Azerbaycan Hava Yolları Qapalı Sehimdar Cemiyyeti Milli Aviasiya Akademiyası Serbest iş 6 Fenn: Fizika 2



Yüklə 33,15 Kb.
tarix05.02.2018
ölçüsü33,15 Kb.
#24931

Azerbaycan Hava Yolları Qapalı

Sehimdar Cemiyyeti

Milli Aviasiya Akademiyası

Serbest iş 6

Fenn: Fizika 2

Mövzu: Nüvə energetikası. Atom elektrik stansiyası
Kafedra: Aerokosmik

Telebe: Memmedova Hemide

Qrup :1433a

İxtisas: Ekologiya mühendisliyi

Bakı 2014

Atom Elektrik Stansiyası nüvə enerjisini elektrik enerjisinə çevirən mürəkkəb qurğudur. AES-lər bir, iki və üç dövrəli (konturlu) olur. İş prinspinə görə AES-ləri istilik elektrik stansiyalarına aid etmək olar. Stansiyada yüksək temperaturlu buxar karbohidrogenlərin yandırılmasından deyil idarə olunan nüvə reaksiyası zamanı ayrılan istiliyin hesabına əldə edilir. Bu qurğuda istilikayırıcının, istilik daşıyıcının, turbin və elektrik cərəyanı generatorunun ümumi işi nəticəsində elektrik enerjisi istehsal edilir.

Nüvə reaktorunda - güclü mühafizəedici təbəqə ilə əhatələnmiş şaquli slindirvari qurğuda idarə olunan nüvə reaksiyası zamanı uran-235 atomu (92U235 izotopu) sərbəs neytronla qarşılıqlı təsirdə olaraq hissələrə bölünür. Bu zaman bölünən hər bir atomdan yeni neytronlar meydana çıxır və bu neytronlar öz növbəsində başqa atomlarla qarşılıqlı təsirdə olaraq onların bölünməsinə səbəb olur. Nəticədə daha böyük miqdarda neytron seli yaranır. Belə reaksiyalar zəncirvari nüvə reaksiyası adlanır və reaksiyanın gedişi zamanı böyük miqdarda istilik enerjisi ayrılır və həmin enerjidən suyun buxara çevrilmsi üçün istifadə olunur.

İstifadə olunma xüsusiyyətlərinə görə nüvə reaktorları təcrübi, tədqiqat, izotop və energetik reaktorlardan ibarət olur:



  • Təcrübi reaktorlar nüvə reaktorlarının layihələndirilməsi və istismarı üçün vacib olan müxtəlif fiziki kəmiyyətlərin hesablanması üçün istifadə edilir. Bu reaktorların gücü bir neçə kVt-dan çox olmur;

  • Tədqiqat reaktorlarında aktiv zonada yaranan neytron və γ - kvant seli nüvə fizikası, bərk cisimlər fizikası, radiyasiya kimyası, bioloji tədqiqatlar və müxtəlif izototların (xüsusi ilə tibbdə istifadə olunan) istehsalında istifadə olunur;

  • İzotop (silah, sənaye) reaktorları müxtəlif izotopların istehsalında istifadə olunur, məsələn nüvə silahlarında istifadə olunan U235 (94Pu239);

  • Energetik reaktorlar elektrik və istilik enerjisinin alınması, dəniz suyunun duzsuzlaşdırılması, gəmilərdə güc qurğularının hazırlanmasında və s. istifadə olunur.

Neytron spekrtinə görə reaktorlar istilik (yavaş) neytronları ilə işləyən reaktorlar, sürətli neytronlarla işləyən reaktorlar və aralıq neytronlarla ilə işləyən reaktorlara, nüvə yanacağının reaktorda yerləşdirilməsinə görə isə heterogen və homogen reaktorlara bölünür. Energetik reaktorlar adətən istilik neytronları ilə işləyən heterogen reaktorlardan ibarət olur.

Növündən asaılı olmayaraq hər bir reaktorun əsas tərkib hissələri aşağıdakılari əhatə edir:



  • aktiv zona;

  • istilikötürücü;

  • nizamlama sistemi (idarəedici çubuqlar);

  • radiasiyadan (şualanmadan) mühafizə;

  • məsafədən idarəolunma mərkəzi;

  • digər konstruksiya elementləri.

Reaktorda nüvə yanacağı yerləşdirilən sahədə - aktiv zonada uran-235 atomunun bölünməsi nəticəsində istilik enerjisi ayrılır. Ayrılan istilik maye və yaxud qaz şəklində istilikdaşıyıcı vasitəsilə aktiv zonadan istilikdəyişdiriciyə ötürülür. İstilikdaşıyıcı su, natrium (maye halda), carbon qazı ola bilər. İstilikdaşıyıcı ilə birlikdə bu qapalı sistem birinci dövrə (kontur) adlanır. İstilikdəyişdiricidə birinci dövrənin istisi ikinci dövrədəki suyu qaynama dərəcəsinə qədər qızdırır. Əmələ gələn yüksək təzyiqli buxar turbinə istiqamətləndirilir. Turbin isə öz növbəsində generatorun rotorunu hərəkətə gətirərək elektrik cərəyanı yaradır. Zəncirvari nüvə reaksiyasının sürəti idarəedici çubuqlar vasitəsilə idarə edilir. Bu çubuqlar adədən bor və kadmium maddəsindən hazırlanır. İdarəedici çubuqlar aktiv zonaya nə qədər dərin daxil edilərsə daha böyük miqdarda neytron udur və reaksiyanın sürəti, eyni zamanda ayrılan istiliyin miqdarı azalır. İdarəedici çubuqlar aktiv zonadan çıxarıldıqda isə reaksiyada iştirak edən neytronların miqdarı artır, daha çox uran atomu bölünür və böyük miqdarda istilik enerjisi ayrılır. İES-lərdə olduğu kimi AES-lərdə də istifadə olunmuş sudan təkrar istifadə üçün soyutma sistemi inşa edilir. Adətən istifadə olunmuş buxar qradirnilər vasitəsi ilə soyudularaq təkrar sistemə qaytarılır.

Nüvə reaktorlarının ən vacib xassəsi onun gücüdür - yəni müəyyən zaman kəsiyində ayırdığı istiliyin miqdarıdır. Sənaye reaktorlarının gücü meqavatla (MVt) ölçülür. 1MVt (106Vt) güc saniyədə 3.1016 bölünmə aktına bərabər nüvə reaksiyasına uyğundur. İlk dəfə nüvənin bölünməsi uran atomunda (92U235, 92U238) müşahidə olunmuşdur. Eyni zamanda uran-233 və plutonium-239 izotoplarıda istilik və sürətli neytronların qarşılıqlı təsiri nəticəsində bölünür və nəticədə çoxlu miqdarda istilik ayrılır.

Aşağıda uran-235 izotopunun bölünməsi variantları göstərilmişdir:


0n1 +92U235 52Te137+40Zr97+0n1
0n1 +92U235 56Ba142+36Kr91+0n1
Bu izotopun bölünməsi nəticəsində 200-dən artıq müxtəlıf izotopun, 35-dən artıq kimyəvi elementin əmələ gəlməsi müəyyən edilmişdir. Bu maddələrin böyük əksəriyyətı yüksək radioaktivliyə malikdir və həyat üçün böyük təhlükə törədir.

Atom fizikasının müasir inkişaf mərhələsində atom enerjisindən dinc məqsədlər üçün istifadə olunması əhəmiyyət kəsb edir. Məlumdur ki, 1 kg uranın (U235) parçalanmasından 80 milyard kJ istilik ayrılır ki, bu da 2,5 min ton daş kömürün yanmasından alınan istiliyə uyğun gəlir. Hüvə reak-siyası ilə yüngül elementlərin sintezi zamanı isə dahböyük miqdarda istilik ayrılır. Buradan aydın olur ki, nüvə enerjisi ehtyatlari tükənməzdir.

Atom-elektrik stansiyalarının əsas elementi reaktordur. Reaktorda atom yanacağı sayılan ağır elementlərin parcalanma (zəncirvari) reaksiyaları baş verir. Reaktordan istilik şəklində ayrılan atom enerjisinin əsas hissəsi, təqribən 82 % - i U235 –in bölünməsindən alınır. Bölünmə prosesi zamanı γ və β şüaları və neytronların enerjisi istiliyə çevrilir.
AS – lərin sxemləri
Reaktorda alınmış istiliyin elektrik enerjisinə çevrilməsi termodinamik tsikl üzrə baş verir. İlk atom-elekrtik stansiyasının prinsipial sxemi şəkil 1–də göstəril­mişdir.




Şəkil 1.Atom-elekrtik stansiyasının prinsipial sxemi
Belə sxem ikikonturlu adlanır. Stansiyanın I konturunda reaktorda (1) ele­mentlə­rdən istilik ayrılır və dövredici istilikdaşıyıcının köməyi ilə buxar generatorundakı (2) su buxarına verilir. I konturunda əmələ gələn padiak-tivlik stansiyanın xüsusi bioloji müdafiə divarı vasitəsilə aradan qaldırılır.

Stansiyanın II konturu buxar-turbinli qurğuların sxeminə uyğun gəlir. Burada buxar generatorunda əmələ gəlmiş su buxarı buxar turbininə daxil olur və mexaniki enerji yaradır. Buxar sonradan 4 kondensatorunda kondensatlaşaraq qidalandırıcı nasos (5) vasitəsilə yenidən buxar generatoruna verilir. I konturda istilikdaşıyıcı kimi su, üzvi mayelər, maye metal və qazlardan istifadə olunur. I konturda su buxarı doymuş və ya qızmış halda ola bilir. Göstərilən sxem üzrə işləyən stansiyada istilikdaşıyıcı kimi yüksək təzyiqli sudan, II konturda isə zəif qızmış su buxarından istifadə olunmuşdur.



AES – lərdə enerji cevirmələri

Atom qurğusunun turbinin girişində su buxarının daha yüksək təzyiqə malik olması üçün birkonturlu sxemdən istifadə olunur (Şək. 2). Belə sxemlərdə qayna­dıcı növlü reaktorlar tətbiq olunur. Burada su buxarı istilikdaşıyıcı elementdə qızdırılır və sonra isə buxar trubininə daxil olur.



Şəkil 2. Atom-elekrtik stansiyasının birkonturlu sxemi

Reaktorda (1) işlənmış su buxarı zəif reaktivliyə malik olduğundan buxar turbini (2), kondensator (3) və digər avadanlıqlar üçün bioloji müdafiə divarları lazım gəlmir və ancaq reaktorun özü izolə olunur.

Bir konturlu AES sxemlərində çox zaman, həm də qaz istilikdaşıyıcılarından isti­fadə olunur. Belə sistem qapalı trubin qurğuları tsikli üzrə işlə-yir.

Qaz trubinli atom stansiyasının prinsipial sxemi şəkil 3.-də göstərilmişdir.






Şəkil 3. Qaz turbinli atom stansiyasının prinsipal sxemi
Qaz kompressor (2) basitəsilə reaktora (1) vurulur və buraya verilmiş temperatura qədər qızdırılaraq qaz turbininə (3) verilir. İşlənmiş qaz soyuducuda (4) soyudulur və yenidən kompressora (2) daxil olur.

Bütün atom energetik qurğularının əsas xüsusiyyətlərindən biri budur ki, verilmiş reaktorun istilik gücünü çox böyük hədlərdə dəyişmək olur.

Reaktorun maksimal istilik gücü istilikayrıcı element örtüyünün yol verilən temperaturu ilə təyin olunur. Bu temperatur isə soyuma intensivliyindən asılı olur. Alüminium və maqnezium ərintilərindən ibarət örtüklər üçün yol verilən temperatur 400…450°C, paslanmayan örtüklər üçün isə bu temperatur 600°C -ə qədər olur. Bəzən daha maksimal temperatur (800 …1000°C-ə qədər) intervalında işləyə biləcək örtüklü reaktorlar buraxılır.

İstilik gücünü məhdudlaşdıran faktorlardan biri də nüvə yanacağının faza çevril­mə­si ilə əlaqədar olan temperatur həddidir. Məs., metal halında olan uranda t = 600°C–də α fazasından β fazasına keçid başlanır. Uran 2-oksid (UO2) üçün temperaturun göstərilən həddi onun ərimə (2760°) tem-peraturuna bərabər olur. İstifadə olunan istilikdaşıyıcıların, istilikayırıcı ör­tüklərin və tətbiq olunan qurğuların sxemlərinin müxtəlifliyinə gorə atom elektrik stansiyalarının termodinamik tsiklləri də müxtəlif olur.



Atom elektrik stansiyasının f.i.ə. – ları
Atom elektrik stansiyasının f.i.ə.–ları aşağıdakı kimi tapılır:

Burada Qi – reaktorun istilik gücü;

ηbg – buxar generatorunun f.i.ə.;

ηt – tsiklin termiki f.i.ə.;

ηn.i – turbinin daxili nisbi f.i.ə.;

ηm.g – turbinin mexaniki f.i.ə. ilə generatorun f.i.ə. hsilidir;



∆Nxm–stansiyanın xüsusi məqsədlər üçün istifadə olunan elek­trik enerjisi.
Yüklə 33,15 Kb.

Dostları ilə paylaş:




Verilənlər bazası müəlliflik hüququ ilə müdafiə olunur ©genderi.org 2024
rəhbərliyinə müraciət

    Ana səhifə