Nhiệt năng trong hạt nhân nhà máy điện có thể được tạo ra thông qua phản ứng hạt nhân hoặc sự phân hạch hạt nhân. Các nguyên tố nặng của quá trình phân hạch hạt nhân là Uranium / Thorium được thực hiện trong một thiết bị đặc biệt gọi là lò phản ứng hạt nhân. Một lượng năng lượng khổng lồ có thể được tạo ra do sự phân hạch hạt nhân. Các bộ phận còn lại trong hạt nhân, cũng như các nhà máy nhiệt điện thông thường, đều giống nhau. Sự phân hạch của 1 Kg Uranium tạo ra nhiệt năng bằng với năng lượng tỏa ra từ 4500 tấn than đá cấp cao. Điều này làm giảm đáng kể chi phí vận chuyển nhiên liệu, vì vậy đây là lợi ích chính của các nhà máy này. Trên toàn thế giới, có trữ lượng lớn nhiên liệu tồn tại, do đó, các nhà máy này có thể cung cấp năng lượng điện liên tục trong hàng trăm năm. Nhà máy điện hạt nhân tạo ra 10% điện năng từ toàn bộ điện trên thế giới
Nhà máy điện hạt nhân là gì?
Định nghĩa: Nhà máy điện được sử dụng để làm ấm nước để tạo ra hơi nước , sau đó hơi nước này có thể được sử dụng để quay các tua-bin khổng lồ để tạo ra điện. Các nhà máy này sử dụng nhiệt để làm ấm nước được tạo ra bởi sự phân hạch hạt nhân. Vì vậy, các nguyên tử trong phân hạch hạt nhân sẽ tách thành các nguyên tử nhỏ hơn khác nhau để tạo ra năng lượng. Các sơ đồ nhà máy điện hạt nhân được hiển thị bên dưới.
Nguyên lý làm việc của nhà máy điện hạt nhân
Trong nhà máy điện, quá trình phân hạch diễn ra trong lò phản ứng và phần giữa của lò phản ứng được gọi là lõi bao gồm nhiên liệu uranium, và nó có thể được hình thành thành các viên gốm sứ . Mỗi viên tạo ra 150 gallon dầu năng lượng. Tổng năng lượng tạo ra từ các viên này được xếp chồng lên nhau trong các thanh nhiên liệu kim loại. Một loạt các thanh này được gọi là cụm nhiên liệu và lõi lò phản ứng bao gồm một số cụm nhiên liệu.
Trong quá trình phân hạch hạt nhân, nhiệt có thể được tạo ra trong lõi của lò phản ứng. Nhiệt này có thể được sử dụng để làm ấm nước thành hơi để có thể kích hoạt các cánh tuabin. Khi các cánh tuabin được kích hoạt thì chúng sẽ dẫn động máy phát điện để tạo ra điện. Trong một nhà máy điện, một tháp giải nhiệt có sẵn để làm mát hơi nước vào nước, nếu không họ sử dụng nước từ các nguồn khác nhau. Cuối cùng, nước đã nguội có thể được tái sử dụng để tạo ra hơi nước.
Sơ đồ khối-điện hạt nhân
Các thành phần của Nhà máy điện hạt nhân
Trong sơ đồ khối nhà máy điện hạt nhân trên, có các thành phần khác nhau bao gồm các thành phần sau.
Lò phản ứng hạt nhân
Trong một nhà máy điện, lò phản ứng hạt nhân là một thành phần thiết yếu giống như một nguồn nhiệt bao gồm nhiên liệu và phản ứng của dây chuyền hạt nhân bao gồm các chất thải của hạt nhân. Nhiên liệu hạt nhân được sử dụng trong lò phản ứng hạt nhân là Uranium & các phản ứng của nó là nhiệt được tạo ra trong lò phản ứng. Sau đó, nhiệt lượng này có thể được chuyển đến chất làm mát của lò phản ứng để tạo ra nhiệt cho tất cả các bộ phận trong nhà máy điện.
Có nhiều loại lò phản ứng hạt nhân khác nhau được sử dụng trong sản xuất plutonium, tàu thủy, vệ tinh và máy bay cho mục đích nghiên cứu cũng như y tế. Nhà máy điện không chỉ bao gồm lò phản ứng mà còn bao gồm tuabin, máy phát điện, tháp giải nhiệt, một loạt các hệ thống an toàn.
Tạo hơi nước
Trong tất cả các nhà máy điện, việc sản xuất hơi nước nói chung, tuy nhiên, cách thức sản xuất sẽ thay đổi. Hầu hết các nhà máy sử dụng lò phản ứng nước bằng cách sử dụng hai vòng nước quay để tạo ra hơi nước. Vòng sơ cấp mang nước rất nóng để làm nóng bộ trao đổi khi nước ở áp suất thấp được lưu thông, sau đó nó làm ấm nước để tạo ra hơi nước truyền đến phần tuabin.
Máy phát điện & Tua bin
Khi hơi nước được tạo ra, nó sẽ di chuyển với áp suất cao để tăng tốc độ tuabin. Sự quay của các tuabin có thể được sử dụng để quay một máy phát điện để tạo ra điện năng truyền lên lưới điện.
Tháp làm mát
Trong nhà máy điện hạt nhân, bộ phận thiết yếu nhất là tháp giải nhiệt được sử dụng để giảm nhiệt của nước. Vui lòng tham khảo liên kết này để biết thêm về Tháp giải nhiệt là gì - linh kiện, cấu tạo và ứng dụng
Hoạt động của nhà máy điện hạt nhân
Các nguyên tố như Uranium hoặc Thorium là phản ứng phân hạch hạt nhân của một lò phản ứng hạt nhân. Do sự phân hạch này, một lượng nhiệt năng khổng lồ có thể được tạo ra và nó được truyền đến lò phản ứng làm mát. Ở đây, chất làm mát không là gì ngoài nước, kim loại lỏng hoặc khí. Nước được đun nóng chảy trong bộ trao đổi nhiệt để chuyển thành hơi nước ở nhiệt độ cao. Sau đó, hơi nước được tạo ra được phép tạo ra tuabin hơi nước chạy. Một lần nữa, hơi nước có thể được chuyển trở lại chất làm mát & tái chế để sử dụng cho bộ trao đổi nhiệt. Vì vậy, tuabin và máy phát điện được kết nối để sản xuất điện. Bằng cách sử dụng một máy biến áp, điện năng được tạo ra có thể được tăng lên để sử dụng trong liên lạc đường dài.
Hiệu quả của Nhà máy điện hạt nhân
Hiệu suất của nhà máy điện hạt nhân có thể được quyết định như nhau đối với các động cơ nhiệt khác vì về mặt kỹ thuật, nhà máy là một động cơ nhiệt lớn. Tổng công suất điện được tạo ra cho mỗi đơn vị nhiệt điện sẽ cung cấp cho nhà máy là hiệu suất nhiệt và do định luật thứ hai nhiệt động lực học, có một giới hạn cao hơn đối với hiệu suất của các nhà máy điện này.
Các nhà máy điện hạt nhân thông thường đạt hiệu suất khoảng 33 đến 37%, tương đương với các nhà máy chạy bằng nhiên liệu hóa thạch. Nhiệt độ cao và các thiết kế hiện tại hơn như lò phản ứng Thế hệ IV có thể đạt hiệu suất trên 45%.
Các loại nhà máy điện hạt nhân
Có hai loại nhà máy điện hạt nhân như lò phản ứng nước điều áp và lò phản ứng nước sôi.
Lò phản ứng nước điều áp
Trong loại lò phản ứng này, nước thường được sử dụng làm chất làm mát. Điều này được giữ ở lực cực cao để không bị sôi. Một thiết bị trao đổi nhiệt trong lò phản ứng này chuyển nước nóng, nơi nước từ vòng tròn chất làm mát thứ cấp được chuyển thành hơi. Do đó, vòng lặp này hoàn toàn không có chất phóng xạ. Trong lò phản ứng này, nước làm mát hoạt động như một chất điều tiết. Vì những lợi ích này, các lò phản ứng này được sử dụng thường xuyên nhất.
Lò phản ứng nước sôi
Trong loại lò phản ứng này, chỉ có một vòng làm mát duy nhất. Nước được phép đun nóng trong lò phản ứng. Hơi nước được tạo ra từ lò phản ứng khi nó đi ra khỏi lò phản ứng và hơi nước sẽ chảy khắp tuabin hơi. Hạn chế chính của lò phản ứng này là, nước làm mát tiếp cận các thanh nhiên liệu & tuabin. Vì vậy, chất phóng xạ có thể nằm trên tuabin.
Lựa chọn địa điểm cho nhà máy điện hạt nhân
Việc lựa chọn địa điểm cho PowerPoint hạt nhân có thể được thực hiện bằng cách xem xét yêu cầu kỹ thuật. Việc bố trí và làm việc của nhà máy điện hạt nhân chủ yếu phụ thuộc vào đặc điểm của địa điểm.
Trong khi thiết kế nhà máy, các rủi ro từ địa điểm phải được xem xét. Thiết kế của nhà máy phải đối phó với các sự cố tự nhiên và các hành động do con người gây ra, mà không làm tổn hại đến an ninh vận hành của nhà máy.
Mỗi địa điểm phải cung cấp các nhu cầu cần thiết như tản nhiệt bị loại bỏ và mục nát, khả năng cung cấp điện, thông tin liên lạc tuyệt vời và quản lý khủng hoảng hiệu quả, v.v. Đối với một nhà máy điện, việc ước tính địa điểm thường bao gồm các giai đoạn khác nhau như lựa chọn, xác định đặc điểm, trước khi vận hành, và hoạt động.
Các nhà máy điện hạt nhân ở Ấn Độ
Có bảy nhà máy điện hạt nhân ở Ấn Độ, bao gồm những nhà máy sau.
- Nhà máy điện hạt nhân Kudankulam, đặt tại Tamil Nadu
- Lò phản ứng hạt nhân Tarapur, đặt tại Maharashtra
- Nhà máy điện nguyên tử Rajasthan, nằm ở Rajasthan
- Nhà máy điện nguyên tử Kaiga, đặt tại Karnataka
- Nhà máy điện hạt nhân Kalapakkam, đặt tại Tamil Nadu
- Lò phản ứng hạt nhân Narora, đặt tại Uttar Pradesh
- Nhà máy điện nguyên tử Kakarapar, đặt tại Gujarat
Ưu điểm
Các lợi thế của nhà máy điện hạt nhân bao gồm những điều sau đây.
- Nó sử dụng ít không gian hơn so với các nhà máy điện khác
- Nó cực kỳ kinh tế và tạo ra năng lượng điện rất lớn.
- Các nhà máy này nằm gần trung tâm phụ tải vì không yêu cầu lượng nhiên liệu khổng lồ.
- Nó tạo ra một lượng điện năng khổng lồ trong quá trình mỗi lần phân hạch hạt nhân
- Nó sử dụng ít nhiên liệu hơn để tạo ra năng lượng khổng lồ
- Hoạt động của nó là đáng tin cậy
- Khi so sánh với các nhà máy điện hơi nước, nó rất sạch sẽ và gọn gàng
- Chi phí vận hành nhỏ
- Nó không tạo ra khí gây ô nhiễm
Nhược điểm
Các nhược điểm của nhà máy điện hạt nhân bao gồm những điều sau đây.
- Chi phí lắp đặt sơ cấp cực kỳ cao khi so sánh với các trạm phát điện khác.
- Nhiên liệu hạt nhân đắt nên việc phục hồi rất khó
- Chi phí vốn cao so với các nhà máy điện khác
- Cần phải có kiến thức kỹ thuật để vận hành đĩa này. Vì vậy, bảo trì, cũng như tiền lương, sẽ cao.
- Có khả năng ô nhiễm phóng xạ
- Phản hồi không hiệu quả
- Yêu cầu của nước làm mát cao gấp đôi so với nhà máy điện hơi nước.
Các ứng dụng
Các ứng dụng của nhà máy điện hạt nhân bao gồm những điều sau đây.
Năng lượng hạt nhân được sử dụng trong các ngành công nghiệp khác nhau trên toàn thế giới để khử muối trong nước biển, sản xuất hydro, làm mát / sưởi ấm khu vực, loại bỏ các nguồn dầu cấp ba & được sử dụng trong các ứng dụng quy trình nhiệt như đồng phát, chuyển đổi than thành chất lỏng & trợ giúp trong tổng hợp nguyên liệu hóa học.
Câu hỏi thường gặp
1). Nhà máy điện hạt nhân là gì?
Đây là một nhà máy nhiệt điện sử dụng lò phản ứng hạt nhân làm nguồn nhiệt. Nhiệt tạo ra có thể được sử dụng để điều khiển tuabin được kết nối với máy phát điện để tạo ra điện.
2), Ở Ấn Độ có bao nhiêu nhà máy hạt nhân?
Có bảy nhà máy hạt nhân có sẵn ở Ấn Độ
3). Bang nào ở Hoa Kỳ có nhiều nhà máy điện hơn?
Pennsylvania
4). Nhà máy điện lớn nhất thế giới là gì?
Hiện tại, “nhà máy điện Kashiwazaki-Kariwa” ở Nhật Bản là nhà máy điện lớn nhất thế giới.
5). Thiết kế an toàn nhất cho lò phản ứng hạt nhân là gì?
SMR (lò phản ứng mô-đun nhỏ) là thiết kế an toàn nhất.
6). Các loại nhà máy điện hạt nhân phổ biến là gì?
Chúng có sẵn trong hai loại cụ thể là nước có áp suất và bình phản ứng nước sôi
7). Các thành phần được sử dụng trong nhà máy điện hạt nhân là gì?
Đó là lò phản ứng hạt nhân, tạo hơi nước, tháp giải nhiệt, tuabin, máy phát điện, v.v.
Vì vậy, đây là tất cả về tổng quan về nhà máy điện hạt nhân . Ở Ấn Độ, các nhà máy điện hạt nhân tạo ra 6,7GW năng lượng bằng cách đóng góp 2% điện năng của đất nước. Việc kiểm soát các nhà máy này ở Ấn Độ có thể được thực hiện thông qua NPCIL - Tập đoàn điện hạt nhân của Ấn Độ. Đây là một câu hỏi dành cho bạn, nhà máy điện hạt nhân nổi tiếng ở Ấn Độ là gì?
