LỜI MỞ ĐẦU Thực tế cho thấy ngành điện đóng một vai trò hết sức quan trọng trong nền sản xuất đại công nghiệp tiên tiến. Ngành điện có mặt trong tất cả các lĩnh vực, từ sinh hoạt đời sống cho tới sản xuất hàng hoá . Vì thế, muốn phát triển nền kinh tế đất nước trước tiên phải ưu tiên đầu tư và phát triển hệ thống điện quốc gia – đó là điều kiện tiên quyết cho việc phát triển đất nước. Những năm gần đây nền công nghiệp nước ta phát triển một cách ồ ạt, đất nước mở cửa hội nhập với thế giới làm thu hút đầu tư bên ngoài ngày càng nhiều, nhiều nhà máy xí nghiệp được xây dựng và đi vào hoạt động, những nhà máy này cần cung cấp một lượng điện năng lớn, vì vậy yêu cầu đặt ra phải sản xuất thật nhiều điện năng để đáp ứng nhu cầu xã hội. Hiện tại nước ta chỉ có 2 loại nhà máy điện là nhiệt điện và thuỷ điện. Nhưng nhu cầu sử dụng điện ngày càng tăng nhanh dẫn đến tình trạng thiếu điện trầm trọng vào mùa khô. Trước tình hình đó, Bộ Công Thương đã chỉ đạo tập đoàn Điện Lực Việt Nam (EVN) làm báo cáo đầu tư để xây dựng 2 nhà máy điện nguyên tử với tổng công suất 4000MW tại Ninh Thuận. Vì lý do đó, em đã quyết định chọn đề tài “Thiết kế nhà máy điện nguyên tử” nhằm mục đích tìm hiểu rõ hơn về nhà máy điện nguyên tử. Việc thiết kế một nhà máy điện là một việc hết sức phức tạp. Hơn nữa đây lại là một lĩnh vực mới tại Việt Nam nên em chỉ có thể tìm hiểu tổng quan về nhà máy điện nguyên tử và thiết kế cho phần điện trong nhà máy. Do kiến thức có hạn nên không thể tránh khỏi sai sót, rất mong sự góp ý chỉ bảo của các thầy cô Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM Sinh viên Đặng Minh Khánh MỤC LỤC 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
