaát 1000 MW, neáu chaïy than caàn 2,6 trieäu taán than/naêm, coøn duøng NLHN chæ caàn 30 taán nhieân lieäu. Do ñoù, coù theå döï tröõ nhieân lieäu duøng ñöôïc trong nhieàu naêm.
Ñieän haït nhaân laø nguoàn naêng löôïng saïch. Ñieän haït nhaân khoâng phaùt khí thaûi oâ nhieãm nhö caùc nhaø maùy ñieän khaùc. Nhaø maùy ñieän than 1000MW: thaûi 320.000 taán tro, 44000 taán SOx, 22000 taán NOx, 6 trieäu taán CO2 trong moät naêm. Coâng ngheä hieän ñaïi coù theå kieåm soaùt ñöôïc caùc chaát thaûi haït nhaân moät caùch an toaøn, caùc söï coá nhö Chernobyl haàu nhö khoù coù theå xaûy ra.
Phaùt trieån ñieän haït nhaân thuùc ñaåy coâng nghieäp trong nöôùc phaùt trieån, daãn ñeán phaùt trieån cô sôû haï taàng, ñaøo taïo ñoäi nguõ caùn boä khoa hoïc kyõ thuaät vaø ñoäi nguõ coâng nhaân vôùi trình ñoä kyõ thuaät cao, thuùc ñaåy söï phaùt trieån caùc cô quan nghieân cöùu vaø nhieàu ngaønh coâng nghieäp, xaây döïng.
Phaùt trieån ñieän haït nhaân laø khaû thi ñoái vôùi Vieät Nam
Hieän nay, naêng löïc cung caáp nhaø maùy ñieän haït nhaân cuûa caùc coâng ty, taäp ñoaøn ñieän haït nhaân treân theá giôùi coøn dö thöøa, neân hoï raát mong muoán ñöôïc hôïp taùc vôùi Vieät Nam trong xaây döïng nhaø maùy ñieän haït nhaân. Do ñoù, chuùng ta coù nhieàu khaû naêng löïa choïn. Veà ñòa ñieåm xaây döïng, chuùng ta raát nhieàu vò trí ñuû ñieàu kieän xaây döïng nhaø maùy ñieän haït nhaân döï treân caùc tieâu chí veà ñòa chaát, ñòa hình, khí töôïng, thuyû vaên, khaû naêng cung caáp nöôùc ngoït vaø nöôùc laøm maùt cho nhaø maùy, khaû naêng vaän chuyeån caùc thuyeát bò sieâu tröôøng, sieâu troïng. Ñòa ñieåm ñöôïc löïa choïn ñaët nhaø maùy ñieän haït nhaân ñaàu tieân laø thoân Vónh Tröôøng, xaõ Phöôùc Dinh, huyeän Ninh Phöôùc, tænh Ninh Thuaän, caùch thò xaõ Phan Ranh 20 km veà phía nam vaø caùch thaønh phoá Hoà Chí Minh 300 km. Ñòa ñieåm naøy coù ñòa hình thuaän lôïi ñuû dieän tích xaây döïng nhaø maùy ñieän haït nhaân vôùi 4 toå maùy coâng suaât moãi toå maùy 1000 MW trôû leân.
Khaû naêng xaây laép vaø quaûn lyù an toaøn döï aùn nhaø maùy ñieän haït nhaân ñaàu tieân seõ ñöôïc söï hôïp taùc giuùp ñôõ cuûa ñoái taùc nöôùc ngoaøi. Chuùng ta seõ aùp duïng phöông thöùc hôïp ñoàng chìa khoaù trao tay vôùi ñoái taùc nöôùc ngoaøi. Ñaây laø moät böôùc ñi cuûa caùc nöôùc nhaän chuyeån giao coâng ngheä veà ñieän haït nhaân töø nöôùc ngoaøi vaøo nhö Haøn Quoác, Nhaät Baûn, Trung Quoác... Noù laø ñieàu kieän ñeå ñaûm baûo an toaøn trong xaây döïng vaø quaûn lyù döï aùn nhaø maùy ñieän haït nhaân ñaàu tieân khi caùc coøn chöa coù kinh nghieäm.
Xaây döïng chöông trình daøi haïn phaùt trieån ñieän haït nhaân
Quy hoaïch vaø keá hoaïch phaùt trieån caùc nhaø maùy ñieän haït nhaân:
Thöïc hieän quy hoaïch phaùt trieån nguoàn ñieän, trong ñoù coù vieäc laäp keá hoaïch xaây döïng caùc nhaø maùy ñieän haït nhaân, ñaûm baûo ñeán naêm 2025 ñieän haït nhaân chieám tyû leä 11% vaø ñeán naêm 2040-2050 ñieän haït nhaân chieám tyû leä 25 - 30% toång saûn löôïng ñieän quoác gia; quy hoaïch vaø löïa choïn ñòa ñieåm xaây döïng caùc nhaø maùy ñieän haït nhaân vaø caùc cô sôû quoác gia löu tröõ chaát thaûi phoùng xaï.
Ñaûm baûo an toaøn haït nhaân:
Ñeå ñaûm baûo vieäc tuaân thuû caùc yeâu caàu ngaët ngheøo veà an toaøn, caàn phaûi xaây döïng khuoân khoå phaùp lyù vaø thaønh laäp cô quan thaåm quyeàn quoác gia ñeå quaûn lyù va thi haønh luaät NLHN (döï kieán ban haønh naêm 2007). Ban haønh luaät veà traùch nhieäm boài thöôøng thieät haïi ñoái vôùi toån thaát do tai naïn böùc xaï vaø haït nhaân. Luaät ñoù nhaèm ñaûm baûo coù ñuû nguoàn löïc taøi chính thoaû ñaùng ñeå boài hoaøn nhöõng thieät haïi coù theå xaûy ra do hoaït ñoäng cuûa caùc cô sôû haït nhaân. Thieát laäp khuoân khoå phaùp lyù cho caùc tieâu chuaån vaø quy phaïm coâng nghieäp. Thöïc hieän moät chöông trình thanh tra nhaèm ñaûm baûo söï tuaân thuû luaät leä vaø caùc quy ñònh hieän haønh. Thieát laäp cô cheá theo doõi söï tuaân thuû luaät leä, quy ñònh veà ñaûm baûo an toaøn. Xaây döïng tieâu chuaån an toaøn haït nhaân laøm cô sôû cho coâng taùc quaûn lyù caùc nhaø maùy ñieän haït nhaân vaø caùc hoaït ñoäng coù lieân quan, vaø taïo khuoân khoå tieâu chuaån cho vieäc phaân tích vaø ñaùnh giaù an toaøn. Tieán haønh caùc thuû tuïc caáp pheùp cho caùc cô sôû haït nhaân.
Hoaït ñoäng nghieân cöùu trieån khai vaø hoã trôï kyõ thuaät:
Nghieân cöùu vaø phaùt trieån (R&D) vaø hoã trôï kyõ thuaät coù vai troø tích cöïc vaø quan troïng trong vieäc thöïc hieän chöông trình ñieän haït nhaân quoác gia. Noäi dung cuûa hoaït ñoäng naøy bao goàm:
Nghieân cöùu coâng ngheä ñieän haït nhaân ñeå coù theå tö vaán cho Chính phuû trong vieäc löïa choïn coâng ngheä cho nhaø maùy ñieän haït nhaân cuûa Vieät Nam; laøm chuû vaø aùp duïng caùc coâng ngheä seõ ñöôïc chuyeån giao; nghieân cöùu phaùt trieån coâng ngheä bao goàm caû vieäc theo kòp nhöõng söï thay ñoåi vaø aùp duïng coâng ngheä môùi.
Nghieân cöùu caùc vaán ñeà an toaøn haït nhaân ñeå coù theå tham gia phaân tích, ñaùnh giaù, thaåm ñònh an toaøn ôû caùc coâng ñoaïn khaùc nhau cuûa nhaø maùy ñieän haït nhaân nhö thieát keá, löïa choïn ñòa ñieåm, xaây döïng, vaän haønh, baûo döôõng.
Thoâng tin tuyeân truyeàn veà haït nhaân nhaèm cung caáp thoâng tin ñaày ñuû vaø thöôøng xuyeân cho coâng chuùng, cho caùc phöông tieän thoâng tin ñaïi chuùng vaø nhöõng phöông tieän taïo dö luaän khaùc sao cho thuùc ñaåy söï hieåu bieát roäng raõi veà söï caàn thieât vaø lôïi ích cuûa ñieän haït nhaân vaø tranh thuû söï uûng hoä ñoái vôùi chöông trình phaùt trieån ñieän haït nhaân.
Hoã trôï cho coâng nghieäp trong nöôùc naâng cao trình ñoä caàn thieát ñeå ñaït ñöôïc caùc chæ tieâu ñoùng goùp toái ña cuûa coâng nghieäp trong nöôùc vaøo vieäc xaây döïng nhaø maùy ñieän haït nhaân. Ñaây laø yeáu toá raát quan troïng. Neáu khoâng laøm ñöôïc ñieàu naøy thì ñieän haït nhaân khoâng theå ñöôïc coi laø moät giaûi phaùp naêng löôïng hieän thöïc.
Phoå bieán nhöõng coâng ngheä ñaõ tieáp thu ñöôïc cho caùc ngaønh coâng nghieäp quoác gia.
Duy trì söï hôïp taùc tích cöïc vôùi caùc toå chöùc R&D höõu quan ôû caùc quoác gia khaùc ñeå trao ñoåi vaø hoïc hoûi kinh nghieäm.
Hôïp taùc vôùi caùc toå chöùc caù nhaân ñang tham gia giaûng daïy vaø nghieân cöùu taïi caùc tröôøng ñaïi hoïc vaø vieän nghieân cöùu ñeå coù theå tieáp caän kòp thôøi vôùi caùc coâng ngheä môùi.
Cung caáp dòch vuï tö vaán chuyeân gia veà nhöõng vaán ñeà naûy sinh vaø nhöõng thieát bò, dòch vuï kieåm ñònh caàn thieát ñeå ñaùnh giaù tính chaát vaät lieäu vaø chaät löôïng cuûa caùc caáu kieän, cuõng nhö phaân tích kyõ thuaät ñeå chaån ñoaùn vaán ñeà trong xaây döïng, quaûn lyù vaø vaän haønh nhaø maùy ñieän haït nhaân.
Nghieân cöùu chu trình nhieân lieäu haït nhaân vaø quaûn lyù chaát thaûi phoùng xaï:
Noùi chung nghieân cöùu chu trình nhieân lieäu haït nhaân vaø quaûn lyù chaát thaûi phoùng xaï bao goàm caû vieäc nghieân cöùu thaêm gioø vaø khai thaùc quaëng uran, saûn xuaát uran töï nhieân, chuyeån hoaù vaø laøm giaøu U-235, cheá taïo thanh nhieân lieäu, taùi cheá nhieân lieäu vaø xöû lyù chaát thaûi. Ñoái vôùi nöôùc ta, vieäc laøm giaøu U-235, xöû lyù vaø taùi cheá nhieân lieäu ñaõ chaùy seõ chöa ñöôïc ñaët ra nghieân cöùu hieän nay. Do ñoù, nghieân cöùu veà nhieân lieäu seõ chæ goàm 2 nhieâm vuï sau: Chuaån bò chöông trình noäi ñòa hoaù saûn xuaát thanh nhieân lieäu töø urani nhaäp khaåu vaø nghieân cöùu söû duïng thöông maïi taøi nguyeân urani trong nöôùc.
Huaán luyeän vaø ñaøo taïo caùn boä:
Ñaøo taïo ñoäi nguõ caùn boä cho phaùt trieån NLNT laø moät vaán ñeà coù yù nghóa heát söùc quan troïng. Chöông trình ñieän haït nhaân quoác gia ñoøi hoûi moät soá löôïng lôùn nhaân löïc cho caû chöông trình daøi haïn vaø cho caû caùc döï aùn xaây döïng nhöõng nhaø maùy ñieän haït nhaân cuï theå. Vieät Nam trong maáy chuïc naêm qua ñaõ ñaøo taïo ñöôïc moät löïc löôïng caùn boä ban ñaàu, tuy nhieân löïc löôïng ñoù cho ñeán nay chöa theå ñaùp öùng ñöôïc ñaày ñuû caùc yeâu caàu thöïc hieän chöông trình ñieän haït nhaân quoác gia. Tröôùc heát veà soá löôïng coøn raát nhoû, laïi phaân taùn vaø ñang suy giaûm. Vì vaäy vieäc caáp baùch ñaàu tieân laø phaûi thaønh laäp Ban chæ ñaïo quoác gia veà ñaøo taïo phaùt trieån nguoàn nhaân löïc cho ñieän haït nhaân vaø xaây döïng quy hoaïch toång theå veà chuaån bò nhaân löïc cho chöong trình ñieän haït nhaân quoác gia. Trong quy hoaïch caàn laøm roõ keá hoaïch, chæ tieâu, phöông thöùc ñaøo taïo ñeå ñaûm baûo nhu caàu caùn boä cho caùc cô quan khaùc nhau tham gia trong Chöông trình ñieän haït nhaân. Taêng cöôøng naêng löïc cho caùc cô sôû ñaøo taïo caùn boä veà ñieän haït nhaân bao goàm caùc tröôøng ñaïi hoïc vaø trung taâm ñaøo taïo chuyeân ngaønh taïi Vieän naêng löôïng nguyeân töû Vieät Nam.
Naâng cao naêng löïc cuûa caùc ngaønh coâng nghieäp trong nöôùc:
Ñeå ñaït ñöôïc söï tham gia toái ña cuûa caùc ngaønh coâng nghieäp trong nöôùc vaøo vieäc thöïc hieän döï aùn Xaây döïng nhaø maùy ñieän haït nhaân keå töø döï aùn ñaàu tieân, phaûi xaây döïng chöông trình naâng cao naêng löïc cuûa caùc ngaønh coâng nghieäp trong nöôùc.
Töø nay ñeân naêm 2015, chöông trình taäp trung vaøo vieäc xaây döïng cô cheá, chính saùch thuùc ñaåy söï tham gia cuûa caùc ngaønh coâng nghieäp trong nöôùc vaø naâng cao naêng löïc thieát keá, cheá taïo thieát bò, vaät tö vaø saûn xuaát vaät lieäu xaây döïng. Treân cô sôû ñoù, huy ñoäng caùc ngaønh coâng nghieäp trong nöôùc tham gia cung caáp theùp xaây döïng, theùp caáu truùc, caùc vaät lieäu xaây döïng, heä thieát bò trao ñoåi nhieät, caùc bình chöùa, ñöôøng oáng, caùp ñieän, heä thoáng chieáu saùng cho Döï aùn nhaø maùy ñieän haït nhaân ñaàu tieân. Ñoàng thôøi tham gia caùc hoaït ñoäng quaûn lyù döï aùn, thaåm ñònh thieát keá kyõ thuaät, ñaûm baûo vaø kieåm tra chaát löôïng, vaän chuyeån caùc thieát bò sieâu tröôøng, sieâu troïng, xaây laép, kieåm tra thieát bò…
Hôïp taùc quoác teá:
Nhieäm vuï cuûa coâng taùc hôïp taùc quoác teá trong lónh vöïc ñieän haït nhaân laø phaûi laøm cho coäng ñoàng quoác teá tin töôûng vaøo chính saùch nhaát quaùn cuûa chính phuû Vieät Nam veà phaùt trieån ñieän haït nhaân vì muïc ñích hoaø bình ñeå taïo ñieàu kieän cho vieäc chuyeån giao tri thöùc, coâng ngheä vaø ñaàu tö vaøo Vieät Nam. Toå chöùc thöïc hieän ñaày ñuû caùc coâng öôùc vaø ñieàu öôùc quoác teá ñaõ kyù keát, tích cöïc nghieân cöùu tham gia caùc coâng öôùc vaø ñieàu öôùc quoác teá khaùc coù lieân quan ñeán haït nhaân. Hôïp taùc chaët cheõ vaø toaøn dieän vôùi cô quan naêng löôïng nguyeân töû quoác teá (IAEA). Ñaåy maïnh caùc hôïp taùc ña phöông vaø song phöông vôùi caùc nöôùc vaø caùc toå chöùc quoác teá, taïo moâi tröôøng thuaän lôïi nhaát ñeå khai thaùc toái ña kinh nghieäm vaø söï trôï giuùp cuûa caùc nöôùc tieân tieán.
Phần II:
THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY ĐIỆN
NGUYÊN TỬ
SỐ LIỆU BAN ĐẦU
Nhà máy cung cấp cho các phụ tải:
220 kV : công suất max 147 MW, công suất min 114 MW, hệ số công suất 0.81 bằng 8 đường dây.
110 kV : công suất max 150 MW, công suất min 84 MW, hệ số công suất 0.84 bằng 7 đường dây.
22 kV : công suất max 33 MW, công suất min 23 MW, hệ số công suất 0.82 bằng 6 đường dây.
Ngoài việc cung cấp cho các phụ tải trên, nhà máy còn có nhiệm vụ cung cấp cho hệ thống 1300000 MWh/năm.
Tự dùng nhà máy 5%.
Nhà máy nối với hệ thống có công suất 6500 MW, XHT = 0.13, bằng hai đường dây dài 160 km ở cấp điện áp 220 kV, hệ số công suất của hệ thống: 0.84, dự trữ hệ thống 10%
NHIỆM VỤ:
Xây dựng đồ thị phụ tải các cấp điện áp 220kV, 110kV, 22kV, phát về hệ thống, tự dùng.
Chọn số lượng và công suất các tổ máy phát.
Lập các phương án nối điện chính và chọn hai phương án hợp lý nhất.
Thiết lập chế độ vận hành cho các tổ máy.
Chọn máy biến áp.
Tính toán ngắn mạch.
Tính toán tổn thất công suất các máy biến áp.
Chọn các khí cụ điện chính.
Chọn sơ đồ nối điện cho thiết bị phân phối.
Chọn phương án tối ưu.
Chọn các thiết bị điện.
Tính toán tự dùng.
Lựa chọn thiết bị cho tự dùng.
Chọn sơ đồ tự dùng.
Vẽ sơ đồ nguyên lý phần điện.
Vẽ mặt bằng và mặt cắt trạm 220kV.
Vẽ mặt bằng và mặt cắt trạm 110kV.
Vẽ mặt bằng và mặt cắt toàn nhà máy.
CHƯƠNG 1 :
XÂY DỰNG ĐỒ THỊ PHỤ TẢI
ĐỒ THỊ PHỤ TẢI CẤP ĐIỆN ÁP 220kV
Ở cấp điện áp 220kV ta có Pmax = 147(MW) ; Pmin = 114(MW) ; cosφ = 0.81 .Từ đó ta có thể tính được :
Smax= Pmaxcosφ=1470.81=181.5 (MVA)
Smin= Pmincosφ=1140.81=140.7 (MVA
Bảng 1.1: Bảng phân phối phụ tải cấp điện áp 220kV
t (h)
0®5
5®8
8®12
12®14
14®17
17®22
22®24
S (MVA)
140.7
145
155
160.5
165.6
181.5
160
Hình 1.1: Đồ thị phụ tải cấp điện áp 220 kV
ĐỒ THỊ PHỤ TẢI CẤP ĐIỆN ÁP 110kV
Cấp điện áp 110kV , Pmax = 150(MW) ; Pmin = 84(MW) ; cosφ = 0.84 .Từ đó ta có thể tính được :
Smax= Pmaxcosφ=1500.84=178.6 (MVA)
Smin= Pmincosφ=840.84=100 (MVA
Bảng 1.2 : Bảng phân phối phụ tải cấp điện áp 110kV
t (h)
0®5
5®8
8®12
12®14
14®17
17®22
22®24
S (MVA)
100
120
134.2
141
160
178.6
135
Hình 1.2: Đồ thị phụ tải cấp điện áp 110kV
ĐỒ THỊ PHỤ TẢI CẤP ĐIỆN ÁP 22kV
Cấp điện áp 110kV , Pmax = 33(MW) ; Pmin = 23(MW) ; cosφ = 0.82 .Từ đó ta có thể tính được :
Smax= Pmaxcosφ=330.82=40.24 (MVA)
Smin= Pmincosφ=230.82=28.04 (MVA
Bảng 1.3: Bảng phân bố phụ tải cấp điện áp 22kV
t (h)
0®5
5®8
8®12
12®14
14®17
17®22
22®24
S (MVA)
28.04
30
35
38
40.24
37
34.2
Hình 1.3: Đồ thị phụ tải cấp điện áp 22kV
Đồ thị phụ tải phát về hệ thống
Nhà máy cần thiết kế ngoài việc cung cấp cho các phụ tải trên còn có nhiệm vụ cung cấp cho hệ thống 1300000 ( MWh/năm), hệ số công suất của hệ thống 0.84.
Công suất trung bình nhà máy phát về hệ thống trong một giờ :
Ptb= Anăm365x24= 1300000365x24=148.4 (MW)
Suy ra :
Stb= Ptbcosφ= 148.40.84=176.67 (MW)
Ta xây dựng đồ thị phụ tải phát về hệ thống dựa trên cơ sở san phẳng đồ thị phụ tải , mục đích để đồ thị phụ tải tổng tương đối phẳng .
Bảng 1.4 : Bảng phân bố công suất nhà máy phát về hệ thống .
t (h)
0®5
5®8
8®12
12®14
14®17
17®22
22®24
S (MVA)
242
215.6
185.5
160.7
140.16
115.8
160.2
P (MW)
203.28
181.104
155.82
134.988
117.7344
97.272
134.568
A (MWh)
1016.4
543.312
623.28
269.976
353.2032
486.36
269.136
Thử lại ta có :
A=1016.4*5+543.312*3+623.28*4+269.976*2+353.2032*3+486.36+269.136*2=1300009 (MWh)
Hình 1.4: Đồ thị phụ tải nhà máy phát về hệ thống
Đồ thị phụ tải tự dùng của nhà máy.
Tổng hợp phụ tải của cấp điện áp 220kV , 110kV,22kV và công suất phất về hệ thống , ta có được tổng phụ tải của nhà máy khi chưa tính đến tự dùng :
Bảng 1.5: Bảng phân bố công suất tổng của nhà máy khi chưa tính đến tự dùng
t (h)
0®5
5®8
8®12
12®14
14®17
17®22
22®24
S220kV
140.7
145
155
160.5
165.6
181.5
160
S110kV
100
120
134.2
141
160
178.6
135
S22kV
28.04
30
35
38
40.24
37
34.2
Shệ thống
242
215.6
185.5
160.7
140.16
115.8
160.2
St (MVA)
510.74
510.6
509.7
500.2
506
512.9
489.4
Tự dùng nhà máy là 5%, từ đó ta có công suất tự dùng của nhà máy :
Stự dùng= ∝*Sđặt*(0.4+0.6*StSđặt)
Chọn Sđặt = 550 ( MVA) . Ta có bảng số liệu 1.6
Bảng 1.6: Bảng phân bố công suất tự dùng của nhà máy
t (h)
0®5
5®8
8®12
12®14
14®17
17®22
22®24
St (MVA)
510.74
510.6
509.7
500.2
506
512.9
489.4
Std (MVA)
26.3222
26.318
26.291
26.006
26.18
26.387
25.682
Hình 1.5: Đồ thị phụ tải tự dùng của nhà máy điện
Tổng hợp đồ thị phụ tải của nhà máy điện
Stổng = Stổng chưa tính tự dùng + Stự dùng
Bảng 1.7: bảng phân bố công suất phụ tải tổng của nhà máy
t (h)
0®5
5®8
8®12
12®14
14®17
17®22
22®24
St (MVA)
510.74
510.6
509.7
500.2
506
512.9
489.4
Std (MVA)
26.3222
26.318
26.291
26.006
26.18
26.387
25.682
S (MVA)
537.06
536.92
535.99
526.21
532.18
539.29
515.08
Hình 1.6: Đồ thị phụ tải tổng hợp của nhà máy điện
CHƯƠNG 2 :
SƠ ĐỒ CẤU TRÚC NHÀ MÁY ĐIỆN
Chọn số lượng và công suất tổ máy phát
Khi chọn số lượng và công suất các tổ máy ta cần lưu ý:
Công suất một máy phát không được lớn hơn công suất dự trữ của hệ thống vì khi một máy phát bị sự cố thì công suất thiếu hụt sẽ được thay thế bằng công suất dự trữ của hệ thống.
Công suất của máy càng lớn thì vốn đầu tư, tiêu hao nhiên liệu để sản xuất ra một đơn vị điện năng và chi phí vận hành hằng năm càng nhỏ, điều đó có nghĩa tổ máy có công suất càng lớn thì càng có hiệu suất cao.
Nên chọn công suất tổ máy giống nhau, điều này sẽ thuận lợi khi xây lắp sửa chữa, thay thế cũng như vận hành.
Khi điện áp máy phát phù hợp với điện áp phụ tải, khi đó, việc chọn sơ đồ nối điện chính sẽ thuận lợi và kinh tế hơn. Điện áp định mức của máy phát càng lớn thì dòng điện định mức, dòng điện ngắn mạch ở cấp này sẽ nhỏ và do đó dễ dàng chọn các khí cụ điện.
Theo tính toán ở Chương 1 , nhà máy điện mà ta cần thiết kế có công suất 550 ( MVA ), sẽ có các phương án chọn máy phát sau :
Bản 2.1: Các phương án chọn lựa máy phát . ( tra tài liệu [1, phụ lục 2.1 , trang 205])
Phương án
Loại máy phát
Sđm (MVA)
Uđm (kV)
Số tổ máy
Công suất tổng (MVA)
1
TBB-160-2EY3
188
18
3
564
2
TBΦ-140-2EY3
137.5
10.5
4
550
Ta lựa chọn phương án 2 để tính toán thiết kế vì công suất của tổ máy đúng với công suất đặt yêu cầu đưa ra , số lượng tổ máy nhiều nên khi vận hành dễ dàng thay thế khi một máy nghỉ do sự cố hay cho nghỉ một tổ máy khi phụ tải cực tiểu .
Bảng 2.2: Bảng thông số máy phát TBΦ-140-2EY3 ( tra tài liệu[1, phụ lục 2.1 trang 205-209])
n (v/ph)
S (MVA)
P (MW)
U (kV)
cosj
I (kA)
3000
137.5
110
10.5
0.8
7.56
0.189
0.271
2.04
Ta có Smf chọn bằng với Sđặt nên không cần tính lại phân bố công suất tự dùng .
Sơ đồ nối điện chính của nhà máy
Các yêu cầu đặt ra khi chọn sơ đồ cấu trúc
Đảm bảo liên hệ chặt chẽ giữa các cấp điện áp đặc biệt với hệ thống khi bình thường cũng như cưỡng bức (có một phần tử không làm việc được).
Phân bố công suất cho các cấp điện áp phải hợp lý, tránh trường hợp cung cấp cho phụ tải qua hai lần biến áp không cần thiết.
Số lượng máy phát nối vào thanh góp điện áp máy phát phải thỏa mãn điều kiện sao cho khi ngừng làm việc một máy phát điện lớn nhất, các máy phát còn lại và công suất dự trữ từ các nguồn khác vẫn đảm bảo đủ cung cấp cho phụ tải các cấp điện áp.
Công suất mỗi bộ máy phát điện – MBA không được lớn hơn công suất dự trữ của hệ thống.
Nên ghép bộ máy phát điện - MBA hai cuộn dây vào thanh góp điện áp nào mà phụ tải cực tiểu ở đó lớn hơn công suất của bộ này.
Khi phụ tải có công suất tương đối nhỏ, có thể lấy rẽ nhánh từ các bộ máy phát điện – MBA, nhưng công suất lấy rẽ nhánh không được vược quá 15% công suất của bộ.
Chỉ nên dùng hai MBA ba cuộn dây hoặc tự ngẫu để liên lạc hay tải điện giữa các cấp điện áp, còn nếu nhiều hơn thì sơ đồ thiết kế sẽ phức tạp và không kinh tế.
MBA tự ngẫu chỉ sử dụng khi cả hai phía điện áp trung và cao đều có trung tính nối đất trực tiếp (U # 110kV)
Khi đấu song song MBA nên chọn các MBA có thông số giống nhau để dễ vận hành.
Các phương án nối điện chính
Phương án 1 :
Hình 2.1: Sơ đồ nối điện phương án 1
Phương án 2 :
Hình 2.2: Sơ đồ nối điện phương án 2
Phương án 3 :
Hình 2.3: Sơ đồ nối điện phương án 3
Phương án 4 :
Hình 2.4: Sơ đồ nối điện phương án 4
Phương án 5 :
Hình 2.5: Sơ đồ nối đ
Các file đính kèm theo tài liệu này:
Thiết kế nhà máy điện nguyên tử.docx
