Η θερμική ενέργεια στο πυρηνικό εργοστάσιο ηλεκτρισμού μπορεί να δημιουργηθεί μέσω πυρηνικής αντίδρασης ή πυρηνικής σχάσης. Τα βαριά στοιχεία της πυρηνικής σχάσης είναι το Ουράνιο / Θόριο πραγματοποιείται σε μια ειδική συσκευή που ονομάζεται πυρηνικός αντιδραστήρας. Μια τεράστια ποσότητα ενέργειας μπορεί να παραχθεί λόγω της πυρηνικής σχάσης. Τα υπόλοιπα μέρη του πυρηνικού, καθώς και τα συμβατικά θερμικά εργοστάσια, είναι τα ίδια. Η σχάση 1 Kg Ουρανίου παράγει θερμική ενέργεια που είναι ίση με την ενέργεια που παράγεται μέσω 4500 τόνων άνθρακα υψηλής ποιότητας. Αυτό μειώνει σημαντικά το κόστος μεταφοράς των καυσίμων, επομένως είναι ένα σημαντικό όφελος αυτών των εγκαταστάσεων. Σε όλο τον κόσμο, υπάρχουν τεράστιες αποθέσεις καυσίμων, επομένως, αυτές οι εγκαταστάσεις μπορούν να τροφοδοτούν συνεχώς ηλεκτρική ενέργεια για εκατοντάδες χρόνια. Εργοστάσια πυρηνικής ενέργειας παράγουν 10% της ηλεκτρικής ενέργειας από ολόκληρη την ηλεκτρική ενέργεια στον κόσμο
Τι είναι ένας πυρηνικός σταθμός;
Ορισμός: Η μονάδα παραγωγής ενέργειας που χρησιμοποιείται για τη θέρμανση του νερού για την παραγωγή ατμός , τότε αυτός ο ατμός μπορεί να χρησιμοποιηθεί για περιστροφή τεράστιων στροβίλων για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Αυτά τα εργοστάσια χρησιμοποιούν τη θερμότητα για να ζεσταθεί το νερό που παράγεται από την πυρηνική σχάση. Έτσι τα άτομα στην πυρηνική σχάση θα χωριστούν σε διαφορετικά μικρότερα άτομα για την παραγωγή ενέργειας. ο διάγραμμα πυρηνικής ενέργειας φαίνεται παρακάτω.
Αρχή λειτουργίας πυρηνικού σταθμού
Στη μονάδα παραγωγής ενέργειας, η σχάση λαμβάνει χώρα στον αντιδραστήρα και το μέσο του αντιδραστήρα είναι γνωστό ως ο πυρήνας που περιλαμβάνει καύσιμο ουρανίου, και αυτό μπορεί να διαμορφωθεί σε σφαιρίδια κεραμικός . Κάθε σφαιρίδιο παράγει 150 λίτρα ενέργειας λαδιού. Η συνολική ενέργεια που παράγεται από τα σφαιρίδια συσσωρεύεται σε μεταλλικές ράβδους καυσίμου. Ένα μάτσο αυτών των ράβδων είναι γνωστό ως συγκρότημα καυσίμου και ο πυρήνας του αντιδραστήρα περιλαμβάνει πολλά συγκροτήματα καυσίμου.
Κατά τη διάρκεια της πυρηνικής σχάσης, η θερμότητα μπορεί να παραχθεί εντός του πυρήνα του αντιδραστήρα. Αυτή η θερμότητα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να ζεσταθεί το νερό σε ατμό, ώστε να μπορούν να ενεργοποιηθούν οι λεπίδες του στροβίλου. Μόλις ενεργοποιηθούν οι λεπίδες του στροβίλου τότε οδηγούν το γεννήτριες για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Σε μια μονάδα παραγωγής ενέργειας, διατίθεται πύργος ψύξης για την ψύξη του ατμού στο νερό, διαφορετικά χρησιμοποιούν το νερό από διαφορετικούς πόρους. Τέλος, το ψυχρό νερό μπορεί να επαναχρησιμοποιηθεί για την παραγωγή ατμού.
Διάγραμμα πυρηνικής ενέργειας-εργοστάσιο-μπλοκ-διάγραμμα
Συστατικά του πυρηνικού σταθμού
Στο παραπάνω διάγραμμα μπλοκ πυρηνικής ενέργειας, υπάρχουν διαφορετικά στοιχεία που περιλαμβάνουν τα ακόλουθα.
Πυρηνικός αντιδραστήρας
Σε μια μονάδα παραγωγής ενέργειας, ένας πυρηνικός αντιδραστήρας είναι ένα βασικό συστατικό όπως μια πηγή θερμότητας που περιλαμβάνει το καύσιμο και την αντίδρασή του της πυρηνικής αλυσίδας, συμπεριλαμβανομένων των αποβλήτων πυρηνικών. Το πυρηνικό καύσιμο που χρησιμοποιείται στον πυρηνικό αντιδραστήρα είναι το ουράνιο και οι αντιδράσεις του παράγονται με θερμότητα σε έναν αντιδραστήρα. Στη συνέχεια, αυτή η θερμότητα μπορεί να μεταφερθεί στο ψυκτικό του αντιδραστήρα για να παράγει θερμότητα σε όλα τα μέρη του σταθμού παραγωγής ενέργειας.
Υπάρχουν διάφοροι τύποι πυρηνικών αντιδραστήρων που χρησιμοποιούνται στην κατασκευή πλουτωνίου, πλοίων, δορυφόρων και αεροσκαφών για έρευνα καθώς και για ιατρικούς σκοπούς. Ο σταθμός παραγωγής ενέργειας περιλαμβάνει όχι μόνο τον αντιδραστήρα και περιλαμβάνει επίσης στροβίλους, γεννήτριες, πύργους ψύξης, μια ποικιλία συστημάτων ασφαλείας.
Παραγωγή ατμού
Σε όλες τις μονάδες παραγωγής ενέργειας, η παραγωγή ατμού είναι γενική, ωστόσο, ο τρόπος παραγωγής θα αλλάξει. Τα περισσότερα φυτά χρησιμοποιούν αντιδραστήρες νερού χρησιμοποιώντας δύο βρόχους περιστρεφόμενου νερού για την παραγωγή ατμού. Ο πρωτεύων βρόχος μεταφέρει πολύ ζεστό νερό για θέρμανση ανταλλαγής μόλις κυκλοφορήσει νερό σε χαμηλή πίεση και στη συνέχεια θερμαίνει το νερό για να παράγει ατμό για μετάδοση στο τμήμα του στροβίλου.
Γεννήτρια & στρόβιλος
Μόλις δημιουργηθεί ατμός, τότε ταξιδεύει με υψηλές πιέσεις για να επιταχύνει την τουρμπίνα. Η περιστροφή των στροβίλων μπορεί να χρησιμοποιηθεί για περιστροφή ηλεκτρογεννήτρια για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας που μεταδίδεται στο ηλεκτρικό δίκτυο.
Πύργοι ψύξης
Σε έναν πυρηνικό σταθμό, το πιο σημαντικό μέρος είναι ένας πύργος ψύξης που χρησιμοποιείται για τη μείωση της θερμότητας του νερού. Ανατρέξτε σε αυτόν τον σύνδεσμο για να μάθετε περισσότερα Τι είναι ένας πύργος ψύξης - εξαρτήματα, κατασκευή & εφαρμογές
Εργασία πυρηνικού σταθμού
Τα στοιχεία όπως το ουράνιο ή το θόριο υπόκεινται σε αντίδραση πυρηνικής σχάσης ενός πυρηνικού αντιδραστήρα. Λόγω αυτής της σχάσης, μια τεράστια ποσότητα θερμικής ενέργειας μπορεί να παραχθεί και μεταδίδεται στον αντιδραστήρα ψυκτικού. Εδώ, το ψυκτικό δεν είναι παρά νερό, υγρό μέταλλο αλλιώς αέριο. Το νερό θερμαίνεται για ροή σε εναλλάκτη θερμότητας έτσι ώστε να μετατρέπεται σε ατμό υψηλής θερμοκρασίας. Στη συνέχεια, ο ατμός που παράγεται επιτρέπεται να κάνει a ατμοστρόβιλος τρέξιμο. Και πάλι ο ατμός μπορεί να αλλάξει ξανά στο ψυκτικό και να ανακυκλωθεί για χρήση για τον εναλλάκτη θερμότητας. Έτσι, ο στρόβιλος και ο εναλλάκτης συνδέονται για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Με τη χρήση ενός μετασχηματιστή, η ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται μπορεί να αυξηθεί για χρήση σε επικοινωνίες υπεραστικών.
Η αποτελεσματικότητα του πυρηνικού σταθμού
Η απόδοση του πυρηνικού σταθμού μπορεί να αποφασιστεί εξίσου με άλλους κινητήρες θερμότητας, επειδή τεχνικά η μονάδα είναι ένας μεγάλος κινητήρας θερμότητας. Το άθροισμα της ηλεκτρικής ενέργειας που παράγεται για κάθε μονάδα θερμικής ισχύος θα παρέχει στο εργοστάσιο ότι είναι θερμική απόδοση και λόγω του δεύτερου νόμου της θερμοδυναμικής, υπάρχει ένα υψηλότερο όριο στο πόσο αποτελεσματικά μπορούν να είναι αυτά τα εργοστάσια παραγωγής ενέργειας.
Οι κανονικοί πυρηνικοί σταθμοί παραγωγής ενέργειας επιτυγχάνουν απόδοση περίπου 33 έως 37%, ισοδύναμο με τα ορυκτά καύσιμα. Υψηλής θερμοκρασίας και πιο σύγχρονα σχέδια όπως οι αντιδραστήρες Generation IV θα μπορούσαν να αποκτήσουν απόδοση άνω του 45%.
Τύποι πυρηνικού σταθμού
Υπάρχουν δύο τύποι πυρηνικών σταθμών παραγωγής ενέργειας όπως ο αντιδραστήρας υπό πίεση και ο αντιδραστήρας βραστό νερό.
Αντιδραστήρας υπό πίεση νερού
Σε αυτόν τον τύπο αντιδραστήρα, το κανονικό νερό χρησιμοποιείται ως ψυκτικό. Αυτό διατηρείται σε πολύ υψηλή δύναμη, ώστε να μην βράσει. Ένας εναλλάκτης θερμότητας σε αυτόν τον αντιδραστήρα μεταφέρει το θερμαινόμενο νερό όπου το νερό από τον δευτερεύοντα ψυκτικό κύκλο μετατρέπεται σε ατμό. Επομένως, αυτός ο βρόχος είναι εντελώς απαλλαγμένος από το ραδιενεργό υλικό. Σε αυτόν τον αντιδραστήρα, το ψυκτικό νερό λειτουργεί ως συντονιστής. Λόγω αυτών των πλεονεκτημάτων, αυτοί οι αντιδραστήρες χρησιμοποιούνται συχνότερα.
Αντιδραστήρας βραστό νερό
Σε αυτόν τον τύπο αντιδραστήρα, διατίθεται μόνο ένας βρόχος ψυκτικού. Το νερό επιτρέπεται να θερμανθεί μέσα στον αντιδραστήρα. Ο ατμός παράγεται από τον αντιδραστήρα όταν βγαίνει από τον αντιδραστήρα και ο ατμός θα ρέει σε όλο τον ατμοστρόβιλο. Το κύριο μειονέκτημα αυτού του αντιδραστήρα είναι, το ψυκτικό νερό πλησιάζει τις ράβδους καυσίμου και την τουρμπίνα. Έτσι, ραδιενεργό υλικό θα μπορούσε να βρίσκεται πάνω από την τουρμπίνα.
Επιλογή τοποθεσίας για πυρηνική μονάδα παραγωγής ενέργειας
Η επιλογή του ιστότοπου για πυρηνικό PowerPoint μπορεί να γίνει λαμβάνοντας υπόψη την τεχνική απαίτηση. Η διαρρύθμιση και η λειτουργία ενός πυρηνικού σταθμού εξαρτάται κυρίως από τα χαρακτηριστικά του χώρου.
Κατά το σχεδιασμό της εγκατάστασης, πρέπει να λαμβάνονται υπόψη οι κίνδυνοι από την τοποθεσία. Ο σχεδιασμός του εργοστασίου πρέπει να χειριστεί με τεράστια φυσική εμφάνιση και ενέργειες που προκαλούνται από ανθρώπους, χωρίς να βλάψει την λειτουργική ασφάλεια του εργοστασίου.
Κάθε ιστότοπος πρέπει να παρέχει τις απαραίτητες ανάγκες, όπως απορριπτόμενες και αποσυνδεδεμένες ψύκτρες, διαθεσιμότητα τροφοδοσίας, άριστες επικοινωνίες και αποτελεσματική διαχείριση κρίσεων κ.λπ. Για μια μονάδα παραγωγής ενέργειας, η εκτίμηση του ιστότοπου τυπικά καταλαμβάνει διαφορετικά στάδια όπως επιλογή, χαρακτηρισμός, προ-λειτουργικό, και λειτουργικό.
Πυρηνικοί σταθμοί στην Ινδία
Υπάρχουν επτά πυρηνικοί σταθμοί στην Ινδία που περιλαμβάνουν τα ακόλουθα.
- Πυρηνικός σταθμός Kudankulam, που βρίσκεται στο Ταμίλ Ναντού
- Πυρηνικός αντιδραστήρας Tarapur, που βρίσκεται στη Μαχαράστρα
- Rajasthan Atomic Power Plant, που βρίσκεται στο Rajasthan
- Kaiga Atomic Power Plant, που βρίσκεται στην Καρνατάκα
- Πυρηνικός σταθμός Kalapakkam, που βρίσκεται στο Ταμίλ Ναντού
- Πυρηνικός αντιδραστήρας Narora, που βρίσκεται στο Uttar Pradesh
- Kakarapar Atomic Power Plant, που βρίσκεται στο Gujarat
Πλεονεκτήματα
ο πλεονεκτήματα των πυρηνικών σταθμών παραγωγής ενέργειας συμπεριλάβετε τα ακόλουθα.
- Χρησιμοποιεί λιγότερο χώρο σε σύγκριση με άλλους σταθμούς παραγωγής ενέργειας
- Είναι εξαιρετικά οικονομικό και παράγει τεράστια ηλεκτρική ισχύ.
- Αυτές οι εγκαταστάσεις βρίσκονται κοντά στο κέντρο φόρτωσης επειδή δεν απαιτείται τεράστιο καύσιμο.
- Παράγει τεράστια ποσότητα ισχύος στη διαδικασία κάθε πυρηνικής σχάσης
- Χρησιμοποιεί λιγότερα καύσιμα για να παράγει τεράστια ενέργεια
- Η λειτουργία του είναι αξιόπιστη
- Σε σύγκριση με τις εγκαταστάσεις παραγωγής ατμού, είναι πολύ καθαρό και καθαρό
- Το λειτουργικό κόστος είναι μικρό
- Δεν παράγει ρυπογόνα αέρια
Μειονεκτήματα
ο μειονεκτήματα των πυρηνικών σταθμών παραγωγής ενέργειας συμπεριλάβετε τα ακόλουθα.
- Το κόστος της κύριας εγκατάστασης είναι εξαιρετικά υψηλό σε σύγκριση με άλλους σταθμούς παραγωγής ενέργειας.
- Το πυρηνικό καύσιμο είναι ακριβό, επομένως η ανάκτηση είναι δύσκολη
- Το υψηλό κόστος κεφαλαίου συγκρίνεται με άλλα εργοστάσια παραγωγής ενέργειας
- Απαιτούνται τεχνικές γνώσεις για τη λειτουργία αυτής της πλατφόρμας. Έτσι, η συντήρηση, καθώς και ο μισθός, θα είναι υψηλή.
- Υπάρχει πιθανότητα ραδιενεργού ρύπανσης
- Η απάντηση δεν είναι αποτελεσματική
- Η απαίτηση του νερού ψύξης είναι διπλή σε σύγκριση με μια μονάδα παραγωγής ατμού.
Εφαρμογές
ο εφαρμογές πυρηνικών σταθμών συμπεριλάβετε τα ακόλουθα.
Η πυρηνική ενέργεια χρησιμοποιείται σε διάφορες βιομηχανίες σε όλο τον κόσμο για αφαλάτωση του ωκεανού νερού, παραγωγή υδρογόνου, τηλεθέρμανση / θέρμανση, αφαίρεση τριτογενών πόρων πετρελαίου και χρησιμοποιείται σε εφαρμογές θερμικής διεργασίας όπως συμπαραγωγή, μετατροπή άνθρακα σε υγρά και βοήθεια στην χημική σύνθεση πρώτων υλών.
Συχνές ερωτήσεις
1). Τι είναι ο πυρηνικός σταθμός;
Αυτός είναι ένας σταθμός θερμικής ενέργειας που χρησιμοποιεί έναν πυρηνικό αντιδραστήρα ως πηγή θερμότητας. Η παραγόμενη θερμότητα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την οδήγηση ενός στροβίλου που συνδέεται με μια γεννήτρια ή παράγει ηλεκτρική ενέργεια.
2) Στην Ινδία, πόσα πυρηνικά εργοστάσια υπάρχουν;
Υπάρχουν επτά πυρηνικά εργοστάσια διαθέσιμα στην Ινδία
3). Ποια πολιτεία στις ΗΠΑ διαθέτει περισσότερους σταθμούς παραγωγής ενέργειας;
Πενσυλβάνια
4). Ποιος είναι ο μεγαλύτερος σταθμός παραγωγής ενέργειας στον κόσμο;
Επί του παρόντος, ο «σταθμός παραγωγής ενέργειας Kashiwazaki-Kariwa» στην Ιαπωνία είναι ο μεγαλύτερος σταθμός παραγωγής ενέργειας στον κόσμο.
5). Ποιος είναι ο ασφαλέστερος σχεδιασμός για πυρηνικούς αντιδραστήρες;
Ο SMR (μικρός αρθρωτός αντιδραστήρας) είναι ο ασφαλέστερος σχεδιασμός.
6). Ποιοι είναι οι κοινοί τύποι πυρηνικών σταθμών;
Αυτά διατίθενται σε δύο τύπους, δηλαδή αντιδραστήρα υπό πίεση και βραστό νερό
7). Ποια είναι τα συστατικά που χρησιμοποιούνται σε έναν πυρηνικό σταθμό;
Είναι πυρηνικοί αντιδραστήρες, παραγωγή ατμού, πύργος ψύξης, στρόβιλος, γεννήτρια κ.λπ.
Επομένως, αυτό είναι όλο μια επισκόπηση των πυρηνικών σταθμών παραγωγής ενέργειας . Στην Ινδία, οι πυρηνικοί σταθμοί παράγουν 6.7GW ενέργειας συνεισφέροντας 2% της ηλεκτρικής ενέργειας στη χώρα. Ο έλεγχος αυτών των εγκαταστάσεων στην Ινδία μπορεί να γίνει μέσω της NPCIL - Nuclear Power Corporation της Ινδίας. Εδώ είναι μια ερώτηση για εσάς, ποιος είναι ο διάσημος πυρηνικός σταθμός στην Ινδία;
