Đồ Án Thiết kế nhà máy điện nguyên tử

LỜI CẢM ƠN
☼☼☼☼☼

Em xin gởi lời biết ơn sâu sắc đến quý thầy cô trường đại hoc Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh và Bộ Môn Hệ Thống Điện đã tận tình giảng dây cho em trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn tốt nghiệp.

Em xin cảm ơn bạn bè và người thân trong gia đình đã động viên và hỗ trợ em trong khoảng thời gian thực hiện luận văn .

Em xin chân thành cảm ơn thầy Vũ Phan Tú đã tận tình hướng dẫn và cung cấp kiến thức cho em hoàn thành luận văn tốt nghiệp này.




TÓM TẮT LUẬN VĂN
- PHẦN I : TÌM HIỂU VỀ NĂNG LƯỢNG NGUYÊN TỬ
 CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NĂNG LƯỢNG TRÊN THẾ GIỚI
 CHƯƠNG 2: SƠ LƯỢC VỀ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN VÀ NĂNG LƯỢNG NGUYÊN TỬ
 CHƯƠNG 3 : NHÀ MÁY ĐIỆN NGUYÊN TỬ
 CHƯƠNG 4 : CHIẾN LƯỢC PHÁT TRIỂN NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN Ở VIỆT NAM
- PHẦN II : THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY ĐIỆN NGUYÊN TỬ
 CHƯƠNG 1 : XÂY DỰNG ĐỒ THỊ PHỤ TẢI
 CHƯƠNG 2: SƠ ĐỒ CẤU TRÚC NHÀ MÁY ĐIỆN
 CHƯƠNG 3 : CHỌN MÁY BIẾN ÁP ĐIỆN LỰC
 CHƯƠNG 4 : TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH
 CHƯƠNG 5 : TÍNH TOÁN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MÁY BIẾN ÁP
 CHƯƠNG 6 : CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN
 CHƯƠNG 7 : SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHƯƠNG 8 : TÍNH TOÁN KINH TẾ-KỸ THUẬT QUYẾT ĐỊNH PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
 CHƯƠNG 9 : CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ CÁC PHẦN DẪN ĐIỆN
 CHƯƠNG 10 : TỰ DÙNG TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN



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



LỜI MỞ ĐẦU
TPHCM, ngày tháng năm 2010

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