Khái niệm và bộ phận cơ bản trong ngành điện hạt nhân
Đây là một bài viết vô cùng quan trọng mở đầu phần đơn giản trực quan nhất của chuyên ngành năng lượng hạt nhân. Từ bài viết này về sau có một số từ mới, chưa có khái niệm chính xác trong tiếng Việt, chúng tôi sẽ cố gắng giải thích một cách dễ hiểu nhất. Những khái niệm này sẽ giúp đỡ các bạn rất nhiều trong việc theo dõi diễn đàn ở những bài viết sau, có lẽ trong tương lai sẽ tạo ra một hệ thống từ mới trong ngành điện hạt nhân. (đang ảo tưởng sức mạnh)!
**Nhà máy điện hạt nhân # lò hạt nhân/lò phản ứng hạt nhân (реактор/reactor):
Nhà máy điện hạt nhân là thiết bị sản xuất điện từ việc khai thác năng lượng hạt nhân. Nhà máy điện hạt nhân có cấu tạo phức tạp, có nhiều "tổ máy", phục vụ cho việc sản xuất điện, sản phẩm đầu cuối là điện năng.
Lò hạt nhân/lò phản ứng hạt nhân là một bộ phận của nhà máy điện hạt nhân - là thiết bị kiểm soát phản ứng dây chuyền (phân hạch) và tải nhiệt ra bên ngoài để sử dụng. Phản ứng dây chuyền xảy ra bên trong lò hạt nhân, sản sinh ra nhiệt và được chất tải nhiệt chuyển ra bên ngoài để sử dụng cho mục đích tiếp theo, sản phẩm đầu cuối của lò hạt nhân là nhiệt năng.
Có nhiều cách phân loại mẫu lò hạt nhân tùy theo công nghệ của mỗi quốc gia: lò nước nặng, lò nước nhẹ, lò nước sôi...Mẫu lò VVER lò năng lượng nước-nước, dịch nghe khá chuối, nhưng cách gọi như vậy là có lý do của nó (tham khảo ở bài viết tiếp theo).
Nói một cách dễ hiểu, nhà máy điện hạt nhân là cái nhà, lò hạt nhân là bếp trong nhà. "Bếp" có nhiều kiểu: bếp than, bếp củi, bếp điện, bếp gas...Bếp cho ta nhiệt để "đun nước".
**Sự tuần hoàn # chu trình (vòng tuần hoàn):
Nghe có vẻ giống nhau, nhưng đây lại là 2 từ hoàn toàn khác nhau. Mọi người phải hiểu được rằng nước được luân chuyển tuần hoàn (sự tuần hoàn của nước) trong một hoặc nhiều vòng khép kín (chu trình/vòng tuần hoàn).
Vòng luân chuyển nước ngoài 2 vòng tuần hoàn chính (bình ngưng tụ), không được gọi là vòng tuần hoàn, vì nó không kín. Phần đó sẽ được gọi là thiết bị ngưng tụ, sẽ được tìm hiểu ở những vài viết sau.
**Chất dẫn nhiệt # chất tải nhiệt:
Chất dẫn nhiệt thì ai cũng biết, còn chất tải nhiệt thì nhiệm vụ của nó là tải nhiệt từ bên trong lò hạt nhân ra bên ngoài để sử dụng (tham khảo wiki). Nghe hiểu ngay nhưng mình chỉ muốn nhấn mạnh 2 định nghĩa đó hoàn toàn khác nhau.
Những lò hạt nhân đầu tiên "lò nước sôi" [RBMK (РБМК)/boiling water reactor (BWR)] sử dụng một vòng tuần hoàn thì không có khái niệm chất tải nhiệt. Lò có có chất tải nhiệt là lò có 2 vòng tuần hoàn trở lên.
**Chất làm chậm # chất sinh công/chất làm việc:
Chất làm chậm là chất làm chậm newtron theo cơ chế va chạm đàn hồi. Chất sinh công là chất có khả năng chuyển hóa nhiệt năng thành cơ năng.
Định nghĩa có vẻ dễ hiểu, nhưng vấn đề ở đây đối với lò VVER (ВВЭР) [Pressurized water reactor (PWR)] nước vừa là chất làm chậm, vừa là chất tải nhiệt (trong chu trình 1), vừa là chất sinh công (trong chu trình 2). Cùng là nước nhưng ở những vị trí khác nhau lại có vai trò khác nhau.
Điều đặc biệt là trong tất cả các nhà máy điện hạt nhân lẫn nhà máy nhiệt điện nước luôn được sử dụng làm chất sinh công theo chu trình chuyển hóa Rankine.
**Lò hơi/nồi hơi # thiết bị trao đổi nhiệt:
Lò hơi/nồi hơi là một dạng thiết bị trao đổi nhiệt, có nhiệm vụ dùng nhiệt của chất tải nhiệt để sinh hơi nước. Nếu xem lò hạt nhân là "bếp", thì lò hơi chính là "nồi nước".
Trong vòng tuần hoàn 2 có 2 thiết bị trao đổi nhiệt: lò hơi và bình ngưng tụ.
**Công suất nhiệt # công suất điện:
Công suất nhiệt là lượng nhiệt sinh ra trong đơn vị thời gian, có đơn vị là W. Tương tự với công suất điện, đơn vị cũng là W.
Khi nhắc đến nhà máy điện người ta chỉ quan tâm công suất điện, tương tự khi nhắc đến lò điện hạt nhân thứ người ta quan tâm là công suất nhiệt.
Công suất điện = hiệu suất chuyển hóa hiệu dụng x công suất nhiệt.
Hao phí 2000MW? Xét về nhiệt lượng thấy nhiều, nhưng hiệt suất 33% đã là hiệu suất tối ưu của mẫu lò VVER-1000. 2000MW là nhiệt của lượng hơi nước có cơ năng thấp, không đủ làm quay tuabin. Mẫu lò mới VVER-1200 có hiệu suất 35%.
## đây chỉ là những khái niệm và bộ phận cơ bản nhất, hiễu thì dễ hiểu nhưng lại dễ gây ra nhầm lẫn. Sẽ xuất hiện thêm những bộ phận và khái niệm mới, mời bạn theo dõi những bài viết sau.
