books nuclear power plant systems
If you do not find what you're looking for, you can use more accurate words.
أنظمة محطات الطاقة النووية (Info)
التحويل إلى الطاقة الكهربائية يحدث بشكل غير مباشر كما هو الحال في محطات الطاقة الحرارية التقليدية فالانشطار في المفاعل النووي يسخن مبرد المفاعل ويوجد ثلاثة أنواع من مبردات المفاعلات وهي مبرد مفاعل الماء ومبرد بواسطة الغاز ومبرد بواسطة المعدن السائل حيث يعتمد على نوع المفاعل . بعدها يقوم مبرد المفاعل بإعطاء إشارة إلى مولد البخار (الطاقة النووية) ويقوم بعملية تسخين الماء لإنتاج البخار ثم يقوم بتغذية البخار المضغوط وتحويله إلى توربينات بخارية متعددة المراحل مما يؤدي إلى توسع التوربينات البخارية وتكثيف البخار جزئيا بحيث يتم تكثيف البخار المتبقي في المكثف .
المكثف هو عبارة عن مبادل حراري متصل بجانب ثانوي مثل نهر أو بحر أو برج تبريد بحيث يتم ضخ الماء مرة أخرى إلى مولد البخار وتبدأ الدورة مرة أخرى، وللمعلومية دورة الماء والبخار تتوافق مع دورة رانكن.
مفاعل نووي
المفاعل النووي وهو قلب المحطة حيث يتم توليد الحرارة الأساسية للمفاعل من خلال الانشطار النووي الخاضع للرقابة ومع هذا فالحرارة يتم تسخينها بواسطة المبرد الذي يقوم بعملية الضخ من خلال المفاعل وبالتالي تتلاشى الطاقة من المفاعل. أيضاً يتم استخدام الحرارة من الانشطار النووي لرفع البخار الذي يمر عبر توربينات البخار. حيث تقوم التوربينات بعمل قوى للمولدات الكهربائية .
عادة ما تعتمد المفاعلات النووية على اليورانيوم لتغذية تفاعل السلسلة ويعرف اليورانيوم بمعدن ثقيل جدا ومتوفر بوفرة على الأرض ومياه البحر وكذلك متوفر في معظم الصخور .
يوجد اليورانيوم الطبيعي في نظيرين مختلفين:
- اليورانيوم 238 (U-238) وهو ما يمثل 99.3٪ .
- اليورانيوم 235 (U-235) وهو ما يمثل حوالي 0.7٪.
النظائر هي ذرات من نفس العنصر مع عدد مختلف من النيوترونات وللمعلومية اليورانيوم 238 لديه 146 من النيوترونات واليورانيوم 235 لديه 143 النيوترونات .
النظائر المختلفة لها سلوكيات مختلفة على سبيل المثال اليورانيوم 235 هو الانشطار مما يعني من السهل تقسيمه ويعطي الكثير من الطاقة مما يجعله مثالي للطاقة النووية. من ناحية أخرى اليورانيوم 238 ليس لديه هذه الميزة على الرغم من أنه نفس العنصر. وتتميز النظائر المختلفة بنصف عمر مختلف وللمعلومية نصف العمر هو مقدار الوقت الذي يستغرقه نصف عينة من عنصر إشعاعي إلى الاضمحلال على سبيل المثال اليورانيوم 238 لديه نصف عمر أطول من اليورانيوم 235 لذلك يستغرق وقتا أطول إلى الاضمحلال مع مرور الوقت. وهذا يعني أن اليورانيوم 238 أقل إشعاعية من اليورانيوم 235 .
إن الانشطار النووي يخلق النشاط الإشعاعي ويحيط بالمفاعل درع واقي حيث يقوم هذا الاحتواء بامتصاص الإشعاع ويمنع المواد المشعة من الانتشار في البيئة. بالإضافة إلى ذلك تم تجهيز العديد من المفاعلات بقبة من الخرسانة لحماية المفاعل ضد الحوادث الداخلية والآثار الخارجية.
توربينات البخار
الغرض من التوربينات البخارية هو تحويل الحرارة الموجودة في البخار إلى طاقة ميكانيكية. وعادة ما يكون بيت المحرك المزود بالتوربينات البخارية مفصول هيكليا عن مبنى المفاعل الرئيسي. ويتم محاذاة ذلك لمنع الحطام من تدمير التوربينات في العملية من التحليق نحو المفاعل. في حالة مفاعل الماء المضغوط يتم فصل التوربينات البخارية عن النظام النووي للكشف عن تسرب في مولد البخار وبالتالي مرور المياه المشعة في مرحلة مبكرة، يتم تركيب متر النشاط لتتبع البخار من مولد البخار. وعلى النقيض من ذلك تمر مفاعلات الماء المغلي بالماء المشع عبر التوربينات البخارية لذلك يتم الاحتفاظ بالتوربين كجزء من المنطقة التي تسيطر عليها إشعاعيا لمحطة الطاقة النووية.
نظام التبريد ومولد الكهرباء
يعتبر نظام التبريد أهم عملية حيث يتم إزالة الحرارة من قلب المفاعل ونقلها إلى منطقة أخرى من المحطة لتسخير الطاقة الحرارية لإنتاج الكهرباء أو للقيام بعمل لغرض آخر.
المولد وهو الذي يقوم بتحويل الطاقة الميكانيكية الموردة من التوربين إلى طاقة كهربائية وتستخدم مولدات منخفضة القطب ذات قدرة عالية.
صمامات الأمان
في حالة الطوارئ يمكن استخدام صمامات الأمان لمنع انفجار الأنابيب أو انفجار المفاعل. صممت الصمامات بحيث يمكن استخلاص جميع معدلات التدفق مع زيادة ضئيلة في الضغط. في حالة القوة يتم توجيه البخار إلى غرفة قمع ويتكثف هناك. ترتبط الغرف على مبادل حراري بدائرة التبريد المتوسطة.
مضخة تغذية المياة
يتم التحكم في مستوى المياه في مولد البخار والمفاعل النووي باستخدام نظام تغذية المياه. وتستخدم ايضاً مضخة تغذية المياه بمهمة أخذ المياه من نظام المكثفات، مما يزيد الضغط ويجبرها على مولدات البخار (في حالة مفاعل الماء المضغوط) أو مباشرة في المفاعل (لمفاعلات الماء المغلي).
امدادات الطاقة في حالات الطوارئ
تتطلب معظم المحطات النووية مصدرين منفصلين لمحولات خدمة محطة تغذية القدرة خارج الموقع التي تفصل بما فيه الكفاية في وحدة تخزين المحطة ويمكنها الحصول على الطاقة من خطوط نقل متعددة. بالإضافة إلى ذلك في بعض المحطات النووية يمكن لمولد التوربينات أن يقوم بتشغيل المحطة عن طريق محولات خدمة المحطة التي تستخرج الطاقة من قضبان خروج المولد قبل أن تصل إلى المحول الأعلى (تحتوي هذه المحطات أيضا على محولات خدمة المحطة خارج الموقع مباشرة من ساحة التبديل). حتى مع التكرار من اثنين من مصادر الطاقة لا يزال من الممكن فقدان كامل للطاقة خارج الموقع. وقد تم تجهيز محطات الطاقة النووية بالطاقة الطارئة.
