انواع و نحوه عملکرد نیروگاه ها (منبع :http://www.noandishaan.com)

[ریپورتر]

نیروگاه گازی
نیروگاه گازی به نیروگاهی می گویند که برمبنای سیکل گاز( سیکل برایتون) کارمی کند. وازسیکل های حرارتی می باشد، یعنی سیال عامل کاریک گاز است. عامل انتقال وتبدیل انرژی گازی است ،( مثلا هوا)
درنیروگاه های بخارعامل انتقال : بخارمایع می باشد.
نیروگاه گازی دارای توربین گازی است ،یعنی باسیکل رایتون کارمی کند.ساختمان آن درمجموع ساده است :
-1 کمپرسور: وظیفه فشردن کردن هوا .
2 - اتاق احتراق : وظیفه سوزاندن سوخت درمحفظه .
-3 توربین : وظیفه گرداندن ژنراتور .
کمپرسور به کاررفته درنیروگاه های گازی شبیه توربین است ، دارای رتوری است که برروی این رتور پره متحرک است ، هوا به حرکت درآمده وبه پره های ساکنی برخوردکرده ، درنتیجه جهت حرکت هوا عوض شده واین هوا بازبه پره های متحرک برخورد کرده واین سیکل ادامه دارد ودرهرعمل هوا فشرده ترمی شود.
کمپرسور مصرف کننده عظیم انرژی است .
هوای فشرده گرم است .

هوای فشرده کمپرسور وارد اتاق احتراق که دارای سوخت گازوئیل است می شود .
چون هوای فشرده شده گرم است ودراتاق احتراق سوخت آتش گرفته وهوافشرده وداغ می شود.
هوای داغ فشرده کارهمان بخارداغ فشرده توربین های بخار راانجام می دهد .
هوای داغ فشرده رابه توربین می دهیم ؛ توربین دارای پره های متحرک وساکن است .
پره های ثابت چسبیده به استاتور می باشد ؛ پره های متحرک چسبیده به رتور می باشد.
حال ژنراتور رامی توان به محور وصل کرده واز ترمینال های ژنراتور می توان برق گرفت. طول نیروگاه ممکن است به m 20 است. ژنراتور را می توان به محل B ویا A متصل نمود, اما محل A بهتراست .
قدرت نیروگاه های گازی از 1 M w وتا بالای 100Mw نیز ساخته می شود .
نحوه راه اندازی واستارت نیروگاه چگونه است ؟
درابتدا نیاز به یک عامل خارجی است تا توربین رابه سرعت 3000 دوربرساند.
حسن نیروگاه :
-1 سادگی آن است –تمام آن روی یک شافت سواراست .
2 - ارزان است – چون تجهیزات آن کم است . یکی از عواملی که برروی راندمان تأثیرمی گذارداین است که هوای ورودی چه دمایی دارد.
-3 سریع النصب است .
-4 کوچک است . درسکوهای نفتی که نیاز به برق زیادی می باشد بایدازنیروگاه گازی استفاده کرد، تاجای کمتری بگیرد.
-5 احتیاج به آب ندارد. ( درسیکل اصلی نیروگاه نیاز به آب نیست ) اما درتجهیزات جنبی نیازبه آب است برای خنک کردن هیدروژن به کاررفته جهت سردکردن ژنراتور درسرعت های بالا .
-6 راه اندازی این نیروگاه سریع است .
7 - پرسنل کم .
زمانی نیروگاه گازی خاموش است که دراتاق احتراق سوخت نباشد .
یک نیروگاه بخار رابعد از راه اندازی نباید خاموش کرد .
اما نیروگاه گازی بدین صورت است که صبح می توان روشن کردوآخرشب خاموش نمود .
نیروگاه گازی بسیارمناسب برای بارپیک است ونیروگاه بخاربرای بارپیک نامناسب است .
معایب :
:1 آلودگی محیط زیست زیاد است .
2 : عمرآن کم است .( فرسودن توربین وکمرسور)
سوخت مازوت به علت آلودگی بیشتری که نسبت به سوخت گازوئیل دارد، کمتربه کارمی رود.
:3 استهلاک زیاداست . ( پره توربین ، پره کمپرسور)
:4 راندمان کم است . ( مصرف سوخت آن زیاد است ) ؛ این نقیصه ای است که کشورهای اروپایی با آن مواجه اند .
دلایل راندمان پایین :
الف ) خروج دود بادمای زیاد
ب ) حدود 3/1 توان توربین صرف کمپرسور می شود . بنابراین درنیروگاه گازی برای استفاده درازمدت اصلا جایزنیست چراکه هزینه مصرف سوخت گران است .
:5 امکان استفاده ازسوخت جامد فراهم نیست . ( مانند زغال سنگ ) چراکه بلافاصله پره های روتورپرازدود می شود .
نیروگاه های گازی را اگربخواهیم برای مدت طولانی استفاده کنیم ، هزینه نیروگاه گازی بالا ست .
نیروگاه گازی را ازجایی استفاده کنند که امکان بهره برداری زمان بهره برداری زیر2000 ساعت باشد .
اگرزمان بهره برداری بالای 2000 ساعت باشد (رسال) نیروگاه بخار اگرزمان بهره برداری درسال بالای 5000ساعت باشد ، نیروگاه آبی استفاده می شود.
درکشورما برق عمده مصرفی برق خانگی است ( 60% ) وحدود 30 % برق صنعتی است . درنتیجه 50 % نیروگاه های کشورباید هرشب روشن شود ؛ بنابراین قسمت عمده برق تولیدی ماباید ازنوع نیروگاه گازی باشد.
نیروگاه گازی رابه دلیل ارزانی درکارخانجات نیز می توان به کاربرد .نیروگاه گازی را درنیروگاه اتمی نیزاستفاده می شود جهت سردکردن رآکتور به کارمی رود که درنتیجه هواداغ وفشرده می شود ودرنتیجه به نیروگاه گازی داده وبرق مصرفی نیروگاه اتمی راتأمین می کنند.
درنیروگاه های گازی جهت افزایش راندمان روش هایی رااتخاذ می کنند.
-1 دود خروجی هوای ورودی به اتاق را گرم می کند .( سیکل پیچیده ترشده اما راندمان بالا می رود.)
حالت اول : دودباهواب ورودی کمپرسورکناریکدیگرقرارداده دراین صورت راندمان تجهیزات به شدت افت می کند.
حالت دوم : باروش ذیل راندمان 1 الی 2 درصدقابل افزایش است ؛ ( هوای ورودی به اتاق احتراق گرم می شود)
-2 استفاده از توربین های دو مرحله ای :
زیاد شدن راندمان مستلزم مخارج وصرف هزینه نیز می باشد .
-2 استفاده از کمپرسور دومرحله ای هر چه دمای ورودی کمپرسور پایین ترباشد ؛ راندمان بیشتراست .
بااین روش دمای ورودی کمپرسور به طورمصنوعی پایین نگه داشته می شود درمرحله L p به دلیل بالارفتن فشارهواگرم می شود که ازکولراستفاده می کنند ؛ آب سرد برروی لوله فشارهوا ریخته وهواخنک کرده آب گرم می شود وخارج می شود .
بالاترین راندمان چیزیث درحدود 35% است که نیروگاه دارای کمپرسور دومرحله ای توربین دومرحله ای وپیش گرم کن می باشد.
نیروگاه گازی به این معنا نیست که سوخت ان گازاست ، بلکه توربین آن گازی است وسوخت آن مایع است یا گازوئیل است که اکثرا گازوئیل است .
درکشورما به دلیل زیادبودن سوخت گازوئیل ، نیروگاه گازی باسوخت گازوئیل نیروگاه گازی باسوخت گازوئیل به کار میرودومرسوم است اما درکشورهای اروپایی به دلیل زیادبودن سوخت جامد ، نیروگاه گازی به نحو دیگری طراحی شده که باسوخت جامد کارمی کند ، به این نیروگاه ها ،نیروگاه گازی سیکل بسته می گویند.
هوای داغ ناشی ازاحتراق راداخل گرم کن می چرخانیم وبعد هوارابیرون می فرستیم .
ملاحظه می شودکه هوای داغ ناشی از احتراق داخل توربین می شود .لذامی توان ازسوخت جامد استفاده کردکه این نوع ساده ترین نوع نیروگاه گازی سیکل بسته می باشد.
می توان سیکل فوق راکامل ترکرد. اگرهوای ورودی به کمپرسورتصفیه شده باشد ، پره های توربین دارای عمرزیادی خحواهدبود. مشکل ایجاد این است که هوای خارج شده ازتوربین به دلیل تصفیه بودن بایداستفاده شود ، پس هواس خروجی ازتوربین رااستفاده می کنیم ، اما این هوا داغ است وگاز وارد کمپرسور شود راندمان افت می کند ؛ لذااز کولراستفاده می کنیم وهواراسرد می کنند .
در نیروگاه گازی هرچه هوای ورودی به کمپرسور سردتر باشد، راندمان افزایش م یابد. لذا نیروگاه های گازی درزمستان راندمان بهتری دارند.
محاسن نیروگاه های گازی سیکل بسته :
-1 امکان استفاده ازسوخت جامد فراهم می شود.
-2 عمرزیاد ( خوردگی پره ها کم است )
-3 چون سیکل بسته است ، لذاضرورت نداردکه فشارهوای خروجی توربین 1 Atm باشد، پس می توان سطح کارفشار هوارابالا برد، به جای 1 Atm از 10 Atm که چون هوای فشرده ترشده ، جای کمتری گرفته وحجم کمپرسور وتوربین درنهایت کوچک ترمی شود.
معایب :
-1 راندمان درمقایسه باسیکل بازکمتر است . 4 الی 5 درصد راندمان کاهش می یابد.
-2 هزینه زیاداست .
درسوخت مایع نیروگاه های گازی سیکل بسته ، اجازه داریم توربین رادوقسمتی بسازیم .
کمپرسورهواراگرفته وداخل اتاق احتراق می سوزاند ، هوای خروجی آن راوارد گرم کن می کنیم که خود گرم کن یک سیکل بسته راتشکیل می دهد.
توربین کمکی قدرت لازم ازژنراتور کوچک درقسمت توربین کمکی به کاربرد .
درنیروگاه گازی سیکل بازدارای معایب زیراست :
قدرت کمپرسور خیلی ازانرژی توربین رامی گیرد وهمچنین دود خروجی داغ است 3 00 C درنتیجه سوخت ایجاد شده به هدرمی رود ؛ لذا راندمان کاهش می یابد.
استفاده از نیروگاه سیکل ترکیبی ( نیروگاه گازی درکنار نیروگاه بخار(
هوای گرم خروجی ازتوربین رابال اضافه کردن اکسیژن به آن به طرف بویل نیروگاه بخار برده می شود .
راندمان این قبیل نیروگاه ها50 % می باشد.
__________________

[ریپورتر]

نیروگاه هسته ای
نیروگاههای هسته ای حدود 17 درصد برق را تأمین می کنند برخی کشورها برای تولید نیروی الکتریکی خود، وابستگی بیشتری به انرژی هسته ای دارند. براساس آمار آژانس انرژی اتمی، 75 درصد برق کشور فرانسه در نیروگاههای هسته ای تولید می شود و در ایالات متحده، نیروگاههای هسته ای 15 درصد برق را تأمین می کنند. بیش از چهارصد نیروگاه هسته ای در سراسر دنیا وجود دارد که بیش از یکصد عدد آنها در ایالات متحده واقع شده است. یک نیروگاه هسته ای بسیار شبیه به یک نیروگاه سوخت فسیلی تولید کننده انرژی الکتریکی است و تنها تفاوتی که دارد، منبع گرمایی تولید بخار است. این وظیفه در نیروگاه هسته ای برعهده رآکتور هسته ای است.
رآکتور هسته ای
همه رآکتورهای هسته ای تجاری از طریق شکافت هسته ای گرما تولید می کنند. همانطور که می دانید، شکافت اورانیوم نوترون های زیادی آزاد می کند، بیشتر از آنکه لازم باشد. اگر شرایط واکنش مساعد باشد فرآیند به طور خود به خودی انجام می شود و یک زنجیره از شکافت های هسته ای به وجود می آید. نوترونهایی که از فرآیند شکافت آزاد می شوند، بسیار سریعند و هسته های دیگر نمی توانند آنها را به راحتی جذب کنند. از این رو در اکثر رآکتورها قسمتی به نام کند کننده نوترون وجود دراد که در آن از سرعت نوترونها کاسته می شود و در نتیجه نوترونها به راحتی جذب می شوند. چنین نوترونهایی آن قدر کند می شوند تا با هسته راکتور به تعادل گرمایی برسند. نام گذاری این نوترونها به نوترونهای گرمایی یا نوترونهای کند هم از همین رو است.
مقدار انرژی گرمایی که در یک رآکتور پارامتر بحرانی است و با کنترل آن می توان رآکتور را در حالت عادی نگاه داشت. این کار با تنظیم تعداد میله های کنترل درون رآکتور صورت می گیرد. میله کنترل از مواد جذب کننده نوترون ساخته شده است و با افزایش یا کاهش جذب نوترون، می توان گسترش واکنش زنجیره ای را کاهش یا افزایش داد. البته با استفاده از کند کننده های نوترون یا تغییر دادن نحوه قرار گیری میله های سوخت هم می توان انرژی خروجی رآکتور را کنترل کرد.

طراحی یک رآکتور
رآکتورهای هسته ای برای انجام واکنش های هسته ای در مقیاس وسیع طراحی می شوند. گرما، اتمهای جدید و تابش بسیار شدید نوترون، محصولات واکنش انجام شده در رآکتور هستند و بسته به استفاده ای که از رآکتور می شود، از یکی از محصولات استفاده می شود. در یک نیروگاه هسته ای تولید برق از انرژی گرمایی تولید شده برای چرخاندن توربین و درنهایت تولید انرژی الکتریکی استفاده می شود. در برخی رآکتورهای نظامی و آزمایشی بیشتر از باریکه نوترون پر انرژی استفاده می شود تا مواد ساده را به عناصر کم یاب و جدیدی تبدیل کنند.
هدف از رآکتور هر چه باشد، برای به دست آوردن این محصولات لازم است یک واکنش هسته ای زنجیره ای به طور پیوسته ادامه یابد. برای ادامه یک واکنش زنجیره ای هم رآکتور باید در حالت بحرانی یا فوق بحرانی قرار داشته باشد. کند کننده و وسیله کنترل در فراهم آوردن چنین شرایطی نقش بسیار مهمی برعهده دارند.
رآکتوری که از کند کننده استفاده می کند، رآکتور گرمایی یا رآکتور کند نامیده می شود. این رآکتورها با توجه به نوع کند کننده ای که مورد استفاده قرار می گیرد طبقه بندی می شوند. آب معمولی ( آب سبک )، آب سنگین و گرافیت، مواد رایج کند کننده هستند. البته گرافیت مشکلات فراوانی را به وجود می آورد و بسیار خطرآفرین است، مانند حادثه انفجار چرنوبیل یا آتش سوزی وانیدسکیل.
رآکتورهایی که از کند کننده ها استفاده نمی کنند، رآکتورهای سریع خوانده می شوند. در این نوع رآکتورها فشار ذرات نوترون بسیار بالا است و از این رو می توان برخی واکنش های هسته ای را در آنها انجام داد که ترتیب دادن آنها در رآکتور کند بسیار مشکل است. شرایط خاصی که در رآکتورهای سریع وجود دارد، سبب می شود بتوان هسته اتم توریوم و برخی ایزوتوپ های دیگر را به سوخت هسته ای قابل استفاد تبدیل کرد. چنین رآکتوری می تواند سوختی بیش از حد نیاز خود را تولید کند و به همین دلیل به آن رآکتور سوخت ساز هم گفته می شود.

در همه رآکتورها، قلب رآکتور که دمای بسیار زیادی دارد باید خنک شود. در یک نیروگاه هسته ای، سیستم خنک ساز به نوعی طراحی می شود که از گرمای آزاد شده به بهترین شکل ممکن استفاده شود. در اغلب این سیستمها از آب استفاده می شود. اما آب نوعی کند کننده هم محسوب می شود و از این رو نمی تواند در رآکتورهای سریع مورد استفاده قرار گیرد. در رآکتورهای سریع از سدیم مذاب یا نمک های سدیم استفاده می شود و دمای عملیاتی خنک ساز بالاتر است. در رآکتورهایی که برای تبدیل مورد طراحی شده اند، به راحتی گرمای آزاد شده را در محیط آزاد می کنند.
در یک نیروگاه هسته ای، رآکتور کند منبع آب را گرم می کند و آن را به بخار تبدیل می کند. بخار آب توربین بخار را به حرکت در می آورد ، توربین نیز ژنراتور را می چرخاند و به این ترتیب انرژی تولید می شود. این آب و بخار آن در تماس مستقیم با راکتور هسته ای است و از این رو در معرض تابش های شدید رادیواکتیو قرار می گیرند. برای پیشگیری از هر گونه خطر مرتبط با این آب رادیواکتیو، در برخی رآکتورها بخار تولید شده را به یک مبدل حرارتی ثانویه وارد می کنند و از آن به عنوان یک منبع گرمایی در چرخه دومی از آب و بخار استفاده می کنند. بدین ترتیب آب و بخار رادیواکتیو هیچ تماسی با توربین نخواهند داشت.



انواع رآکتورهای گرمایی
در در رآکتورهای گرمایی علاوه برکند کننده، سوخت هسته ای ( ایزوتوپ قابل شکافت القایی)، مخزن بخار و لوله های منتقل کننده آن، دیواره های حفاظتی و تجهیزات کنترل و مشاهده سیستم رآکتور نیز وجود دارند. البته بسته به این که این رآکتورها از کانالهای سوخت فشرده شده، مخزن بزرگ بخار یا خنک کننده گازی استفاده کنند، می توان آنها را به سردسته تقسیم کرد.
الف – کانالهای تحت فشار در رآکتورهای rbmk و candu استفاده می شوند و می توان آنها را در حال کارکردن رآکتور، سوخت رسانی کرد.
ب – مخزن بخار پرفشار داغ، رایج ترین نوع رآکتور است و در اغلب نیروگاههای هسته ای و رآکتورهای دریایی ( کشتی، ناوهواپیمابر یا زیردریایی ) از آن استفاده می شود. این مخزن می تواند به عنوان لایه حفاظتی نیز عمل کند.
ج – خنک سازی گازی: در این رآکتورها به جای آب، از یک سیال گازی شکل برای خنک کردن رآکتور استفاده می شود. این گاز در یک چرخه گرمایی با منبع حرارتی راکتور قرار می گیرد و معمولاً از هلیوم برای آن استفاده می شود، هر چند که نیتروژن و دی اکسید کربن نیز کاربرد دارند. در برخی رآکتورهای جدید، رآکتور به قدری گرما تولید می کند که گاز خنک کن می تواند مستقیما یک توربین گازی را بچرخاند، در حالی که در طراحی های قدیمی تر گاز خنک کن را به یک مبدل حرارتی می فرستادند تا در یک چرخه دیگر، آب را به بخار تبدیل کند و بخار داغ، یک توربین بخار را بگرداند.

بقیه اجزای نیروگاه هسته ای
غیر از رآکتور که منبع گرمایی است، تفاوت اندکی بین نیروگاه هسته ای و یک نیروگاه حرارتی تولید برق با سوخت فسیلی وجود دارد.
مخزن بخار تحت فشار معمولا درون یک ساختمان بتونی تعبیه می شود که این ساختمان به عنوان یک سد حفاظتی در برابر تابش رادیواکتیو عمل می کند. این ساختمان هم درون یک مخزن بزرگتر فولادی قرار می گیرد. هسته رآکتور و تجهیزات مرتبط با آن درون این مخزن فولادی قرار گرفته اند و کارکنان می توانند راکتور را تخلیه یا سوخت رسانی کنند. وظیفه این مخزن فولادی، جلوگیری از نشت هر گونه گاز یا مایع رادیواکتیو از درون سیال است.
در نهایت این مخزن فولادی هم به وسیله یک ساختمان بتونی خارجی محافظت می شود. این ساختمان به قدری محکم است که در برابر اصابت یک هواپیمای جت مسافربری ( مشابه حادثه یازده سپتامبر ) هم تخریب نمی شود. وجود این ساختمان حفاظتی دوم برای جلوگیری از انتشار مواد رادیواکتیو در اثر هرگونه نشت از حفاظ اول ضروری است. در حادثه انفجار چرنوبیل، فقط یک ساختمان حفاظتی وجود داشت و همان موجب شد موادراکتیو در سطح اروپا پخش شود.

رآکتورهای هسته ای طبیعی
در طبیعت هم می توان نشانه هایی از رآکتور هسته ای پیدا کرد، البته به شرطی که تمام عوامل مورد نیاز به طور طبیعی در کنار هم قرار گرفته باشند. تنها نمونه شناخته شده یک رآکتور هسته ای طبيعی دو میلیارد سال پیش در منطقه اوکلو در کشور گابون ( قاره آفریقا ) فعالیتش را آغاز کرده است. البته دیگر چنین رآکتورهایی روی زمین شکل نمی گیرند، زیرا واپاشی رادیواکتیو این مواد ( به خصوص u-235 ) در این زمان طولانی 5/4 میلیارد ساله ( سن زمین )، فراوانی u-235 را در منابع طبیعی این رآکتورها بسیار کاهش داده است، به طوری که مقدار آن به پایین تر از حد مورد نیاز آغاز یک واکنش زنجیره ای رسیده است.
این رآکتورهای طبیعی زمانی شکل گرفتند که معادن غنی از اورانیوم به تدریج از آب زیرزمینی یا سطحی پر شدند. این آب به صورت کند کننده عمل کرد و واکنش های زنجیره ای شدیدی به وقوع پیوست. با افزایش دما، آب کند کننده بخار می شد و رآکتور خاموش شد. پس از مدتی، این بخارها به مایع تبدیل می شدند و دوباره رآکتور به راه می افتاد. این سیستم خودکار و بسته، یک رآکتور را کنترل می کرد و برای صدها هزار سال، این رآکتور را فعال نگاه می داشت.
مطالعه و بررسی این رآکتورهای هسته ای طبیعی بسیار ارزشمند است، زیرا می تواند به تحلیل چگونگی حرکت مواد رادیواکتیو در پوسته زمین کمک کند. اگر زمین شناسان بتوانند را از این حرکت ها را شناسایی کنند، می توانند راه حل های جدیدی برای دفن زباله های هسته ای پیدا کنند تا روزی خدای ناکرده، این ضایعات خطرناک به منابع آب سطح زمین نشت نکنند و فاجعه ای بشری به بار نیاورند

[ریپورتر]

انواع رآکتورهای گرمایی
الف – کند سازی با آب سبک:
a- رآکتور آب تحت فشار Pressurized Water Reactor(PWR)
b- رآکتور آب جوشان Boiling Water Reactor(BWR)
c- رآکتور D2G

ب- کند سازی با گرافیت:
a- ماگنوس Magnox
b- رآکتور پیشرفته با خنک کنندی گازی Advanced Gas-Coaled Reactor (AGR)
c- RBMK
d- PBMR

ج – کند کنندگی با آب سنگین:
a – SGHWR
b – CANDU

رآکتور آب تحت فشار، PWR
رآکتور PWR یکی از رایج ترین راکتورهای هسته ای است که از آب معمولی هم به عنوان کند ساز نوترونها و هم به عنوان خنک ساز استفاده می کند. در یک PWR، مدار خنک اولیه از آب تحت فشار استفاده می کند. آب تحت فشار، در دمایی بالاتر از آب معمولی به جوش می آید، از این دوچرخه خنک ساز اولیه را به گونه ای طراحی می کنند که آب با وجود آنکه دمایی بسیار بالا دارد، جوش نیاید و به بخار تبدیل نشود. این آب داغ و تحت فشار در یک مبدل حرارتی، گرما را به چرخه دوم منتقل میکند که یک نوع چرخه بخار است و از آب معمولی استفاده می کند. دراین چرخه آب جوش می آید و بخار داغ تشکیل می شود، بخار داغ یک توربین بخار را می چرخاند، توربین هم یک ژنراتور و در نهایت ژنراتور، انرژی الکتریکی تولید می کند.
PWR به دلیل دارابودن چرخه ثانویه با BWR تفاوت دارد. از گرمای تولیدی در PWR به عنوان سیستم گرم کننده درنواحی قطبی نیز استفاده شده است. این نوع رآکتور، رایج ترین نوع رآکتورهای هسته ای است و در حال حاضر، بیش از 230 عدد از آنها در نیروگاههای هسته ای تولید برق و صدها رآکتور دیگر برای تأمین انرژی تجهیزات دریایی مورد استفاده قرار می گیرند.
خنک کننده
همان طور که می دانید، برخورد نوترونها با سوخت هسته ای درون میله های سوخت، موجب شکافت هسته اتمها می شود و این فرآیند هم به نوبه خود، گرما و نوترونهای بیشتری آزاد می کند. اگر این حرارت آزاد شده منتقل نشود، ممکن است میله های سوخت ذوب شوند و ساختار کنترلی رآکتور از بین برود ( و البته خطرهای مرگ آوری که به دنبال آن روی می دهند. ) در PWR، میله های سوخت به صورت یک دسته در ساختاری، ترسیمی قرار گرفته اند و آب از کف رآکتور به بالا جریان پیدا می کند. آب از میان این میله های سوخت عبور می کند و به شدت گرم می شود، به طوری که به دمای 325 درجه سانتی گراد می رسد. درمبدل حرارتی، این آب داغ موجب داغ شدن آب در چرخه دوم می شود و بخاری با دمای 270 درجه سانتی گراد تولید می کند تا توربین را بچرخاند.

کند کننده
نوترونهای حاصل از یک شکافت هسته ای بیش از آن حدی گرمند که بتوانند یک واکنش شکافت هسته ای را آغاز کنند. انرژی آنها را باید کاهش داد تا با محیط اطراف خود به تعادل گرمایی برسند. محیط اطراف نوترونها ( قلب رآکتور ) دمایی در حدود 450 درجه سانتی گراد دارد.
در یک PWR، نوترونها در پی برخورد با مولکولهای آب خنک ساز، انرژی جنبشی خود را از دست می دهند؛ به طوری که پس از 8 تا 10 برخورد ( البته به طور متوسط ) با محیط هم دما می شوند. در این حالت، احتمال جذب نوترونها از سوی هسته U-235 بسیار زیاد است ودر صورت جذب، بالافاصله هسته U-236 جدید دچار شکافت می شود.
مکانیسم حساسی که هر رآکتور هسته ای را کنترل می کند، سرعت آزاد سازی نوترونها در طول یک فرآیند شکافت است به طور متوسط از هر شکافت، دونوترون و مقدار زیادی انرژی آزاد می شود. نوترونهای آزاد شده اگر با هسته U-235 دیگری برخورد کنند، شکافت دیگری را سبب می شوند و در نهایت یک واکنش زنجیره ای روی می دهد. اگر تمام این نوترونها در یک لحظه آزاد شوند، تعدادشان به قدری زیاد می شود که باعث ذوب شدن راکتور خواهد شد. ( تعداد ذرات پر انرژی، دمای یک سیستم را تعیین می کند. معادله بوتنرمن، این ارتباط را توصیف می کند. ) خوشبختانه برخی از این نوترونها پس از یک بازه زمانی نه چندان کوتاه ( حدود یک دقیقه ) تولید می شوند و سبب می شوند دیگر عوامل کنترل کننده از این تاخیر زمانی استفاده کرده، اثر خود را داشته باشند.
یکی از مزیت های استفاه از آب در PWR، این است که اثر کند سازی آب با افزایش دما کاهش می یابد. در حالت عادی، آب در فشار 150 برابر فشار یک اتمسفر قرار دارد ( حدود 15 مگا پاسکال ) و در قلب رآکتور به دمای 325 درجه سانتی گراد می رسد. درست است که آب با فشار پانزده مگا پاکسال در این دما جوش نمی آید، ولی به شدت از خاصیت کند کنندگی اش کاسته می شود، بنابراین آهنگ واکنش شکافت هسته ای کاهش می یابد، حرارت کمتری تولید می شود و دما پایین می آید. دما که کاهش یابد، توان رآکتور افزایش می یابد و دما که افزایش یابد توان راکتور کاهش می یابد؛ پس خود سیستم PWR دارای یک سیستم خود تعادلی در رآکتور است و تضمین می کند توان رآکتور در کمترین میزان مورد نیاز برای تأمین گرمای سیستم بخار ثانویه است.
در اغلب رآکتورهای PWR، توان رآکتور را در دوره فعالیت معمولی با تغییرات غلظت بورون ( در شکل اسید بوریک ) در چرخه خنک کننده اولیه کنترل اولیه کنترل می کنند سرعت جریان خنک کننده اول در رآکتورهای PWR معمولی ثابت است. بورون یک جذب کننده قوی نوترون است و با افزایش یا کاهش غلظت آن، می توان شدت فعالیت راکتور را کاهش یا افزایش داد. برای این کار، یک سیستم کنترلی پیچیده شامل پمپ های فشار بالا که آب را در فشار 15 مگا پاسکال از چرخه خارج می کند، تجهیزات تغییر غلظت اسید بوریک و تزریق مجدد آب به چرخه خنک ساز مورد نیاز است.
یکی از اشکالات راکتورهای شکافت، این است که حتی پس از توقف واکنش شکافت، هنوز هم واپاشی های رادیواکتیوی انجام می شود و حرارت زیادی آزاد می شود که می تواند راکتور را ذوب کند. البته سیستم های حفاظتی و پشتیبانی متعددی برای جلوگیری از این واقعه وجود دارند، با این حال ممکن است در اثر پیچیدگی های این سیستم، برهمکنش های پیش بینی نشده یا خطاهای عملیاتی مرگ آفرینی در شرایط اضطراری روی دهند. در نهایت، هر رآکتور با یک حفاظ ساختمانی بتونی احاطه شده است که آخرین سد در برابر تشعشعات رادیواکتیو است.

رآکتور آب جوشان، BWR
در رآکتور آب جوشان، از آب سبک استفاده می شود. آب سبک، آبی است که در آن فقط هیدروژن معمولی وجود دارد. ) BWR اختلاف زیادی با رآکتور آب تحت فشار ندارد، غیر از اینکه در BWR فقط یک چرخه خنک کننده وجود دارد و آب مستقیما در قلب راکتور به جوش می آید. فشار آب در BWR کمتر از PWR است، به طوری که در بیشترین مقدار به 75 برابر فشار جو می رسد ( 5/7 مگا پاسکال ) و بدین ترتیب آب در دمای 285 درجه سانتی گراد به جوش می آید.
رآکتور BWR به شکلی طراحی شده که بین 12 تا 15 درصد آب درون قلب رآکتور به شکل بخار در قسمت بالای آن قرار می گیرد. بدین ترتیب عملکرد بخش بالایی و پایینی هسته رآکتور با هم تفاوت دارند. در بخش بالایی قلب رآکتور، کند سازی کمتری صورت می گیرد و در نتیجه بخش بالایی کمتر است.
در حالت کلی دو مکانیسم برای کنترل BWR وجود دارد: استفاده از میله های کنترل و تغییر جریان آب درون راکتور.
الف – بالا بردن یا پایین آوردن میله های کنترل، روش معمولی کنترل توان رآکتور در حالت راه اندازی رآکتور تا رسیدن به 70 درصد حداکثر توان است. میله های کنترل حاوی مواد جذب کننده نوترون هستند؛ در نتیجه پایین آوردن آنها موجب افزایش جذب نوترون در میله ها، کاهش جذب نوترون در سوخت و درنهایت کاهش آهنگ شکافت هسته ای و پایین آمدن توان رآکتور می شود. بالا بردن میله های سوخت دقیقاً نتیجه معکوس می دهد.
ب – تغییرات جریان آب درون رآکتور، زمانی برای کنترل رآکتور مورد استفاده قرار می گیرد که راکتور بین 70 تا صد درصد توان خود کار می کند. اگر جریان آب درون رآکتور افزایش یابد، حباب های بخار در حال جوش سریع تر از قلب راکتور خارج می شوند و آب درون قلب رآکتور بیشتر می شود. افزایش مقدار آب به معنی افزایش کندسازی نوترون و جذب بیشتر نوترونها از سوی سوخت است و این یعنی افزایش توان راکتور. با کاهش جریان آب درون رآکتور، حباب ها بیشتر در رآکتور باقی می مانند، سطح آب کاهش می یابد و به دنبال آن کندسازی نوترونها و جذب نوترون هم کاهش می یابد و در نهایت توان رآکتور کاهش می یابد.
بخار تولید شده در قلب رآکتور از شیرهای جدا کننده بخار و صفحات خشک کن ( برای جذب هر گونه قطرات آب داغ ) عبور می کند و مستقیماً به سمت توربین های بخار که بخشی از مدار رآکتور محسوب می شوند، می رود. آب اطراف رآکتور همواره در معرض تابش و آلودگی رادیواکتیو است و از آنجا که توربین هم در تماس مستقیم با این آب است، باید پوشش حفاظتی داشته باشد. اغلب آلودگی های درون آب عمر کوتاهی دارند ( مانند N16 که بخش اعظم آلودگی های آب را تشکیل می دهد و نیمه عمرش تنها 7 ثانیه است )، بنابراین مدت کوتاهی پس از خاموش شدن رآکتور می توان به قسمت توربین وارد شد.
در رآکتور BWR، افزایش نسبت بخار آب به آب مایع درون رآکتور موجب کاهش گرمای خروجی می شود. با این حال، یک افزایش ناگهانی در فشار بخار، سبب بروز یک کاهش ناگهانی در نسبت بخار به آب مایع درون رآکتور می شود که خود، سبب افزایش توان خروجی می شود. این شرایط و دیگر حالت های خطرساز، موجب شده است از سیستم کنترلی اسید بوریک ( بورون ) نیز استفاده شود، بدین شکل که در سیستم پشتیبان خاموش کننده اضطراری، محلول اسید بوریک با غلظت بالا به چرخه خنک کننده تزریق می شود. خوبی این سیستم این است که اسید اوریک، یک خورنده قوی است و معمولا در PWR سبب می شود تلفات ناشی از خوردگی قابل توجه باشد. در بدترین شرایط اضطراری که تمام سیستم های امنیتی از کار افتاد، هر رآکتور به وسیله یک ساختمان حفاظتی از محیط اطراف جدا شده است. در یک رآکتور BWR جدی، حدود 800 دسته واحد سوخت قرار می گیرد و در هر دسته بین 74 تا 100 میله سوخت قرار می گیرد. این چنین حدود 140 تن اورانیوم در قلب رآکتور ذخیره می شود.

• رآکتور D2G
رآکتور هسته ای D2G را می توان در تمام ناوهای دریایی ایالات متحده می توان پیدا کرد. D2G مخفف عبارت زیراست:
رآکتور ناو جنگی D=Destroyer-sized reactor
نس دوم 2=Second Geneation
ساخت جنرال الکتریک G= General – Electric built
بدین ترتیب، D2G را می توان مخفف این عبارت دانست: رآکتور هسته ای نسل دوم ویژه ناوهای جنگی ساخت جنرال الکتریک. این رآکتور برای تولید حداکثر 150 مگا وات انرژی الکتریکی و عمر مفید 15 سال مصرف معمولی طراحی شده است.
در این رآکتور، برای مخزن بخار دو رآکتور وجود دارد و طوری طراحی شده که بتوان هر دو اتاق توربین را با یک رآکتور به راه انداخت. اگر هر دو رآکتور فعال باشند، ناو به سرعت 32 گره می رسد. اگر یک رآکتور فعال باشد و توربین ها متصل به هم باشند، سرعت ناو به 25 تا 27 گره خواهد رسید و اگر فقط یک رآکتور فعال باشد ولی توربین ها جدا باشند، سرعت فقط 15 گره خواهد بود.

[ریپورتر]

نگاهي به تکنولوژي سانتريفوژهاي گازي جهت غني سازي اورانيوم
غني سازي اورانيوم يکي از مراحل مهم چرخه توليد سوخت هسته يي است که روش هاي مختلفي براي اين کار وجود دارد ولي يکي از عملياتي ترين روش ها غني سازي توسط سانتريفوژهاي گازي است که در دنيا به طور عمده مورد استفاده قرار مي گيرد. در عصر حاضر غني سازي اورانيوم بخش قابل توجهي از هزينه توليد برق از رآکتورهاي هسته يي امروزي (حدود 10 درصد) را تشکيل مي دهد. اولين بار در پروژه منهتن امريکا، توليد صنعتي قابل ملاحظه اورانيوم غني شده به صورت ايزوتوپ اورانيوم شکافت پذير 235 انجام شد.

در پروژه منهتن روش سانتريفوژ براي جدايي ايزوتوپ هاي اورانيوم 235 و 238 جواب خوبي داشت به طوري که ميزان جداسازي با تئوري مطابقت داشت، البته بعدها روش جداسازي به طريق نفوذ گازي جايگزين آن شد.

روش سانتريفوژ براي جداسازي ايزوتوپ هاي سنگين مانند اورانيوم بسيار مناسب است زيرا به اختلاف جرم هاي مولکولي دو ايزوتوپ بستگي دارد. بيش از 95 درصد صنعت هسته يي جهان از سانتريفوژ گازي و روش پخش گازي براي غني سازي اورانيوم استفاده مي کنند که در اين مقاله به روش مهم سانتريفوژ گازي پرداخته مي شود. سانتريفوژ دستگاهي استوانه يي شکل است که يک روتور در وسط آن مي تواند دوران کند. اين روتور به طور متوسط در هر ثانيه هزار دور مي زند البته بايد گفته شود اين روتور يک تکه نيست زيرا در دورهاي بالا، فرکانس هاي رزونانسي پيش مي آيد. اين مساله را نيز بايد مد نظر داشت که دستگاه هاي طويل در يک فرکانس بحراني مشخص به صورت اريبي به نوسان درمي آيند. همچنين گفتن اين نکته ضروري است که با پيشرفت تکنولوژي در ساخت موتورهاي جديد و استفاده از موادي نظير فولاد ماراژين و کامپوزيت ها، دو روتور در هر ثانيه به فراتر از 1500 مي رسد که اکنون در کشورهاي پيشرفته از تکنولوژي جديد استفاده مي کنند. بايد يادآور شد يک سانتريفوژ حدوداً از 200 قطعه تشکيل شده که حدود 90 قطعه آن جهت ساخت به تکنولوژي بالايي نياز دارند به اين دليل که سرعت دوران در يک دستگاه بسيار بالا بوده و چون گاز UF6 خورنده است، از نظر طراحي و همچنين مواد استفاده شده در آنها از نظر متالورژيکي پيچيده است و دقت بالايي را طلب مي کند. دور بالاي روتور توسط يک موتور هيستريزيس سنکرون تامين مي شود.

براي کاهش اصطکاک روتور در اين دور بالا داخل سانتريفوژ را توسط پمپ هاي روتوري و ديفيوژن خلأ مي کنند که اين خلأ حدود سه الي پنج torr است (هر torr برابر mmHg 1 است). بنابراين راه اندازي اين پمپ ها و موتور هيستريزيس برق بالايي را مصرف مي کند. جالب است بدانيد از مگنت هم استفاده مي شود. در واقع يک ياتاقان مغناطيسي قسمت بالاي روتور را ثابت نگه مي دارد و قسمت پايين روتور در تماس با ياتاقاني سوزني است. اين ياتاقان ها نقش بسيار مهمي در جلوگيري از ارتعاشات محوري روتور ايفا مي کند. ياتاقان بالايي که متعادل کننده دستگاه است، از يک آهن رباي توخالي تشکيل شده است. تکنولوژي سانتريفوژهاي فوق مربوط به سانتريفوژ نوع زيپه است که يک دانشمند آلماني بود. گفته مي شود نسخه سانتريفوژ اوليه زيپه به طول 30 تا 38 سانتيمتر و شعاع 81/3 سانتيمتر بوده است. از نظر تئوري سه تعريف مهم براي جداسازي اورانيوم وجود دارد. که اولين آن فاکتور جداسازي است که به صورت غلظت نسبي ايزوتوپ مورد نظر بعد از غني سازي به غلظت نسبي آن قبل از غني سازي گفته مي شود. دومين تعريف مهم عبارت از توان جداسازي است که نشان دهنده سرعت جداسازي و واحد آن مول بر ثانيه است. بالاخره آخرين تعريف واحد کار جداسازي است که با SWU نشان داده مي شود و به آن سو مي گويند که معرف ميزان جداسازي در يک واحد غني سازي و تابعي از غلظت است.

تئوري سانتريفوژ

زماني که روتور مي چرخد، نيروي گريز از مرکز به گاز داخل آن اعمال مي شود، به گونه يي که ايزوتوپ سنگين اورانيوم (238) به کناره ها و ايزوتوپ سبک تر اورانيوم (235) در مرکز جمع مي شود. در ارتفاع سانتريفوژ هم يک گراديان فشار وجود دارد. توزيع چگالي گاز در سانتريفوژ با استفاده از فرمول

P®=P(0)exp( )

به دست مي آيد که در آن r (شعاع دوران)، w (سرعت زاويه يي) و R (ثابت عمومي) گاز و T (دما بر حسب کلوين) است. اين توزيع چگالي بيانگر يک تعادل ديناميکي است.

بايد گفته شود سانتريفوژهاي عملياتي امروزي از نوع جريان متقابل است. در اين نوع سانتريفوژ فاکتور جداسازي يک مرحله يي چند برابر مي شود. در اين نوع سانتريفوژ جريان سيال در دو جهت يکي در قسمت داخلي روتور و ديگري به طور معکوس در راستاي ديوار روتور باعث ايجاد جريان متقابل محوري مي شود که در نتيجه يک گراديان غنامحوري ايجاد مي شود.سانتريفوژهاي P1 و P2 از نوع زيپه هستند. در سانتريفوژ P1 از روتور آلومينيومي استفاده مي شود که چهار تکه است که به هم وصل شده اند. به دليل اينکه از مدنوساني روتور در دور بالا جلوگيري کرده و دور روتور قابل کنترل باشد، تعداد دور اين روتور 60هزار در دقيقه است. سانتريفوژ نوع P1 حدود دو متر طول و قطر 150 تا 200 ميلي متر دارد. سانتريفوژ نوع P2 تعداد دور آن فراتر از 90 هزار دور در دقيقه است و جنس روتور آن از نوع فولاد ماراژين بوده و دو تکه است. سانتريفوژ P2، يک متر طول و 145 ميلي متر قطر دارد. SWU مربوط به P2 بيش از دو برابر P1 است در واقع سرعت جداسازي P2 بيشتر از P1 است. پس مقدار خوراک گاز UF6 تزريق شده به آن نسبت به P1 بيشتر است.حداکثر توان جداسازي يک سانتريفوژ با Z و توان چهارم V متناسب است که در آن Z طول سانتريفوژ و V سرعت محيطي است يعني هر چه طول روتور افزايش يابد توان جداسازي بالا مي رود، ولي مساله ارتعاش خمشي را داريم بنابراين پارامتري به نام نسبت طول به قطر سانتريفوژ مطرح مي شود که محدوديت ايجاد مي کند.

سايت سانتريفوژ

در مقياس صنعتي جهت دستيابي به سرعت توليد محصول با درجه غناي مورد نياز به تعداد زيادي سانتريفوژ نياز است. سانتريفوژها در آبشار به صورت يک مجموعه سري و موازي قرار مي گيرند. هر مجموعه از سانتريفوژها که به شکل موازي قرار داشته باشند و با خوراکي با غناي يکسان تغذيه شوند، يک مرحله را تشکيل مي دهند. با اين وجود يک فرآيند پيوسته يي حاصل مي شود که در آن جريان گاز غني شده و تهي شده حاصل از مراکز مختلف با يکديگر ترکيب شده و جهت غني سازي يا تهي سازي از ساير مراحل که به طور سري قرار دارند، عبور مي کنند. در سايت سانتريفوژ ابتدا توسط اتوکلاو پودر UF6 تبديل به گاز UF6 مي شود سپس بعد از غني سازي توسط تله سرد دوباره به پودر غني شده تبديل مي شود.

پارامترهاي مهم توسعه در صنعت غني سازي با سانتريفوژ

هر سانتريفوژ بعد از نصب حدود 10 سال مي تواند بدون تعمير کار کند البته نبايد از مواد اوليه نامرغوب استفاده کرد و بازرسي هاي دوره يي انجام شود. هزينه تعويض هر دستگاه سانتريفوژ 10 درصد هزينه کل کار جداسازي است. هزينه مصرف برق 15 درصد SWU است. همچنين هزينه مديريت عملياتي، کارگر و مواد 10 درصد، بازگشت سرمايه ماشين سانتريفوژ 30 درصد و بازگشت سرمايه کارخانه سانتريفوژ 35 درصد کل SWU است. با توجه به مسائل فوق در بررسي راهکارهاي مختلف مربوط به افزايش ظرفيت ماشين، همواره بايد پس از ارزيابي، عوامل تعيين کننده، هزينه هاي دستگاه و واحد را به دقت بررسي کرد که آيا افزايش ظرفيت منجر به کاهش هزينه نهايي مي شود يا خير. در آينده با پيشرفت در طراحي سانتريفوژها، صرفه جويي قابل توجهي در هزينه ها حاصل خواهد شد اما در اين صنعت به مانند ساير پروژه هاي مهندسي حداکثر صرفه جويي، فقط از طريق بهينه سازي موفقيت آميز تعداد زيادي از عوامل متضاد نتيجه به دست خواهد داد. که آن هم جز استفاده از مديريت صحيح و استفاده از افراد خلاق و باانگيزه که با علوم روز دنيا آشنايي دارند حاصل نخواهد شد. هر چقدر در اين صنعت خطاي مهندسي را پايين آوريم يا در واقع دقت اندازه گيري را بالا ببريم،به صرفه جويي بالايي در اين صنعت از نظر اقتصادي دست خواهيم يافت.

[ریپورتر]

نیروگاه - بهره برداری از پستهای فشار قوی
برای دریافت مقاله کلیک کنید (http://www.4shared.com/file/116913464/32009d22/bahre_bardari_az_posthaye_feshare_ghavi.html)




لینک دانلود معیوب است: مدیریت

[ریپورتر]

سیکل ترکیبی چیست؟


سیکل ترکیبی چیست؟
برای پاسخ به پرسش مذکور در ابتدا تعریفی از انواع توربین ها و اصول کلی کار آنها ارائه می دهیم.
توربین ها اصو لا بر اساس عامل ایجاد کننده کار تقسیم بندی می گردند . اگر عامل فوق گاز باشد آن را بخاری اگر آب باشد آبی و چنانچه باد باشد توربین بادی گو یند. توجه داشته باشیم که منظور از گاز گاز ناشی از احتراق است. لذا نوع سوخت دخیل در آن که بر حسب مورد می تواند گازوئیل مازول یا گاز باشد در این تقسیم بندی ها اهمیت ندارد. (اگر چه در کشور ما سوخت گاز سوخت غالب این توربین هاست. )



هر توربین گاز v94.2 متشکل از دو محفظه احتراق است که در طر فین توربین نصب هستند و سوخت گاز یا گازو ئیل پس از ورود به آن همراه با عملکرد سیستم جرقه مشتعل شده و با هوایی که از سمت ***** های ورودی وارد کمپرسور شده و پس از انبساط از آن خارج می شود وارد ناحیه محفظه احتراق شده محترق می گردد و گازی با درجه حرارت 1050 در جه سانتیگراد تو لید می نماید.


گاز مذکور وارد توربین گاز شده و سبب گردش توربین و در نتیجه محور ژنراتور ده و تولید برق می کند. محصول خروجی از توربین گاز دودیست با درجه حرارت حدود 550 درجه سانتیگراد که به عنوان تلفات حرارتی از طریق دودکش وارد جو می شود و به ایت ترتیب توربین گاز در بهترین شرایط با بهره برداری حدود 33 درصد تولید انرژی می کند. به بیان دیگر 67 درصد دیگر به عنوان تلفات حرارتی محسوب و فاقد کارایی می باشد.


ایده سیکل ترکیبی در واقع بازیافت مجدد از بخش 67 درصد یاد شده است. به این ترتیب که در بخش خروجی اگزوز هر توربین گاز با نصب دریچه های کنترل شونده گاز داغ فوق را به قسمت دیگ بخار هدایت تا آب موجود در آن به بخار سوپر هیت(بخار خیلی داغ و خشک) با درجه حرارت حدود 530 درجه سانتیگراد تبدیل و به همراه بخار خروجی از بویلر دوم جهت استفاده در توربین بخار به کار گرفته شود.
به این ترتیب در بخش دیگ بخار چون از مشعل و سوخت جهت گرمایش صرفه جویی می شود راندمان در کل افزایش یافته و به رقمی معادل 55 در صد می رسد. (نزدیک به 25 درصد از 67 درصد تلفات فوق الذکر بازیافت و بدون نیاز به سوخت اضافی تبدیل به انرژی الکتریکی می شود. )




این بخار پس از انجام کار در توربین بخار افت درجه حرارت پیدا کرده و دمای آن به رقمی حدود 60 درجه سانتیگراد می رسد و در اینجا به منظور استفاده مجدد از آن بخار فوق توسط سیستم خنک کن ( در نیرو گاه کرمان به کمک فنر های پرقدرت) سرد و تبدیل به آب شده و جهت استفاده مجدد پس از انجام عملیات تصفیه بین راهی وارد تانک تغذیه می گردد تا دوباره وارد دیگ بخار گشته و تبدیل به بخار سوپر هیت شود.
این چرخه را سیکل ترکیبی گویند که نیرو گاه کرمان یکی از نیرو گاه های فوق الذکر در سطح کشور محسوب می شود.


آب مورد نیاز این نیرو گاه از طریق سه حلقه چاه حفر شده در دشت جو پار تامین و به کمک خط لوله به استخر آب خام نیرو گاه به ظرفیت 3000 متر مکعب وارد و ذخیره شده تا پس از انجام عملیات تصفیه مورد استفاده بویلر های نیرو گاه قرار گیرد.
ظرفیت آبدهی چاه های مذکور 80 لیتر در ثانیه است

[ریپورتر]

نگهداري درست و مناسب از يك سيستم ، عامل مؤثري است در افزايش عمر آن و اثر به سزائي در گرفتن بهره اقتصادي تر از آن دارد. عمده موارديكه در بهره برداري صحيح پرسه دخيل مي باشند عبارتند از ، اشراف كامل و آگاهي وافر بر اصول و نحوه عملكرد سيستم و چگونگي كار با آن ، نظارت دقيق و بي وقفه بر عملكرد آن ، پيش بيني زمان لازم براي سرويس و تعويض قطعاتي كه مدت زمان كاركرد آنها محدود بوده و در صورت عدم تعويض آن قطعات يا سرويس بموقع دستگاهها ، آسيبهاي جبران ناپذيري ممكن است بر پيكره سيستم وارد آيد و نهايتاً رعايت نظمي وسواس گونه و كاري دلسوزانه در جهت حفظ سرمايه هاي مملكت اسلامي و مردم مسلمان.

چه بسا بزرگترين صدمه هاي احتمالي ناشي از عدم آگاهي از نحوه كار دستگاهها و يا ناديده گرفتن اصوليكه لازمه عملكرد صحيح آن هستند ،‌ ميباشند. شخص بهره بردار بايست اطلاع كافي از چگونگي كار سيستم داشته باشد و تك تك پارامترهاي آن را زير نظر داشته باشد و در موقع مقرر به قسمتهاي مربوطه سركشي نمايد و در صورت بروز اشكال سريعاً آن قسمت را از سرويس خارج نمايد تا علت ايجاد عيب مشخص و از آسيب بيشتر جلوگيري شود. امروزه در راستاي بهره برداري مؤثر از نيروگاهها اكثر پارامترهاي اصلي توسط ميكروپروسور كنترل مي شوند و كمك شاياني به مسئولين مي نمايد تا بتوانند شرائط مطلوبتري براي كار نيروگاهها فراهم آورند.


http://airchange.ir/images/stories/chosen-articles/1/turbine_1_airchange.jpg


مروري بر سيكلهاي اصلي واحد توليد بخار

اساس كار نيروگاههاي بخار بدين ترتيب است كه بخار توليد شده در ديگ بخار به طرف توربين هدايت ،‌ و پس از به دوران آوردن محور توربين به داخل كندانسوز كشيده شده و توسط آب خشك كن تقطير و به صورت آب مقطر در مي آيد. در اثر چرخش محور ژنراتور كه به محور توربين متصل است ، در سيم پيچهاي استاتور ژنراتور الكتريسته القاء و از آن جريان كشيده مي شود.

سيكل ترموديناميكي آب و بخار

ديگ بخار نيروگاهها از يك سري لوله ديواره اي تشكيل شده كه مجموعاً بصورت يك مكعب مستطيل مي باشند. سوخت و هوا از طريق جند مشعل به اين محوطه وارد و با مشتعل شدن سوخت ،‌آب داخل لوله هاي ديواره اي گرم و به بخار تبديل مي شود ،‌ بخار حاصله پس از عبور از لوله هاي سوپرهيتر كه در محوطه ديگ و در معرض حرارت قرار دارد به صورت بخار اشباع و فوق اشباع در آمده و به طرف توربين جهت انجام كار (چرخش محور توربين) هدايت مي شود.
بخاريكه انرژي خود را روي پره هاي توربين از دست داده است و به آن بخار مرحه گويند ،‌از آخرين قسمت توربين خارج و به داخل كندانسوز كشيده مي شود ، اين بخار به واسطه برخورد با لوله هاي سرد شده توسط آب خشك كن تقطير مي شود و در محفظه اي به نام چاهك داغ و جمع و از آنجا توسط پمپ تغذيه به ديگ بخار برگردانده مي شود اين حلقه تشكيل يك سيكل بسته را مي دهد.

در توربين هاي بزرگ اگر اجازه بدهيم بخار تا انتهاي توربين انيساط پيدا كند ،‌ در طبقات آخر توربين قطرات آب ظاهر مي گردد. براي جلوگيري از اين عمل بخار پس از عبور از قسمت فشار قوي توربين دوباره به ديگ بخار برگردانده مي شود و در لوله هاي ري هيت درجه حرارت آن به مقدار قبل مي رسد و سپس وارد قسمتهاي فشار متوسط و فشار ضعيف توربين مي گردد.

در نيروگاههاي بزرگ بخار براي بالا بردن راندمان حرارتي از حرارت دود خروجي استفاده برده مي شود به اين صورت كه آب در بدو ورود به ديگ بخار وارد لوله هاي اكونومايزر مي شود كه اين لوله ها در مسير دود خروجي قرار دارند و حرارت دود را جذب مي نمايند. اين كار باعث صرفه جويي در مصرف سوحت و جلوگيري از ورود آب سرد به ديگ بخار مي گردد.
به منظور رساندن درجه حرارت آب تغذيه به حد مطلوب براي ورود به بويلر ،‌ بخار از محلهاي بخصوصي از توربين ،‌ زيركش شده و به هيترهاي آب تغذيه فرستاده مي شود. اين عمل سبب گرم شدن آب تغذيه مي گردد. اگر هيتر قبل از پمپ تغذيه قرار گرفته باشد هيتر فشار ضعيف و اگر پس از پمپ باشد هيتر فشار قوي گويند. معمولاً وقتي جند هيتر در مسير آب قرار ميگيرد مقداري افت فشار در مسير اصلي بوجود مي آيد و بدين جهت وجود پمپ بعد از كندانسوز يا قبل از هيترهاي فشار ضعيف لازم مي باشد اين پمپ كه كندانسه پمپ ناميده مي شود آب تغذيه را از كندانسوز گرفته و به طرف پمپ تغذيه اصلي مي فرستد. كندانسه پمپ مي تواند داراي دو مرحله باشد يكي پس از كندانسوز و ديگري در بين هيترهاي فشار ضعيف يا بعد از آنها.

وجود هوا و اكسيژن در آب باعث خوردگي در مسير لوله هاي آب ميگردد و اين گازها بايد قبل از رسيدن به ديگ بخار خارج گردد. گاززدائي توسط دياراتور يا دي گازر انجام مي شود ،‌علاوه بر اين دياراتور وظيفه تانك ذخيره پمپهاي تغذيه را نيز به عهده دارد كه چون اين پمپها از اهميت زيادي برخوردارند براي جلوگيري از آسيب رسيدن به آنها و ايجاد فشار مكش مورد نياز دياراتور در ارتفاع بالاتري قرار داده مي شود.

در برخي از نيروگاهها به لحاظ مسائل تكنولوژيكي آنها از يك مسير باي پاس براي توربين استفاده مي گردد. سيستم باي پاس فشار قوي لوله اصلي بخار را قبل از توربين فشار قوي به لوله ري هيت سرد (خروجي از توربين HP) متصل مي نمايد. اين سيستم كه داراي يك شيرفشارشكن همراه با اسپري آب مي باشد ،‌فشار و – درجه حرارت بخار اصلي را به شرائط بعد از توربين HP مي رساند. در مواردي مانند راه اندازي يا در مواقعي كه اشكالي براي توربين بوجود آيد و نمي توان بخار را وارد توربين كرد از اين مسير باي پاس استفاده شده و بخار به توربين فشار قوي وارد نمي گردد. پس از عبور بخار از ريهيت دوباره توسط يك لوله باي پاس ديگر كه فشار ضعيف مي باشد بدون آنكه وارد توربين IP و LP شود به كندانسوز فرستاده مي شود. در برخي ديگر از نيروگاهها مسير باي پاس مستقيماً به كندانسوز مي رود.

علاوه بر آنكه آب ورودي به ديگ بخار تصفيه شيميائي مي شود در اغلب مواقع در مسير سيكل نيز سيستم تصفيه كمكي ديگري در نظر گرفته مي شود. اين سيستم پاليشينگ پلنت ناميده مي شود كه البته با ساختار تصفيه خانه اصلي تا اندازه اي متفاوت مي باشد.


سيكل ترموديناميكي آب و بخار در بويلرهاي بدون درام

در بويلرهاي يك طرفه يا بدون درام آب پس از گذشت از اكونومايزر و دريافت حرارت دود خروجي وارد قسمت اواپراسيون يا لوله هاي ديواره اي شده و انرژي حرارتي را توسط شعله دريافت مي كند و پس از تبديل به بخار به قسمت سوپرهيترها هدايت مي شود.
در ابتداي راه اندازي بويلر كه درجه حرارت پائين است و در قسمت آخر لوله هاي ديواره اي مخلوط آب و بخار وجود دارد وجود يك جدا كننده آب و بخار و يا مسيري براي گردش مجدد لازم مي باشد. در بعضي سيستم هاي مخلوط آب و بخار وارد سپريتور يا جدا كننده ها شده و بخار آن وارد سوپرهيترها و آب وارد تانك ذخيره و سپس وارد سيكل آب مي شود. در بعضي سيستم هاي ديگر آب توسط پمپ گردش دهنده آب دوباره به قسمت اواپراتور هدايت مي شود اين عمل تا بالا رفتن درجـه حرارت و فشار ادامه پيدا مي كند و وقتي شرائط به وضعيت كار عادي رسيد اين سيستم ها از مدار خارج شده و بخار مستقيماً وارد سوپرهيترها مي گردد و پس از كنترل درجه حرارت وارد توربين مي گردد.


سيكل ترموديناميكي آب و بخار در بويلر درام دار.

درام دو وظيفه اصلي به عهده دارد يكي عمل نمودن به عنوان يك نانك ذخيره و ديگري تقسيم آب و بخار. آب خروجي از اكونومايزر وارد درام مي شود ، در بويلرهاي فشار پائين در اثر اختلاف دانسيته آب و بخار ، آب توسط لوله هاي پائين آورنده به زير بويلر هدايت مي شود و در بويلرهاي فشار قوي توسط پمپ گردش دهنده آب به زير بويلر هدايت شده و وارد لوله هاي ديواره اي مي شود. در اين بخش قسمت اعظم انرژي حرارتي را توسط مشعله دريافت كرده و دوباره وارد درام مي شود. در درام كار تقسيم آب و بخار انجام شده و بخار به قسمت سوپرهيترها هدايت مي شود و آب باقيمانده دوباره توسط پمپ به گردش در مي آيد.

سيكل سوخت

سيستم سوخت رساني ديگهاي بخار به نحوي طراحي شده كه در اكثر موارد مي توان از مازوت و گاز طبيعي به عنوان سوخت اصلي ديگ استفاده نمود و گازوئيل را به عنوان سوخت راه انداز مورد استفاده قرار داد. ذكر اين نكته ضروريست كه مسيرهاي سوخت رساني نيروگاهها با يكديگر يكسان نبوده و وجوه متمايز زيادي دارند ولي اساس كار آنها يكسان بوده و تجهيزات اصلي كه در هر مسير به كار رفته اند تقريباً با يكديگر مشابهت دارند.

سوخت مايع معمولاً بوسيله تانكر نفتكش و يا در بعضي موارد بوسيله خط لوله به نيروگاه منتقل مي شود.

براي ذخيره سوخت مايع دو روش معمول است :


الف) سوخت مستقيماً از تانكر به طرف تانك ذخيره پمپ شده و در آنجا جمع آوري مي شود.

ب) ابتدا سوخت به يك مخزن زيرزميني هدايت شده و سپس از آنجا به طرف تانك ذخيره پمپ مي شود و به سمت تانك مصرف روزانه هدايت ميگردد.

در خروجي تانك مصرف روزانه معمولاً دو عدد ***** و دو عدد پمپ به صورت موازي نصب مي شوند تا يكي به صورت رزرو عمل نموده و ديگري در حال كار باشد اين دو پمپ به پمپهاي اصلي سوخت معروف هستند و عمدتاً از نوع پيچي مي باشند. با توجه به چسبندگي زياد مازوت در دماي محيط ، لازم است درجه حرارت آن را به ميزان مشخصي افزايش داده و در آن درجه حرارت ثابت نگه داشته شود تا جريان يافتن آن امكان پذير باشد (اين عمل در مناطق سردسير ممكن است براي گازوئيل نيز انجام شود).

سوخت پس از خروج از پمپ وارد هدر ورودي گرمكن بخاري ميگردد. روي اين هدر يك مسير برگشت به تانك وجود دارد كه در مسير راه آن يك شير كنترل فشار قرار داده شده است. اين شيركنترل فشار همواره سعي مي نمايد فشار خط را ثابت نگه دارد به اين ترتيب كه چنانچه فشار از حد معيني زيادتر شده اين شير مسير برگشت سوخت را باز مي نمايد و سوخت را به طرف تانك هدايت ميكند. سوخت پس از ترك هدر ، وارد گرمكن بخاري مي گردد. درجه حرارت سوخت در خروجي گرمكن مازوت به مقدار تعيين شده مي رسد. ميزان دقيق اين درجه حرارت به غلظت سوخت و ساختمان مشعل بستگي دارد و لذا مقدار آن در نيروگاههاي مختلف با يكديگر متفاوت است.
پس ازگرم شدن و عبور از *****ها سوخت وارد شير كنترل دربي مي شود وظيفه اين شير، كنترل مقدار سوخت ورودي به بويلر بر اساس بار بويلر است. پس از اين شير هدر كليه مشعلها قرار دارد اين هدر به نحوي طراحي شده است كه سوخت مي تواند بدون وارد شدن در مشعلها در كليه طبقات بويلر كه مشعلها در آن قرار دارند به جريان در آمده و سپس از طريق مسير ري سيركوله به تانك هدايت گردد. در سر راه برگشت سوخت (از هدر مشعلها به تانك) يك شير ساده قطع و وصل وجود دارد تا به كمك آن بتوان سوخت را به تانك برگشت داده و يا در بويلر مصرف نمود البته در بعضي از مسيرهاي سوخت رساني به جاي اين شير قطع و وصل شيركنترل كننده اصلي دربي سوخت قرار گرفته و به اين ترتيب فشار هدر سوخت و همچنين دبي آن كنترل مي گردد.

پس از آنكه پارامترهاي مختلف سوخت كنترل گرديدند سوخت به هدر مشعلها هدايت ميگردد در سر راه هر مشعل يك شير دستي قطع و وصل كه به صورت اتوماتيك و يا گرفتن فرمان از اطاق فرمان عمل مي نمايد قرار داشته كه جريان سوخت را به طرف مشعل هدايت نموده و يا آنرا قطع مي نمايد.

سوخت گاز نيروگاه توسط خط لوله گاز كه معمولاً از خط لوله سراسري گاز منشعب مي شود تاًمين مي گردد. قبل از تحويل گاز به نيروگاه معمولاً يك ايستگاه تقليل فشار گاز وجود دارد كه فشار گاز را به حد معيني تقليل مي دهد. گاز پس از عبور از اين ايستگاه وارد خط گار داخلي نيروگاه ميشود. طبيعي است براي مصرف اين گاز در بويلر لازم است فشار آن باز هم افت نمايد. بنابراين گاز بار ديگر وارد ايستگاه تقليل فشار كه در داخل محوطه نيروگاه و معمولاً در نزديگي واحد قرار داده شده ،‌ميشود و فشار آن به ميزان قابل توجهي افت نموده و بدين ترتيب جهت اشتعال در بويلر آماده ميشود. ميزان افت فشار در اين ايستگاه بستگي به طول مسير (بين ايستگاه گاز و مشعلها) و همچنين ساختمان مشعلهاي گاز سوز دارد. اين ايستگاه داراي دو يا سه خط موازي بوده كه هميشه يك خط به صورت رزرو بوده و دو خط ديگر در سرويس هستند.

پس از ايستگاه افت فشار يك اريفيس دبي گاز را اندازه گيري مي نمايد و يك شير قطع كننده وظيفه كنترل فشار خط و قطع جريان گاز در مواقعي كه فشار خط از حد تعيين شده بيشتر يا كمترشود را به عهده دارد
شير اصلي كنتر دبي گاز پس از اين شير قرار داده شده است ،‌اين شير مقدار گازي را كه لازم است براي سوخت مصرف شود را با توجه به بار بويلر به طرف مشعلها هدايت مي نمايد. پس از اين شير ، گاز به طرف هدر مشعل ها هدايت ميگردد. قبل از هر مشعل علاوه بر يك والودستي دو عدد شير قطع كننده وجود دارند كه براي بهره برداري از مشعلها با هم باز شده و در زمان خاموش شدن مشعلها با هم بسته شده و جريان گاز بداخل كوره را متوقف مي سازد. نصب دو عدد شير مشابه هم در كنار يكديگر فقط به لحاظ رعايت ايمني بيشتر مي باشد. بين اين دو شير يك شير تخليه ديگر وجود دارد كه نحوه كار آن برعكس اين دو شير بوده و در زمان بسته بودن آنها از نشتي گاز به محوطه احتراق جلوگيري مي نمايد.


http://airchange.ir/images/stories/chosen-articles/1/cycle_power_planet_airchange.jpg مروري بر سيكلهاي اصلي واحد توليد بخار



سيكل هوا و دود

هواي محيط توسط فنهاي اصلي مكيده شده ،‌وارد گرمكنهاي بخاري مي گردد. در داخل گرمكنها حرارت لازم را كسب نموده و سپس از ژنگستورم عبور داده مي شود. پس از آن هواي مشعلها از دريچه هاي كنترل گذشته و در عمل احتراق شركت مي جود. دود حاصل از احتراق كوره را ترك نموده ،‌ قسمتي از آن توسط فن گردش دهنده مجدداً وارد كوره مي گردد و بقيه آن وارد ژونگستروم مي گردد. صفحات فلزي ژونگستروم حرارت خود را از دود عبوري دريافت نموده و در نيمه دوم چرخش اين حرارت را به هوا منتقل مي سازد. دود خروجي پس از طي دو كانال از طريق دودكش به محيط بيرون فرستاده مي شود.
لازم به ذكر است در كوره هائي كه تحت خلاء‌ كار مي كنند دود توسط يك فن مكيده شده و به طرف دودكش روانه مي گردد.


منبع (http://airchange.ir/)

[ریپورتر]

نیروگاه حرارتی جهت تولید انرژی الکتریکی بکار می‌رود که در عمل پره‌های توربین بخار توسط فشار زیاد بخار آب ، به حرکت در آمده و ژنراتور را که با توربین کوپل شده است، به چرخش در می‌آورد. در نتیجه ژنراتور انرژی الکتریکی تولید می‌کند. نیروگاه حرارتی به مقدار زیادی آب نیاز دارد. در نتیجه در محلهایی که آب به فراوانی یافت می‌شود، ترجیحا از این نوع نیروگاه استفاده می‌شود. چون انرژی الکتریکی را به روشهای دیگری ، مثل انرژی آب در پشت سدها (توربین آبی) ، انرژی باد (توربین بادی) ، انرژی سوخت (توربین گازی) و انرژی اتمی هم می‌توان تهیه کرد. سوخت نیروگاه حرارتی شامل ، فروت و یا گازوئیل طبیعی است.


http://airchange.ir/images/stories/chosen-articles/3/cycle_power_plant_airchange.gif سيكل كاري و اجزاء اصلي يك نيروگاه حرارتي




مشخصات فنی نیروگاه

سوخت

سوخت اصلی نیروگاه ، سوخت سنگین (مازوت) می‌باشد که توسط تانکرها حمل و از طریق ایستگاه تخلیه سوخت در سه مخزن 33000 متر مکعبی ذخیره می‌گردد. سوخت راه اندازی ، سوخت سبک (گازوئیل) است که در یک مخزن 430 متر مکعبی نگهداری می‌شود.

آب

آب مصرفی نیروگاه ، جهت تولید بخار و مصرف برج خنک کن و سیستم آتش نشانی ، از طریق چاه عمیق تامین می‌گردد.

سیستم خنک کن

برج خنک کن نیروگاه از نوع تر می‌باشد و 18 عدد فن (خنک کن) دارد که هر یک دارای الکتروموتوری به قدرت 132kw و سرعت سرعت 141RPM می‌باشد و بوسیله دو عدد پمپ توسط لوله‌ای به قطر 5.2 متر آب مورد نیاز خنک کن تامین می‌گردد. دمای آب برگشتی در برج خنک کن 29.6 درجه سانتیگراد و دمای آب خروجی از برج 21.6 درجه سانتیگراد می‌باشد.

سیستم تصفیه آب

سیستم تصفیه آب جهت برج خنک کن

آب لازم جهت برج خنک کن بایستی فاقد املاحی باشد که سریعا در لوله‌های کندانسور رسوب می‌کنند (از قبیل بی‌کربناتها). این املاح با افزودن کلرورفریک ، آب آهک و آلومینات سدیم گرفته می‌شود و سپس رسوبات جمع شده توسط یک جاروب جمع کننده به بیرون منتقل می‌شوند. به این آب که بدون سختی بی کربنات باشد، آب نرم می‌گویند. آب نرم وارد دو استخر ذخیره شده و از آنجا توسط پمپهایی جهت تامین کمبود آب به برج خنک کن فرستاده می‌شود. برای از بین بردن خزه و جلبک در این استخر ، سیستم تزریق کلر طراحی شده است.

سیستم تصفیه آب جهت تولید بخار

چون آب مورد نیاز برای تولید بخار و جبران کمبود سیکل آب و بخار بایستی کیفیت بسیار بالایی داشته باشد، لذا برای این منظور از یک سیستم مشترک برای هر دو واحد استفاده می‌شود. بعد از اینکه مقداری از سختی آب گرفته شد، وارد سه دستگاه ***** شنی می‌شود، سپس به مخزن ذخیره وارد و از آنجا توسط سه عدد پمپ به طرف ***** کربنی فعال فرستاده می‌شود، تا کلر موجود در آب بوسیله زغال فعال جذب شود. بعد از این ***** یک مبدل حرارتی در نظر گرفته شده که دمای آب را در 25 درجه سانتیگراد ثابت نگه می‌دارد.

سپس این آب وارد دو دستگاه ***** 5 میکرونی شده و ذراتی که قطر آنها بیشتر از 5 میکرون می‌باشند، توسط این *****ها جذب و وارد دو دستگاه ریورس اسمز می‌گردد. در این دستگاه 90% املاح محلول در آب گرفته می‌شود. آب پس از این مرحله وارد مخزن زیرزمینی می‌گردد. سپس توسط سه پمپ به *****های کاتیونی و آنیونی وارد شده و پس از تنظیم PH و کنترل از نظر شیمیایی به مخازن ذخیره آب وارد و مورد استفاده قرار می‌گیرد.

بویلر

بویلر نیروگاه دارای درام بالائی و پائینی بوده و به صورت گردش اجباری توسط سه عدد پمپ سیرکوله (Boiler Circulation Watepump) و کوره ، تحت فشار می‌باشد. درام بالایی معمولا به وزن 110 تن در ارتفاع 50.6 متری و ضخامت جداره 11 سانتیمتر می‌باشد. بویلر دارای 16 مشعل هست که در چهار طبقه و در چهار گوشه با زاویه ثابت قرار گرفته‌اند. مشعلهای ردیف پائین برای هر دو سوخت مازوت و گازوئیل بکار می‌رود.

توربین

نیروگاه از نوع ترکیب متوالی در یک امتداد (Tadem Compound) و دارای سه سیلندر فشار قوی ، فشار متوسط و فشار ضعیف می‌باشد که توربین فشار قوی و فشار متوسط در یک پوسته قرار گرفته و در پوسته دیگر توربینهای فشار ضعیف قرار دارند. توربین فشار قوی 8 طبقه و توربین فشار متوسط 5 طبقه و توربین فشار ضعیف با دو جریان متقارن و هر یک دارای 5 طبقه است. بخار از طریق دو عدد شیر اصلی در دو طرف توربین و شش عدد شیر کنترل وارد توربین فشار قوی شده و بعد از انبساط در چندین طبقه از توربین به بویلر بر می‌گردد. سپس وارد توربین فشار متوسط شده و بعد از انبساط توسط یک لوله مشترک وارد توریبن فشار ضعیف گردیده و به طرف کندانسور می‌رود.

کندانسور

کندانسور نیروگاه از نوع سطحی یک عبوری با جعبه آب مجزا می‌باشد که در زیر توریبن فشار ضعیف قرار گرفته است. برای ایجاد خلا کندانسور از دو نوع سیستم استفاده می‌شود که سیستم اول در موقع راه اندازی و توسط یک مکنده هوا انجام می‌یابد. در طول بهره برداری خلا لازم توسط دو دستگاه پمپ تامین می‌گردد که این پمپها فشار داخل کندانسور را کاهش می‌دهند.

ژنراتور

ژنراتور طوری طراحی شده است که در مقابل اتصال کوتاه و نوسانات ناگهانی بار و احیانا انفجار هیدروژن در داخل ماشین مقاومت کافی داشته باشد. سیستم تحریک آن شامل یک اکساتیر پیلوت (Pilot exiter) با ظرفیت 45 کیلوولت آمپر می‌باشد و جریان تحریک اکسایتر پیلوت در لحظه Flashing از طریق باطری خانه تامین می‌شود. ضمنا سیم پیچهای دستگاه توسط هوا خنک کاری می‌شوند.

ترانسفورمرها و تغذیه داخلی نیروگاه

ترانس اصلی (Main Ttansformer):این ترانس به صورت سه تک فاز با ظرفیت هر کدام 150 مگا ولت آمپر و فرکانس 50 هرتز و امپرانس ولتاژ 14.2 درصد به عنوان Step Up Tranformer ، جهت بالا بردن ولتاژ خروجی ژنراتور از 20 کیلو ولت تا 230 کیلو ولت بکار رفته است. در ضمن نسبت تبدیل ، 10.20%±247 کیلو ولت می‌باشد.

ترانس واحد (Unit Transformer):این ترانس با ظرفیت 35/22/22 مگا ولت آمپر و نسبت تبدیل 3/316/516%±20 و فرکانس 50 هرتز و امپدانس ولتاژ 8.5% و تپ چنجر Off- Loud ، ولتاژ 20 کیلو ولت خروجی ژنراتور را تبدیل به 6 کیلو ولت نموده و به منظور تامین مصارف داخلی نیروگاه در حین بهره برداری بکار می‌رود.

ترانس استارتینگ (Start up Trans): این ترانس به تعداد دو عدد ، به نامهای LTB و LTA و با ظرفیت 25/25/25 مگا ولت آمپر و نسبت تبدیل 10%±3/6/10%± کیلو ولت و فرکانس 50 هرتز و امپدانس 10% و تپ چنجر On Lead ، ولتاژ 230 کیلو ولت شبکه را تبدیل به 6 کیلو ولت نموده و شینه‌ها را طبق شکل شماتیک ضمیمه تغذیه می‌نماید.

ترانس تغذیه (Auxiliary Trans): ترانس تغذیه در ظرفیتهای مختلف 630/1600/2500 کیلو ولت آمپر ، ولتاژ 6 کیلو ولت را تبدیل به 400 ولت می‌نماید که جهت تامین مصارف داخلی فشار ضعیف بکار می‌رود.

سیستم آتش نشانی

آب: کلیه قسمتهای نیروگاه (ساختمان شیمی ، ماشین خانه ، بویلر ، کارگاه ، انبار و ...) و محوطه مجهز به سیستم آب آتش نشانی می‌باشند.

فوم: کلیه قسمتهای سوخت رسانی اعم از مخازن سوخت سبک و سنگین و ایستگاه تخلیه سوخت ، بویلر دیزل اضطراری و بویلر کمکی مجهز به سیستم فوم می‌باشند.

گاز CO2: کلیه سیستمهای الکتریکی از قبیل ساختمان الکتریکی و... توسط گاز CO2 حفاظت می‌گرد.

[ریپورتر]

مدارهاي كنترل سيستم هاي نيروگاه
بنا بر تعريف سيستم هاي كنترل از اجزائي تشكيل شده اند كه در ارتباط با يكديگر كار خاصي را در جهت هدفي معين انجام مي دهند. بنابراين يك واحد نيروگاهي به عنوان يك سيستم تبديل و توليد انرژي داراي مشخصه هاي فوق مي باشد. هدف ار كار نيروگاه تبديل انرژي شيميائي موجود در سوخت به انرژي الكتريكي مورد نياز جامعه است و در اين رابطه ورودي اصلي نيروگاه سوخت و ميزان انرژي الكتريكي توليدي خروجي آن ميباشند. ارتباط بين ورودي و خروجي را كار يك نيروگاه گويند.اجزاء اصلي نيروگاه عبارتند از بويلر ،‌ توربين و ژنراتور.




http://airchange.ir/images/stories/chosen-articles/8/toos_mashhad_airchange.jpg
نمايي از نيروگاه توس مشهد مقدس



كنترل بويلر - كنترل احتراق - كنترل آب تغذيه - كنترل درجه حرارت - كنترل توربين


كنترل بويلر

منظور از كنترل بويلر تنظيم شرائط بخار خروحي بويلر از نظر دبي ، فشار و درجه حرارت ميباشد. وروديهاي بويلر به طور كلي عبارتند از سوخت ،‌هوا و آب تغذيه كه با توجه به اين وروديها عمده خروجي بويلر درجه حرارت بخار سوپرهيت مي باشد.

كنترل احتراق

سيگنال اصلي كنترل بويلر (بويلر مستر) بر سه پارامتر مهم بايستي تاًثير داشته باشد كه عبارتند از سوخت هوا و آب ، و تقدم تاُخر اثر آنها با اهميت مي باشد مثلاً قبل از ورود سوخت ،‌ بايستي هوا به بويلر وارد شده باشد و براي كم كردن بار واحد ابتدا سوخت كم مي شود و سپس هوا ،‌ اين عمل توسط سيستم محدود كننده ضربدري - Cross limit انجام مي شود و سيگنالهاي خروجي اين سيستم به عنوان نقطه تنظيم Set point حلقه كنترل سوخت و هوا استفاده مي شود.

براي كنترل سوخت مي توان از مدار روبرو استفاده كرد. اين سيستم بسيار گران و غير اقتصادي است و از آن استفاده چنداني نمي شود زيرا فشار سوخت را نمي توانيم زياد بالا ببريم لذاست كه سوخت را در يك حلقه به گردش درآورده و علاوه بر كنترل فشار (توسط شيركنترل در مسير برگشت سوخت).

اثر اصطكاك استاتيكي مايع سوخت را خنثي نموده و سوخت مي تواند بدون تاًخير در موقع نياز وارده مشعل شود.
در بعضي موارد سوخت را قبل از گرمكن به مسير برگشت هدايت نموده تا سوختي كه مصرف نميشود گرم نشده و در انرژي صرفه جوئي شود. شكل مدار اين مسير بشكل روبرو مي باشد. كنترل سوخت برگشتي توسط كنترل والو مربوطه صورت مي گيرد كه فرمان اين شير يا از فشار بعد از هيتر صادر مي شود و يا از موقعيت والو اصلي مسير برگشت.

در استفاده از سوخت گازي بخاطر حجم زياد سوخت معمولاً در مسير برگشت از دو كنترل والو به صورت موازي استفاده مي شود.
براي كنترل هوا معمولاً چند مشعل تواماً كنترل مي شوند و كنتر موردي وجود دارد كه تمام مشعلها يك جا كنترل شوند.
البته كنترل تك تك مشعلها حالت خوبي به نظر مي رسد ولي بخاطر مسائل تكنولوژيكي مقرون به صرفه نمي باشد. به جهت اينكه فشار هوا قبل از مشعلها بايستي ثابت باشد (بدون توجه به تعداد آنها) لذا فشار هدر اندازه گيري شده و فرمان لازم را براي دمپرهاي پس از فنها ارسال مي دارد.

كنترل آب تغذيه

هدف از كنترل آب تغذيه تنظيم دبي آب تغذيه بگونه اي مي باشد كه سطح آب درام در تمام شرائط در يك حد مشخصي باقي بماند. يكي از روشها اين است كه فشار درام را اندازه گيري كرده با ست پوينت مقايسه شده و به كنترل والو سرعت پمپ (كوپلينگ هيدروليكي) اعمال شود. از طرفي چون عمل اين كوپلينگ كند است از يك حلقه كنترل سريع در داخل يك حلقه كنترل كند استفاده
ميشود. در وهله اول كه احتياج به دبي آب كم داريم كنترل روي والو انجام مي گيرد و اگر دبي زياد نياز باشد كنترل روي دور پمپ انجام مي شود. براي كنترل بهتر از دو والو موازي استفاده مي شود كه براي درصدي از بار از والو رنج پائين و براي بقيه بار از والو رنج بالا استفاده مي شود. به علت حساسيت و خطاهاي اندازه گيري ،‌سيستم كنترل آب تغذيه را پيچيده ترين حلقه هاي كنترل مي باشد كه معمولاً
از مدار كنترل سه عنصري (سطح درام ،‌ فلوي بخار ، فلوي آب تغذيه)‌ استفاده ميشود.

كنترل درجه حرارت

درجه حرارت بخار خروجي از بلويلر بايستي ثابت باشد شكل عمده ،‌تاًخير موجود در سيستم است. براي اينكه اين تاًخير را كم كنيم درجه حرارت قبل از سوپرهيتر اندازه گيري مي شود تا تغيير در
درجه حرارت خروجي زودتر حدس زده شود چون امكان دارد بخار هنگام عبور از لوله هاي سوپرهيتر با دماي متفاوت خارج گردد لذا از دو طرف سوپرهيت اندازه گيري درجه حرارت انجام مي شود. چون ممكن است كه آب اسپري نتواند درجه حرارت را كنترل كند از سيستم هاي كمكي استفاده مي شود اين سيستم ها عبارتند از G.R.FAN و تغيير زاويه مشعلها كه فقط در بويلرهائي كه مشعلها در گوشه هاي بويلر قرار دارند استفاده مي شود و با تغيير زاويه مشعلها انرژي تشعشعي تغيير داده مي شود.

كنترل توربين

خروجي كنترل شونده در يك توربين دور آن بوده و ورودي كنترل كننده ميزان دبي بخار ورودي با كيفيت ثابت (درجه حرارت ،‌چگالي ،‌ …) مي باشد. مكانيزم كنترل توربين هيدروليكي است كه روغن آن توسط پمپ تاًمين مي شود. سيستم هاي هيدروليكي مينيمم گير هستند يعني آن سيستم كنترل كه كمترين فشار روغن كنترل را داشته باشد در كنترل گاورنينگ والوها دخالت مي كند.
فرمان والو ورودي توربين از حلقه كنترل هيدروليك صادر مي شود. حلقه كنترل توربين مطابق شكل زير مي باشد. از عوامل مؤثر روي حلقه كنترل فشار قبل از والو مي باشد تا در اثر زياد باز شدن والو افت فشار بيش از حد ايجاد نگردد. سرعت و شتاب توربين بسيار مهم هستند و در حلقه كنترل مؤثر مي باشند (حلقه هاي كنترل سرعت و شتاب). فشار كندانسوز براي توربين محدوديت ايجاد مي كند و در كار آن مؤثر است (حلقه كنترل فشار كندانسوز) كنترل بار از عوامل مهم و مؤثر در كار توربين است. درجه حرارت طبقات آخر توربين LP بخصوص موقعي كه توربين بي بار كار ميكند بسيار بالا مي رود و حتي احتمال ذوب شدن آنها مي رود و بايستي بوسيله سيستم كنترلي بتوان با پاشيدن آب آن را خنك كرد.

[ریپورتر]

آنالیز فنی یك نیروگاه حرارتی (http://masoudshaef.mihanblog.com/post/16)

نویسنده: مسعود شاعف (http://masoudshaef.mihanblog.com/post/author/185756)
برای درك هرچه بهتر چرخه های ترمودینامیكی یك نیروگاه نسبتا بزرگ را آنالیز كرده تا مطالبی را كه درمقالات دیگر سایت خوانده اید را بهتر فهمیده و آنرا درك نمایید. مقاله زیر كه قسمت اعظم آن از سایت رشد گرفته شده این موضوع را دنبال می كند .
نیروگاه حرارتی جهت تولید انرژی الکتریکی بکار می‌رود که در عمل پره‌های توربین بخار توسط فشار زیاد بخار آب ، به حرکت در آمده و ژنراتور را که با توربین کوپل شده است، به چرخش در می‌آورد. در نتیجه ژنراتور انرژی الکتریکی تولید می‌کند. نیروگاه حرارتی به مقدار زیادی آب نیاز دارد. در نتیجه در محلهایی که آب به فراوانی یافت می‌شود، ترجیحا از این نوع نیروگاه استفاده می‌شود. چون انرژی الکتریکی را به روشهای دیگری ، مثل انرژی آب در پشت سدها (توربین آبی) ، انرژی باد (توربین بادی) ، انرژی سوخت (توربین گازی) و انرژی اتمی هم می‌توان تهیه کرد. سوخت نیروگاه حرارتی شامل ، فروت و یا گازوئیل طبیعی است.




http://www.sabainfo.ir/content/media/image/2008/01/1922_orig.gif
مشخصات فنی نیروگاه
سوخت
سوخت اصلی نیروگاه ، سوخت سنگین (مازوت) می‌باشد که توسط تانکرها حمل و از طریق ایستگاه تخلیه سوخت در سه مخزن 33000 متر مکعبی ذخیره می‌گردد. سوخت راه اندازی ، سوخت سبک (گازوئیل) است که در یک مخزن 430 متر مکعبی نگهداری می‌شود.

آب
آب مصرفی نیروگاه ، جهت تولید بخار و مصرف برج خنک کن و سیستم آتش نشانی ، از طریق چاه عمیق تامین می‌گردد.

سیستم خنک کن
برج خنک کن نیروگاه از نوع تر می‌باشد و 18 عدد فن (خنک کن) دارد که هر یک دارای الکتروموتوری به قدرت 132kw و سرعت سرعت 141RPM می‌باشد و بوسیله دو عدد پمپ توسط لوله‌ای به قطر 5.2 متر آب مورد نیاز خنک کن تامین می‌گردد. دمای آب برگشتی در برج خنک کن 29.6 درجه سانتیگراد و دمای آب خروجی از برج 21.6 درجه سانتیگراد می‌باشد.

سیستم تصفیه آب
سیستم تصفیه آب جهت برج خنک کن
آب لازم جهت برج خنک کن بایستی فاقد املاحی باشد که سریعا در لوله‌های کندانسور رسوب می‌کنند (از قبیل بی‌کربناتها). این املاح با افزودن کلرورفریک ، آب آهک و آلومینات سدیم گرفته می‌شود و سپس رسوبات جمع شده توسط یک جاروب جمع کننده به بیرون منتقل می‌شوند. به این آب که بدون سختی بی کربنات باشد، آب نرم می‌گویند. آب نرم وارد دو استخر ذخیره شده و از آنجا توسط پمپهایی جهت تامین کمبود آب به برج خنک کن فرستاده می‌شود. برای از بین بردن خزه و جلبک در این استخر ، سیستم تزریق کلر طراحی شده است.

سیستم تصفیه آب جهت تولید بخار
چون آب مورد نیاز برای تولید بخار و جبران کمبود سیکل آب و بخار بایستی کیفیت بسیار بالایی داشته باشد، لذا برای این منظور از یک سیستم مشترک برای هر دو واحد استفاده می‌شود. بعد از اینکه مقداری از سختی آب گرفته شد، وارد سه دستگاه ***** شنی می‌شود، سپس به مخزن ذخیره وارد و از آنجا توسط سه عدد پمپ به طرف ***** کربنی فعال فرستاده می‌شود، تا کلر موجود در آب بوسیله زغال فعال جذب شود. بعد از این ***** یک مبدل حرارتی در نظر گرفته شده که دمای آب را در 25 درجه سانتیگراد ثابت نگه می‌دارد.

سپس این آب وارد دو دستگاه ***** 5 میکرونی شده و ذراتی که قطر آنها بیشتر از 5 میکرون می‌باشند، توسط این *****ها جذب و وارد دو دستگاه ریورس اسمز می‌گردد. در این دستگاه 90% املاح محلول در آب گرفته می‌شود. آب پس از این مرحله وارد مخزن زیرزمینی می‌گردد. سپس توسط سه پمپ به *****های کاتیونی و آنیونی وارد شده و پس از تنظیم PH و کنترل از نظر شیمیایی به مخازن ذخیره آب وارد و مورد استفاده قرار می‌گیرد.
بویلر
بویلر نیروگاه دارای درام بالائی و پائینی بوده و به صورت گردش اجباری توسط سه عدد پمپ سیرکوله (Boiler Circulation Watepump) و کوره ، تحت فشار می‌باشد. درام بالایی معمولا به وزن 110 تن در ارتفاع 50.6 متری و ضخامت جداره 11 سانتیمتر می‌باشد. بویلر دارای 16 مشعل هست که در چهار طبقه و در چهار گوشه با زاویه ثابت قرار گرفته‌اند. مشعلهای ردیف پائین برای هر دو سوخت مازوت و گازوئیل بکار می‌رود
.
توربین
نیروگاه از نوع ترکیب متوالی در یک امتداد (Tadem Compound) و دارای سه سیلندر فشار قوی ، فشار متوسط و فشار ضعیف می‌باشد که توربین فشار قوی و فشار متوسط در یک پوسته قرار گرفته و در پوسته دیگر توربینهای فشار ضعیف قرار دارند. توربین فشار قوی 8 طبقه و توربین فشار متوسط 5 طبقه و توربین فشار ضعیف با دو جریان متقارن و هر یک دارای 5 طبقه است. بخار از طریق دو عدد شیر اصلی در دو طرف توربین و شش عدد شیر کنترل وارد توربین فشار قوی شده و بعد از انبساط در چندین طبقه از توربین به بویلر بر می‌گردد. سپس وارد توربین فشار متوسط شده و بعد از انبساط توسط یک لوله مشترک وارد توریبن فشار ضعیف گردیده و به طرف کندانسور می‌رود.

کندانسور
کندانسور نیروگاه از نوع سطحی یک عبوری با جعبه آب مجزا می‌باشد که در زیر توریبن فشار ضعیف قرار گرفته است. برای ایجاد خلا کندانسور از دو نوع سیستم استفاده می‌شود که سیستم اول در موقع راه اندازی و توسط یک مکنده هوا انجام می‌یابد. در طول بهره برداری خلا لازم توسط دو دستگاه پمپ تامین می‌گردد که این پمپها فشار داخل کندانسور را کاهش می‌دهند.

ژنراتور
ژنراتور طوری طراحی شده است که در مقابل اتصال کوتاه و نوسانات ناگهانی بار و احیانا انفجار هیدروژن در داخل ماشین مقاومت کافی داشته باشد. سیستم تحریک آن شامل یک اکساتیر پیلوت (Pilot exiter) با ظرفیت 45 کیلوولت آمپر می‌باشد و جریان تحریک اکسایتر پیلوت در لحظه Flashing از طریق باطری خانه تامین می‌شود. ضمنا سیم پیچهای دستگاه توسط هوا خنک کاری می‌شوند.

ترانسفورمرها و تغذیه داخلی نیروگاه
ترانس اصلی (Main Ttansformer):این ترانس به صورت سه تک فاز با ظرفیت هر کدام 150 مگا ولت آمپر و فرکانس 50 هرتز و امپرانس ولتاژ 14.2 درصد به عنوان Step Up Tranformer ، جهت بالا بردن ولتاژ خروجی ژنراتور از 20 کیلو ولت تا 230 کیلو ولت بکار رفته است. در ضمن نسبت تبدیل ، 10.20%±247 کیلو ولت می‌باشد.

ترانس واحد (Unit Transformer):این ترانس با ظرفیت 35/22/22 مگا ولت آمپر و نسبت تبدیل 3/316/516%±20 و فرکانس 50 هرتز و امپدانس ولتاژ 8.5% و تپ چنجر Off- Loud ، ولتاژ 20 کیلو ولت خروجی ژنراتور را تبدیل به 6 کیلو ولت نموده و به منظور تامین مصارف داخلی نیروگاه در حین بهره برداری بکار می‌رود.
ترانس استارتینگ (Start up Trans): این ترانس به تعداد دو عدد ، به نامهای LTB و LTA و با ظرفیت 25/25/25 مگا ولت آمپر و نسبت تبدیل 10%±3/6/10%± کیلو ولت و فرکانس 50 هرتز و امپدانس 10% و تپ چنجر On Lead ، ولتاژ 230 کیلو ولت شبکه را تبدیل به 6 کیلو ولت نموده و شینه‌ها را طبق شکل شماتیک ضمیمه تغذیه می‌نماید.
ترانس تغذیه (Auxiliary Trans): ترانس تغذیه در ظرفیتهای مختلف 630/1600/2500 کیلو ولت آمپر ، ولتاژ 6 کیلو ولت را تبدیل به 400 ولت می‌نماید که جهت تامین مصارف داخلی فشار ضعیف بکار می‌رود.

سیستم آتش نشانی
آب: کلیه قسمتهای نیروگاه (ساختمان شیمی ، ماشین خانه ، بویلر ، کارگاه ، انبار و ...) و محوطه مجهز به سیستم آب آتش نشانی می‌باشند.
فوم: کلیه قسمتهای سوخت رسانی اعم از مخازن سوخت سبک و سنگین و ایستگاه تخلیه سوخت ، بویلر دیزل اضطراری و بویلر کمکی مجهز به سیستم فوم می‌باشند.
گاز CO2: کلیه سیستمهای الکتریکی از قبیل ساختمان الکتریکی و... توسط گاز CO2 حفاظت می‌گرد

[ریپورتر]

نیروگاههای هسته ای

نیروگاههای هسته ای حدود 17 درصد برق را تأمین می کنند برخی کشورها برای تولید نیروی الکتریکی خود، وابستگی بیشتری به انرژی هسته ای دارند. براساس آمار آژانس انرژی اتمی، 75 درصد برق کشور فرانسه در نیروگاههای هسته ای تولید می شود و در ایالات متحده، نیروگاههای هسته ای 15 درصد برق را تأمین می کنند. بیش از چهارصد نیروگاه هسته ای در سراسر دنیا وجود دارد که بیش از یکصد عدد آنها در ایالات متحده واقع شده است. یک نیروگاه هسته ای بسیار شبیه به یک نیروگاه سوخت فسیلی تولید کننده انرژی الکتریکی است و تنها تفاوتی که دارد، منبع گرمایی تولید بخار است. این وظیفه در نیروگاه هسته ای برعهده رآکتور هسته ای است.

رآکتور هسته ای

همه رآکتورهای هسته ای تجاری از طریق شکافت هسته ای گرما تولید می کنند. همانطور که می دانید، شکافت اورانیوم نوترون های زیادی آزاد می کند، بیشتر از آنکه لازم باشد. اگر شرایط واکنش مساعد باشد فرآیند به طور خود به خودی انجام می شود و یک زنجیره از شکافت های هسته ای به وجود می آید. نوترونهایی که از فرآیند شکافت آزاد می شوند، بسیار سریعند و هسته های دیگر نمی توانند آنها را به راحتی جذب کنند. از این رو در اکثر رآکتورها قسمتی به نام کند کننده نوترون وجود دراد که در آن از سرعت نوترونها کاسته می شود و در نتیجه نوترونها به راحتی جذب می شوند. چنین نوترونهایی آن قدر کند می شوند تا با هسته راکتور به تعادل گرمایی برسند. نام گذاری این نوترونها به نوترونهای گرمایی یا نوترونهای کند هم از همین رو است.

مقدار انرژی گرمایی که در یک رآکتور پارامتر بحرانی است و با کنترل آن می توان رآکتور را در حالت عادی نگاه داشت. این کار با تنظیم تعداد میله های کنترل درون رآکتور صورت می گیرد. میله کنترل از مواد جذب کننده نوترون ساخته شده است و با افزایش یا کاهش جذب نوترون، می توان گسترش واکنش زنجیره ای را کاهش یا افزایش داد. البته با استفاده از کند کننده های نوترون یا تغییر دادن نحوه قرار گیری میله های سوخت هم می توان انرژی خروجی رآکتور را کنترل کرد.

طراحی یک رآکتور

رآکتورهای هسته ای برای انجام واکنش های هسته ای در مقیاس وسیع طراحی می شوند. گرما، اتمهای جدید و تابش بسیار شدید نوترون، محصولات واکنش انجام شده در رآکتور هستند و بسته به استفاده ای که از رآکتور می شود، از یکی از محصولات استفاده می شود. در یک نیروگاه هسته ای تولید برق از انرژی گرمایی تولید شده برای چرخاندن توربین و درنهایت تولید انرژی الکتریکی استفاده می شود. در برخی رآکتورهای نظامی و آزمایشی بیشتر از باریکه نوترون پر انرژی استفاده می شود تا مواد ساده را به عناصر کم یاب و جدیدی تبدیل کنند.

هدف از رآکتور هر چه باشد، برای به دست آوردن این محصولات لازم است یک واکنش هسته ای زنجیره ای به طور پیوسته ادامه یابد. برای ادامه یک واکنش زنجیره ای هم رآکتور باید در حالت بحرانی یا فوق بحرانی قرار داشته باشد. کند کننده و وسیله کنترل در فراهم آوردن چنین شرایطی نقش بسیار مهمی برعهده دارند.

رآکتوری که از کند کننده استفاده می کند، رآکتور گرمایی یا رآکتور کند نامیده می شود. این رآکتورها با توجه به نوع کند کننده ای که مورد استفاده قرار می گیرد طبقه بندی می شوند. آب معمولی ( آب سبک )، آب سنگین و گرافیت، مواد رایج کند کننده هستند. البته گرافیت مشکلات فراوانی را به وجود می آورد و بسیار خطرآفرین است، مانند حادثه انفجار چرنوبیل یا آتش سوزی وانیدسکیل.

رآکتورهایی که از کند کننده ها استفاده نمی کنند، رآکتورهای سریع خوانده می شوند. در این نوع رآکتورها فشار ذرات نوترون بسیار بالا است و از این رو می توان برخی واکنش های هسته ای را در آنها انجام داد که ترتیب دادن آنها در رآکتور کند بسیار مشکل است. شرایط خاصی که در رآکتورهای سریع وجود دارد، سبب می شود بتوان هسته اتم توریوم و برخی ایزوتوپ های دیگر را به سوخت هسته ای قابل استفاد تبدیل کرد. چنین رآکتوری می تواند سوختی بیش از حد نیاز خود را تولید کند و به همین دلیل به آن رآکتور سوخت ساز هم گفته می شود.

در همه رآکتورها، قلب رآکتور که دمای بسیار زیادی دارد باید خنک شود. در یک نیروگاه هسته ای، سیستم خنک ساز به نوعی طراحی می شود که از گرمای آزاد شده به بهترین شکل ممکن استفاده شود. در اغلب این سیستمها از آب استفاده می شود. اما آب نوعی کند کننده هم محسوب می شود و از این رو نمی تواند در رآکتورهای سریع مورد استفاده قرار گیرد. در رآکتورهای سریع از سدیم مذاب یا نمک های سدیم استفاده می شود و دمای عملیاتی خنک ساز بالاتر است. در رآکتورهایی که برای تبدیل مورد طراحی شده اند، به راحتی گرمای آزاد شده را در محیط آزاد می کنند.

در یک نیروگاه هسته ای، رآکتور کند منبع آب را گرم می کند و آن را به بخار تبدیل می کند. بخار آب توربین بخار را به حرکت در می آورد ، توربین نیز ژنراتور را می چرخاند و به این ترتیب انرژی تولید می شود. این آب و بخار آن در تماس مستقیم با راکتور هسته ای است و از این رو در معرض تابش های شدید رادیواکتیو قرار می گیرند. برای پیشگیری از هر گونه خطر مرتبط با این آب رادیواکتیو، در برخی رآکتورها بخار تولید شده را به یک مبدل حرارتی ثانویه وارد می کنند و از آن به عنوان یک منبع گرمایی در چرخه دومی از آب و بخار استفاده می کنند. بدین ترتیب آب و بخار رادیواکتیو هیچ تماسی با توربین نخواهند داشت.


انواع رآکتورهای گرمایی

در در رآکتورهای گرمایی علاوه برکند کننده، سوخت هسته ای ( ایزوتوپ قابل شکافت القایی)، مخزن بخار و لوله های منتقل کننده آن، دیواره های حفاظتی و تجهیزات کنترل و مشاهده سیستم رآکتور نیز وجود دارند. البته بسته به این که این رآکتورها از کانالهای سوخت فشرده شده، مخزن بزرگ بخار یا خنک کننده گازی استفاده کنند، می توان آنها را به سردسته تقسیم کرد.

الف – کانالهای تحت فشار در رآکتورهای RBMK و CANDU استفاده می شوند و می توان آنها را در حال کارکردن رآکتور، سوخت رسانی کرد.

ب – مخزن بخار پرفشار داغ، رایج ترین نوع رآکتور است و در اغلب نیروگاههای هسته ای و رآکتورهای دریایی ( کشتی، ناوهواپیمابر یا زیردریایی ) از آن استفاده می شود. این مخزن می تواند به عنوان لایه حفاظتی نیز عمل کند.

ج – خنک سازی گازی: در این رآکتورها به جای آب، از یک سیال گازی شکل برای خنک کردن رآکتور استفاده می شود. این گاز در یک چرخه گرمایی با منبع حرارتی راکتور قرار می گیرد و معمولاً از هلیوم برای آن استفاده می شود، هر چند که نیتروژن و دی اکسید کربن نیز کاربرد دارند. در برخی رآکتورهای جدید، رآکتور به قدری گرما تولید می کند که گاز خنک کن می تواند مستقیما یک توربین گازی را بچرخاند، در حالی که در طراحی های قدیمی تر گاز خنک کن را به یک مبدل حرارتی می فرستادند تا در یک چرخه دیگر، آب را به بخار تبدیل کند و بخار داغ، یک توربین بخار را بگرداند.



بقیه اجزای نیروگاه هسته ای

غیر از رآکتور که منبع گرمایی است، تفاوت اندکی بین نیروگاه هسته ای و یک نیروگاه حرارتی تولید برق با سوخت فسیلی وجود دارد.

مخزن بخار تحت فشار معمولا درون یک ساختمان بتونی تعبیه می شود که این ساختمان به عنوان یک سد حفاظتی در برابر تابش رادیواکتیو عمل می کند. این ساختمان هم درون یک مخزن بزرگتر فولادی قرار می گیرد. هسته رآکتور و تجهیزات مرتبط با آن درون این مخزن فولادی قرار گرفته اند و کارکنان می توانند راکتور را تخلیه یا سوخت رسانی کنند. وظیفه این مخزن فولادی، جلوگیری از نشت هر گونه گاز یا مایع رادیواکتیو از درون سیال است.

در نهایت این مخزن فولادی هم به وسیله یک ساختمان بتونی خارجی محافظت می شود. این ساختمان به قدری محکم است که در برابر اصابت یک هواپیمای جت مسافربری ( مشابه حادثه یازده سپتامبر ) هم تخریب نمی شود. وجود این ساختمان حفاظتی دوم برای جلوگیری از انتشار مواد رادیواکتیو در اثر هرگونه نشت از حفاظ اول ضروری است. در حادثه انفجار چرنوبیل، فقط یک ساختمان حفاظتی وجود داشت و همان موجب شد موادراکتیو در سطح اروپا پخش شود.

رآکتورهای هسته ای طبیعی

در طبیعت هم می توان نشانه هایی از رآکتور هسته ای پیدا کرد، البته به شرطی که تمام عوامل مورد نیاز به طور طبیعی در کنار هم قرار گرفته باشند. تنها نمونه شناخته شده یک رآکتور هسته ای طبیعی دو میلیارد سال پیش در منطقه اوکلو در کشور گابون ( قاره آفریقا ) فعالیتش را آغاز کرده است. البته دیگر چنین رآکتورهایی روی زمین شکل نمی گیرند، زیرا واپاشی رادیواکتیو این مواد ( به خصوص U-235 ) در این زمان طولانی 5/4 میلیارد ساله ( سن زمین )، فراوانی U-235 را در منابع طبیعی این رآکتورها بسیار کاهش داده است، به طوری که مقدار آن به پایین تر از حد مورد نیاز آغاز یک واکنش زنجیره ای رسیده است.

این رآکتورهای طبیعی زمانی شکل گرفتند که معادن غنی از اورانیوم به تدریج از آب زیرزمینی یا سطحی پر شدند. این آب به صورت کند کننده عمل کرد و واکنش های زنجیره ای شدیدی به وقوع پیوست. با افزایش دما، آب کند کننده بخار می شد و رآکتور خاموش شد. پس از مدتی، این بخارها به مایع تبدیل می شدند و دوباره رآکتور به راه می افتاد. این سیستم خودکار و بسته، یک رآکتور را کنترل می کرد و برای صدها هزار سال، این رآکتور را فعال نگاه می داشت.
مطالعه و بررسی این رآکتورهای هسته ای طبیعی بسیار ارزشمند است، زیرا می تواند به تحلیل چگونگی حرکت مواد رادیواکتیو در پوسته زمین کمک کند. اگر زمین شناسان بتوانند را از این حرکت ها را شناسایی کنند، می توانند راه حل های جدیدی برای دفن زباله های هسته ای پیدا کنند تا روزی خدای ناکرده، این ضایعات خطرناک به منابع آب سطح زمین نشت نکنند و فاجعه ای بشری به بار نیاورند.

انواع رآکتورهای گرمایی

الف – کند سازی با آب سبک:
a- رآکتور آب تحت فشار Pressurized Water Reactor(PWR)
b- رآکتور آب جوشان Boiling Water Reactor(BWR)
c- رآکتور D2G

ب- کند سازی با گرافیت:
a- ماگنوس Magnox
b- رآکتور پیشرفته با خنک کنندی گازی Advanced Gas-Coaled Reactor (AGR)
c- RBMK
d- PBMR

ج – کند کنندگی با آب سنگین:
a – SGHWR
b – CANDU

رآکتور آب تحت فشار، PWR

رآکتور PWR یکی از رایج ترین راکتورهای هسته ای است که از آب معمولی هم به عنوان کند ساز نوترونها و هم به عنوان خنک ساز استفاده می کند. در یک PWR، مدار خنک اولیه از آب تحت فشار استفاده می کند. آب تحت فشار، در دمایی بالاتر از آب معمولی به جوش می آید، از این دوچرخه خنک ساز اولیه را به گونه ای طراحی می کنند که آب با وجود آنکه دمایی بسیار بالا دارد، جوش نیاید و به بخار تبدیل نشود. این آب داغ و تحت فشار در یک مبدل حرارتی، گرما را به چرخه دوم منتقل میکند که یک نوع چرخه بخار است و از آب معمولی استفاده می کند. دراین چرخه آب جوش می آید و بخار داغ تشکیل می شود، بخار داغ یک توربین بخار را می چرخاند، توربین هم یک ژنراتور و در نهایت ژنراتور، انرژی الکتریکی تولید می کند.

PWR به دلیل دارابودن چرخه ثانویه با BWR تفاوت دارد. از گرمای تولیدی در PWR به عنوان سیستم گرم کننده درنواحی قطبی نیز استفاده شده است. این نوع رآکتور، رایج ترین نوع رآکتورهای هسته ای است و در حال حاضر، بیش از 230 عدد از آنها در نیروگاههای هسته ای تولید برق و صدها رآکتور دیگر برای تأمین انرژی تجهیزات دریایی مورد استفاده قرار می گیرند.

خنک کننده

همان طور که می دانید، برخورد نوترونها با سوخت هسته ای درون میله های سوخت، موجب شکافت هسته اتمها می شود و این فرآیند هم به نوبه خود، گرما و نوترونهای بیشتری آزاد می کند. اگر این حرارت آزاد شده منتقل نشود، ممکن است میله های سوخت ذوب شوند و ساختار کنترلی رآکتور از بین برود ( و البته خطرهای مرگ آوری که به دنبال آن روی می دهند. ) در PWR، میله های سوخت به صورت یک دسته در ساختاری، ترسیمی قرار گرفته اند و آب از کف رآکتور به بالا جریان پیدا می کند. آب از میان این میله های سوخت عبور می کند و به شدت گرم می شود، به طوری که به دمای 325 درجه سانتی گراد می رسد. درمبدل حرارتی، این آب داغ موجب داغ شدن آب در چرخه دوم می شود و بخاری با دمای 270 درجه سانتی گراد تولید می کند تا توربین را بچرخاند.

کند کننده

نوترونهای حاصل از یک شکافت هسته ای بیش از آن حدی گرمند که بتوانند یک واکنش شکافت هسته ای را آغاز کنند. انرژی آنها را باید کاهش داد تا با محیط اطراف خود به تعادل گرمایی برسند. محیط اطراف نوترونها ( قلب رآکتور ) دمایی در حدود 450 درجه سانتی گراد دارد.

در یک PWR، نوترونها در پی برخورد با مولکولهای آب خنک ساز، انرژی جنبشی خود را از دست می دهند؛ به طوری که پس از 8 تا 10 برخورد ( البته به طور متوسط ) با محیط هم دما می شوند. در این حالت، احتمال جذب نوترونها از سوی هسته U-235 بسیار زیاد است ودر صورت جذب، بالافاصله هسته U-236 جدید دچار شکافت می شود.

مکانیسم حساسی که هر رآکتور هسته ای را کنترل می کند، سرعت آزاد سازی نوترونها در طول یک فرآیند شکافت است به طور متوسط از هر شکافت، دونوترون و مقدار زیادی انرژی آزاد می شود. نوترونهای آزاد شده اگر با هسته U-235 دیگری برخورد کنند، شکافت دیگری را سبب می شوند و در نهایت یک واکنش زنجیره ای روی می دهد. اگر تمام این نوترونها در یک لحظه آزاد شوند، تعدادشان به قدری زیاد می شود که باعث ذوب شدن راکتور خواهد شد. ( تعداد ذرات پر انرژی، دمای یک سیستم را تعیین می کند. معادله بوتنرمن، این ارتباط را توصیف می کند. ) خوشبختانه برخی از این نوترونها پس از یک بازه زمانی نه چندان کوتاه ( حدود یک دقیقه ) تولید می شوند و سبب می شوند دیگر عوامل کنترل کننده از این تاخیر زمانی استفاده کرده، اثر خود را داشته باشند.

یکی از مزیت های استفاه از آب در PWR، این است که اثر کند سازی آب با افزایش دما کاهش می یابد. در حالت عادی، آب در فشار 150 برابر فشار یک اتمسفر قرار دارد ( حدود 15 مگا پاسکال ) و در قلب رآکتور به دمای 325 درجه سانتی گراد می رسد. درست است که آب با فشار پانزده مگا پاکسال در این دما جوش نمی آید، ولی به شدت از خاصیت کند کنندگی اش کاسته می شود، بنابراین آهنگ واکنش شکافت هسته ای کاهش می یابد، حرارت کمتری تولید می شود و دما پایین می آید. دما که کاهش یابد، توان رآکتور افزایش می یابد و دما که افزایش یابد توان راکتور کاهش می یابد؛ پس خود سیستم PWR دارای یک سیستم خود تعادلی در رآکتور است و تضمین می کند توان رآکتور در کمترین میزان مورد نیاز برای تأمین گرمای سیستم بخار ثانویه است.

در اغلب رآکتورهای PWR، توان رآکتور را در دوره فعالیت معمولی با تغییرات غلظت بورون ( در شکل اسید بوریک ) در چرخه خنک کننده اولیه کنترل اولیه کنترل می کنند سرعت جریان خنک کننده اول در رآکتورهای PWR معمولی ثابت است. بورون یک جذب کننده قوی نوترون است و با افزایش یا کاهش غلظت آن، می توان شدت فعالیت راکتور را کاهش یا افزایش داد. برای این کار، یک سیستم کنترلی پیچیده شامل پمپ های فشار بالا که آب را در فشار 15 مگا پاسکال از چرخه خارج می کند، تجهیزات تغییر غلظت اسید بوریک و تزریق مجدد آب به چرخه خنک ساز مورد نیاز است.

یکی از اشکالات راکتورهای شکافت، این است که حتی پس از توقف واکنش شکافت، هنوز هم واپاشی های رادیواکتیوی انجام می شود و حرارت زیادی آزاد می شود که می تواند راکتور را ذوب کند. البته سیستم های حفاظتی و پشتیبانی متعددی برای جلوگیری از این واقعه وجود دارند، با این حال ممکن است در اثر پیچیدگی های این سیستم، برهمکنش های پیش بینی نشده یا خطاهای عملیاتی مرگ آفرینی در شرایط اضطراری روی دهند. در نهایت، هر رآکتور با یک حفاظ ساختمانی بتونی احاطه شده است که آخرین سد در برابر تشعشعات رادیواکتیو است.

رآکتور آب جوشان، BWR

در رآکتور آب جوشان، از آب سبک استفاده می شود. آب سبک، آبی است که در آن فقط هیدروژن معمولی وجود دارد. ) BWR اختلاف زیادی با رآکتور آب تحت فشار ندارد، غیر از اینکه در BWR فقط یک چرخه خنک کننده وجود دارد و آب مستقیما در قلب راکتور به جوش می آید. فشار آب در BWR کمتر از PWR است، به طوری که در بیشترین مقدار به 75 برابر فشار جو می رسد ( 5/7 مگا پاسکال ) و بدین ترتیب آب در دمای 285 درجه سانتی گراد به جوش می آید.

رآکتور BWR به شکلی طراحی شده که بین 12 تا 15 درصد آب درون قلب رآکتور به شکل بخار در قسمت بالای آن قرار می گیرد. بدین ترتیب عملکرد بخش بالایی و پایینی هسته رآکتور با هم تفاوت دارند. در بخش بالایی قلب رآکتور، کند سازی کمتری صورت می گیرد و در نتیجه بخش بالایی کمتر است.

در حالت کلی دو مکانیسم برای کنترل BWR وجود دارد: استفاده از میله های کنترل و تغییر جریان آب درون راکتور.

الف – بالا بردن یا پایین آوردن میله های کنترل، روش معمولی کنترل توان رآکتور در حالت راه اندازی رآکتور تا رسیدن به 70 درصد حداکثر توان است. میله های کنترل حاوی مواد جذب کننده نوترون هستند؛ در نتیجه پایین آوردن آنها موجب افزایش جذب نوترون در میله ها، کاهش جذب نوترون در سوخت و درنهایت کاهش آهنگ شکافت هسته ای و پایین آمدن توان رآکتور می شود. بالا بردن میله های سوخت دقیقاً نتیجه معکوس می دهد.

ب – تغییرات جریان آب درون رآکتور، زمانی برای کنترل رآکتور مورد استفاده قرار می گیرد که راکتور بین 70 تا صد درصد توان خود کار می کند. اگر جریان آب درون رآکتور افزایش یابد، حباب های بخار در حال جوش سریع تر از قلب راکتور خارج می شوند و آب درون قلب رآکتور بیشتر می شود. افزایش مقدار آب به معنی افزایش کندسازی نوترون و جذب بیشتر نوترونها از سوی سوخت است و این یعنی افزایش توان راکتور. با کاهش جریان آب درون رآکتور، حباب ها بیشتر در رآکتور باقی می مانند، سطح آب کاهش می یابد و به دنبال آن کندسازی نوترونها و جذب نوترون هم کاهش می یابد و در نهایت توان رآکتور کاهش می یابد.

بخار تولید شده در قلب رآکتور از شیرهای جدا کننده بخار و صفحات خشک کن ( برای جذب هر گونه قطرات آب داغ ) عبور می کند و مستقیماً به سمت توربین های بخار که بخشی از مدار رآکتور محسوب می شوند، می رود. آب اطراف رآکتور همواره در معرض تابش و آلودگی رادیواکتیو است و از آنجا که توربین هم در تماس مستقیم با این آب است، باید پوشش حفاظتی داشته باشد. اغلب آلودگی های درون آب عمر کوتاهی دارند ( مانند N16 که بخش اعظم آلودگی های آب را تشکیل می دهد و نیمه عمرش تنها 7 ثانیه است )، بنابراین مدت کوتاهی پس از خاموش شدن رآکتور می توان به قسمت توربین وارد شد.

در رآکتور BWR، افزایش نسبت بخار آب به آب مایع درون رآکتور موجب کاهش گرمای خروجی می شود. با این حال، یک افزایش ناگهانی در فشار بخار، سبب بروز یک کاهش ناگهانی در نسبت بخار به آب مایع درون رآکتور می شود که خود، سبب افزایش توان خروجی می شود. این شرایط و دیگر حالت های خطرساز، موجب شده است از سیستم کنترلی اسید بوریک ( بورون ) نیز استفاده شود، بدین شکل که در سیستم پشتیبان خاموش کننده اضطراری، محلول اسید بوریک با غلظت بالا به چرخه خنک کننده تزریق می شود. خوبی این سیستم این است که اسید اوریک، یک خورنده قوی است و معمولا در PWR سبب می شود تلفات ناشی از خوردگی قابل توجه باشد. در بدترین شرایط اضطراری که تمام سیستم های امنیتی از کار افتاد، هر رآکتور به وسیله یک ساختمان حفاظتی از محیط اطراف جدا شده است. در یک رآکتور BWR جدی، حدود 800 دسته واحد سوخت قرار می گیرد و در هر دسته بین 74 تا 100 میله سوخت قرار می گیرد. این چنین حدود 140 تن اورانیوم در قلب رآکتور ذخیره می شود.

• رآکتور D2G

رآکتور هسته ای D2G را می توان در تمام ناوهای دریایی ایالات متحده می توان پیدا کرد. D2G مخفف عبارت زیراست:

رآکتور ناو جنگی D=Destroyer-sized reactor
نس دوم 2=Second Geneation
ساخت جنرال الکتریک G= General – Electric built

بدین ترتیب، D2G را می توان مخفف این عبارت دانست: رآکتور هسته ای نسل دوم ویژه ناوهای جنگی ساخت جنرال الکتریک. این رآکتور برای تولید حداکثر 150 مگا وات انرژی الکتریکی و عمر مفید 15 سال مصرف معمولی طراحی شده است.

در این رآکتور، برای مخزن بخار دو رآکتور وجود دارد و طوری طراحی شده که بتوان هر دو اتاق توربین را با یک رآکتور به راه انداخت. اگر هر دو رآکتور فعال باشند، ناو به سرعت 32 گره می رسد. اگر یک رآکتور فعال باشد و توربین ها متصل به هم باشند، سرعت ناو به 25 تا 27 گره خواهد رسید و اگر فقط یک رآکتور فعال باشد ولی توربین ها جدا باشند، سرعت فقط 15 گره خواهد بود.

[ریپورتر]

انرژي هسته‌اي از معدن تا نيروگاه



http://www.btinternet.com/~j.doyle/SR/Emc2/fission_end-atom.gif

استفاده از انرژي هسته‌اي براي توليد برق روشي پيچيده اما كارامد براي تامين انرژي مورد نياز بشر است. به طور كلي براي بهره‌برداري از انرژي هسته‌اي در نيروگاه‌هاي هسته‌اي، از عنصر اورانيوم غني شده به عنوان سوخت در راكتورهاي هسته‌اي استفاده مي‌شود كه ماحصل عملكرد نيروگاه، انرژي الكتريسته است. عنصر اورانيوم كه از معادن استخراج مي‌شود به صورت طبيعي در راكتورهاي نيروگاه‌ها قابل استفاده نيست و به همين منظور بايد آن را به روشهاي مختلف به شرايط ايده عال براي قرار گرفتن درون راكتور آماده كرد. اورانيوم يكي از عناصر شيميايي جدول تناوبي است كه نماد آن ‪ U‬و عدد اتمي آن ‪ ۹۲‬است. اين عنصر داراي دماي ذوب هزار و ‪ ۴۵۰‬درجه سانتيگراد بوده و به رنگ سفيد مايل به نقره‌اي، سنگين، فلزي و راديواكتيو است و به رغم تصور عام، فراواني آن در طبيعت حتي از عناصري از قبيل جيوه، طلا و نقره نيز بيشتر است.



http://www.knowclub.com/paper/images/ir_groundtruth_bushehr_001.jpg

عنصر اورانيوم در طبيعت داراي ايزوتوپهاي مختلف از جمله دو ايزوتوپ مهم و پايدار اورانيوم ‪ ۲۳۵‬و اورانيوم ‪ ۲۳۸‬است. براي درك مفهوم ايزوتوپهاي مختلف از هر عنصر بايد بدانيم كه اتم تمامي عناصر از سه ذره اصلي پروتون، الكترون و نوترون ساخته مي‌شوند كه در تمامي ايزوتوپهاي مختلف يك عنصر، تعداد پروتونهاي هسته اتمها با هم برابر است و تفاوتي كه سبب بوجود آمدن ايزوتوپهاي مختلف از يك عنصر مي‌شود، اختلاف تعداد نوترونهاي موجود در هسته اتم است.
به طور مثال تمامي ايزوتوپهاي عنصر اورانيوم در هسته خود داراي ‪۹۲‬ پروتون هستند اما ايزوتوپ اورانيوم ‪ ۲۳۸‬در هسته خود داراي ‪ ۱۴۶‬نوترون (‪ (۹۲+۱۴۶=۲۳۸‬و ايزوتوپ اورانيوم ‪ ۲۳۵‬داراي ‪ ۱۴۳‬نوترون(‪ (۹۲+۱۴۳=۲۳۵‬در هسته خود است.

اورانيوم ‪ ۲۳۵‬مهمترين ماده مورد نياز راكتورهاي هسته‌اي(براي شكافته شدن و توليد انرژي) است اما مشكل كار اينجاست كه اورانيوم استخراج شده از معدن تركيبي از ايزوتوپهاي ‪ ۲۳۸‬و ‪ ۲۳۵‬بوده كه در اين ميان سهم ايزوتوپ ‪ ۲۳۵‬بسيار اندك(حدود ‪ ۰/۷‬درصد) است و به همين علت بايد براي تهيه سوخت راكتورهاي هسته‌اي به روشهاي مختلف درصد اوانيوم ‪ ۲۳۵‬را در مقايسه با اورانيوم ‪ ۲۳۸‬بالا برده و بسته به نوع راكتور هسته‌اي به ‪ ۲‬تا ‪ ۵‬درصد رساند و به اصطلاح اورانيوم را غني‌سازي كرد.



http://www.knowclub.com/paper/images/ir_groundtruth_bushehr_002.jpg

درون راكتورهاي هسته‌اي، هسته اورانيوم ‪ ۲۳۵‬به صورت كنترل شده شكسته شده كه در اين فرايند مقداري جرم به انرژي تبديل مي‌شود. همين انرژي سبب ايجاد حرارت(اغلب از اين حرارت براي تبخير آب استفاده مي‌شود) و در نتيجه چرخيدن توربينها و در نهايت چرخيدن ژنراتورهاي نيروگاه و توليد برق مي‌شود.

در نيروگاه‌هاي غير هسته‌اي، از سوزاندن سوختهاي فسيلي از قبيل نفت و يا زغال سنگ براي گرم كردن آب و توليد بخار استفاده مي‌شود كه يك مقايسه ساده ميان نيروگاه‌هاي هسته‌اي و غير هسته‌اي، صرفه اقتصادي قابل توجه نيروگاه‌هاي هسته‌اي را اثبات مي‌كند.

به طور مثال، براي توليد ‪ ۷۰۰۰‬مگاوات برق حدود ‪ ۱۹۰‬ميليون بشكه نفت خام مصرف مي‌شود كه استفاده از سوخت هسته‌اي براي توليد همين ميزان انرژي ساليانه ميلونها دلار صرفه جويي به دنبال دارد و به علاوه ميزان آلايندگي زيست محيطي آن نيز بسيار كمتر است.

كافي است بدانيم كه مصرف اين ‪ ۱۹۰‬ميليون بشكه نفت خام براي توليد ‪ ۷۰۰۰‬مگاوات برق، ‪ ۱۵۷‬هزار تن گاز گلخانه‌اي دي اكسيد كربن، ‪ ۱۵۰‬تن ذرات معلق در هوا، ‪ ۱۳۰‬تن گوگرد و ‪ ۵‬تن اكسيد نيتروژن در محيط زيست پراكنده مي‌كند كه نيروگاههاي هسته‌اي اين آلودگي‌ها را ندارند. پس از آشنايي با مفاهيم كلي انرژي هسته‌اي و مزاياي آن، ابتدا با مراحل مختلف چرخه سوخت هسته‌اي آشنا مي‌شويم و سپس نحوه استفاده از سوخت هسته‌اي درون راكتور را مرور مي‌كنيم.

چرخه سوخت هسته‌اي عبارت است از: ‪ -۱‬فراوري سنگ معدن اورانيوم ‪-۲‬ تبديل و غني‌سازي اورانيوم ‪ -۳‬توليد سوخت هسته‌اي ‪ -۴‬بازفرآوري سوخت مصرف شده.

در حال حاضر چند كشور صنعتي جهان هر كدام در يك، چند و يا همه چهار مرحله ياد شده از چرخه سوخت هسته‌اي فعاليت مي‌كنند.

هم اكنون به لحاظ صنعتي، كشورهاي فرانسه، ژاپن، روسيه، آمريكا و انگليس داراي تمامي مراحل چرخه سوخت هسته‌اي در مقياس صنعتي هستند و در مقياس غيرصنعتي، كشورهاي ديگري مثل هند نيز به ليست فوق اضافه مي‌شوند.

كشورهاي كانادا و فرانسه در مجموع داراي بزرگترين كارخانه‌هاي تبديل اورانيوم(مرحله پيش از غني‌سازي ) هستند كه محصولات آنها شامل ‪UO3,UO2,UF6‬ غني نشده مي‌باشد و پس از آنها به ترتيب كشورهاي آمريكا، روسيه و انگلستان قرار دارند. در زمينه غني‌سازي نيز، دو كشور آمريكا و روسيه داراي بزرگترين شبكه غني‌سازي جهان هستند.

آمريكا هم اكنون بزرگترين توليدكننده سوخت هسته‌اي(مرحله بعد از غني سازي) در جهان است و پس از آمريكا، كانادا توليدكننده اصلي سوخت هسته‌اي در جهان محسوب مي‌شود. پس از آمريكا و كانادا، كشورهاي انگليس، روسيه، ژاپن، فرانسه، آلمان، هند، كره جنوبي و سوئد از توليدكنندگان اصلي سوخت هسته‌اي جهان هستند. آمريكا بيشترين سهم بازفراوري سوخت مصرف شده هسته‌اي در جهان را داراست و پس از آن فرانسه، انگليس، روسيه، هند و ژاپن قرار دارند. درحال حاضر بين كشورهاي جهان سوم، هندوستان پيشرفته‌ترين كشور در زمينه دانش فني چرخه سوخت هسته‌اي است.

چرخه سوخت هسته‌اي: …………….

‪-۱‬استخراج اوانيوم از معدن و تهيه كيك زرد(مرحله فراوري سنگ معدن اورانيوم) عنصر اورانيوم در طبيعت به صورت تركيبات شيميايي مختلف از جمله اكسيد اورانيوم، سيليكات اورانيوم و يا فسفات اورانيوم و به صورت مخلوط با تركيباتي از عناصر ديگر يافت مي‌شود.در ميان كشورهاي مختلف جهان، استراليا داراي بزرگترين معادن اورانيوم است و كشورهاي قزاقستان، كانادا، آفريقاي جنوبي، ناميبيا، برزيل و روسيه نيز از معادن بزرگي برخوردارند.

مواد معدني حاوي اورانيوم با استفاده از روشهاي معدن‌كاوي زيرزميني و يا روزميني استخراج شده و سپس طي فرايندهاي مكانيكي و شيميايي موسوم به “آسياب كردن” و “كوبيدن” از ديگر عناصر جدا مي‌شوند.

اورانيوم پس از استخراج تفكيك، كوبيده، خرد و به شكل پودر درآمده و سپس براي توليد ماده موسوم به “كيك زرد” (‪ (YellowCake‬مورد استفاده قرار مي گيرد.

كيك زرد در واقع محصول فراوري سنگ معدن ارونيوم است و به تركيباتي از اورانيوم گفته مي‌شود كه ناخالصي‌هاي معدني آن به ميزان زيادي گرفته شده و حاوي ‪ ۷۰‬تا ‪ ۹۰‬درصد اكسيد اورانيوم از نوع ‪ U3O8‬است.



http://www.knowclub.com/paper/images/vver1000layout.jpg

‪-۲‬فراوري كيك زرد و توليد هگزافلوريد اورانيوم و آغاز غني‌سازي (مرحله تبديل و غني‌سازي ) كيك زرد در اين مرحله هنوز داراي ناخالصي‌هايي است كه توسط روشهاي مختلف اين ناخالصي‌ها كاسته شده و پس از طي فرايندهاي شيميايي نسبتا پيچيده، از شكل معدني ‪ U3O8‬به ‪UO3(‬تري اكسيد اروانيوم) و سپس ‪ UO2(‬دي اكسيد اورانيوم) در مي‌آيد كه اين تركيب آخر نيز به دو روش موسوم به روش تر و روش خشك براي توليد ماده مورد نياز در فرايند غني‌سازي، يعني هگزافلوريد اورانيوم(‪ (UF6‬به كار گرفته مي‌شود.
در صنعت به اين دليل عنصر اورانيوم را به صورت تركيب هگزافلوريد اورانيوم(‪ (UF6‬در مي‌آورند كه ماده مذكور بهترين تركيب اورانيوم براي استفاده در روشهاي مهم غني‌سازي اورانيوم محسوب مي‌شود. در روشهاي مرسوم غني‌سازي اورانيوم، بايد از حالت گازي تركيبات اين عنصر استفاده كرد و هگزافلوريد اورانيوم در دماي ‪ ۵۶‬درجه سانتيگراد به راحتي تصعيد شده و از حالت جامد به حالت گاز در مي‌آيد كه اين گاز براي دستيابي به درصد بالاتر ايزوتوپ ‪ ۲۳۵‬اورانيوم، قابل غني‌سازي است.

پس از مراحل استخراج اورانيوم، توليد كيك زرد و در نهايت هگزافلوريد اورانيوم، نوبت به غني‌سازي اين عنصر مي‌رسد.

روش‌هاي مختلف غني‌سازي ………………….

به طور كلي اورانيوم را به چندين روش مختلف مي‌توان غني‌سازي كرد كه اين روشها عبارتند از: “سانتريفوژ گازي”، “پخش گازي”(‪،(Gaseous Diffusion‬ “جداسازي اكلترومغناطيسي”، “تبادل شيميايي”(‪،(Chemical Exchange‬ “فتويونيزاسيون و فتوديساسيون ليزري”، “نازل جداسازي”(‪(Separation Nazzle‬ و “جداسازي ايزوتوپ رزونانس سيكلوتروني”. از بين تمامي اين روشها هم‌اكنون تنها دو روش “سانتريفوژگازي” و “پخش گازي” است كه در مقياس تجاري اهميت داشته و كاربردهاي عملي وسيع پيدا كرده‌اند .

در غني‌سازي اورانيوم به روش مرسوم‌تر “سانتريفوژ گازي”، در عمل هگزافلوريد اورانيوم (‪ (UF6‬را وارد دستگاه سانتريفوژ با سرعت دوران بسيار بالا مي‌كنند. در سرعت دوراني بسيار زياد، آن دسته از مولكولهاي هگزافلوريد اورانيوم كه اورانيوم موجود در آنها از نوع ايزوتوپ ‪ ۲۳۵‬است از آنجا كه در مقايسه با مولكولهاي هگزافلوريد اورانيوم با ايزوتوپ اورانيوم ‪ ۲۳۸‬جرم كمتري دارند، در نزديك محور سانتريفوژ تراكم بيشتري نسبت به ناحيه خارجي دستگاه پيدا كرده و در مقابل مولكولهاي سنگين‌تر هگزا فلوريد اورانيوم ‪ ۲۳۸‬در ناحيه خارجي تراكم بيشتري نسبت به ناحيه نزديك محور پيدا مي‌كنند .

بدين ترتيب گاز هگزافلوريد اورانيومي كه از نزديك محور دستگاه سانتريفوژ گرفته مي‌شود از نظر درصد اورانيوم ‪ ۲۳۵‬از غني شدگي بيشتري نسبت به نواحي ديگر سانتريفوژ برخوردار است. در اين روش براي رسيدن به درصد مورد نياز اورانيوم ‪ ۲۳۵‬بايد مرحله به مرحله از تعداد بسيار زياد سانتريفوژ به صورت زنجيره‌اي استفاده كرد.

روش “سانتريفوژ گازي” براي غني‌سازي اورانيوم به دو علت در مقايسه با روش “پخش گازي” از مزاياي بيشتري برخوردار است. اول آنكه اين روش كارايي بيشتري داشته و دوم آنكه انرژي لازم در اين روش غني‌سازي حدود يك دهم مقدار انرژي لازم در غني‌سازي با “پخش گازي” براي حصول همان ميزان محصول مي‌باشد.

اين عوامل باعث شده كه غني‌سازي اورانيوم به روش سانتريفوژ هزينه كمتري را شامل شده و اقتصادي‌تر باشد.البته بايد به خاطر داشت كه هزينه تعميرات و نگهداري تجهيزات مورد استفاده در غني‌سازي به روش سانتريفوژ اندك نيست.

‪-۳‬توليد سوخت هسته‌اي(تبديل ‪ UF6‬غني شده به ‪ UO2‬غني شده): برخي انواع راكتورهاي مي‌توانند به طور مستقيم از هگزافلوريد اورانيوم غني شده به عنوان سوخت هسته‌اي استفاده كنند اما براي تهيه سوخت هسته‌اي بسياري انواع ديگر راكتورها لازم است كه هگزافلوريد اورانيوم غني شده را به شكل به اصطلاح “ميله‌هاي سوختي” از دي اكسيد اورانيوم غني شده(‪ (UO2‬و يا در موارد معدود، به اورانيوم غني شده فلزي(‪ (U‬تبديل كرد.

تبديل ‪ UF6‬غني شده به ‪ UO2‬غني شده نيز خود به دو روش شيميايي موسوم به خشك و تر انجام مي‌گيرد كه پرداختن بدانها از حوصله اين بحث خارج است.



http://www.knowclub.com/paper/images/vver_reactor.jpg


در پايان اين مرحله سوخت هسته‌اي آماده قرارگرفتن در راكتور و آغاز توليد انرژي است. حال كه سوخت هسته‌اي با درصد مورد نياز اورانيوم ‪۲۳۵(‬حدود ‪ ۲‬تا ‪۵‬ درصد) به منظور استفاده در راكتور هسته‌اي آماده شد، عملكرد يك راكتور هسته‌اي را نيز به صورت خلاصه بررسي مي‌كنيم.

عملكرد راكتور هسته اي …………………

همانطور كه گفتيم، سوخت هسته‌اي شامل اورانيوم ‪ ۲۳۸‬و اورانيوم ‪۲۳۵‬ است كه درصد اورانيوم ‪ ۲۳۵‬با روشهاي غني‌سازي از حدود ‪ ۰/۷‬درصد در وضعيت طبيعي به حدود ‪ ۲‬تا ‪ ۵‬درصد در وضعيت غني شده افزايش يافته‌است. به زبان ساده، درون يك راكتور هسته‌اي اورانيوم ‪ ۲۳۵‬به صورت كنترل شده توسط نوترونها بمباران مي‌شود. برخورد نوترونها به هسته اتم اورانيوم ‪ ۲۳۵‬سبب شكست اين هسته شده كه نتيجه شكست مذكور توليد انرژي و توليد نوترونهاي بيشتر است.

كنترل اين نوترونهاي پر انرژي حاصل شده ضروري است زيرا مي‌توانند درون راكتور طي يك فرايند زنجيره‌اي سبب شكست هسته‌هاي بيشتر اورانيوم ‪۲۳۵‬ و بروز حادثه شوند. براي كاهش انرژي نوترونهاي آزاد شده و جذب آنها از مواد نرم‌كننده (از قبيل آب سبك، آب سنگين، گرافيت) و ميله‌هاي مهار كننده(از قبيل كاديوم و يا بور) درون راكتور استفاده مي‌شود.

البته تعدادي از اين نوترونها نيز پس از شكست هسته اورانيوم ‪ ، ۲۳۵‬با هسته اورانيوم ‪ ۲۳۸‬برخورد كرده و سبب پيدايش ايزوتوپ جديد و ناپايداري از اورانيوم به نام اورانيوم ‪ ۲۳۹‬مي‌شوند كه خود اين ماده نيز در نهايت به يك عنصر راديواكتيو ديگر به نام پلوتونيوم ‪ ۲۳۹‬بدل مي‌شود. پلوتونيوم ‪۲۳۹‬ همانند اورانيوم ‪ ۲۳۵‬خود مي‌تواند به عنوان سوخت هسته‌اي مجددا مورد استفاده قرار بگيرد.

انرژي آزاد شده به صورت گرما در پي شكست هسته اورانيوم ‪ ۲۳۵‬درون راكتور، توسط مواد خنك‌كننده و به منظور به حركت در آوردن توربينهاي توليد برق، به خارج از راكتور منتقل مي‌شود. اين مواد خنك‌كننده يا انتقال‌دهنده انرژي حرارتي(از قبيل گاز دي اكسيي كربن، آب، آب‌سنگين، گاز هليم و يا سديم مذاب)، پس از انتقال انرژي به بيرون از راكتور و خنك شدن مجددا به داخل راكتور برمي گردند و اين فرايند به صورت مداوم براي توليد برق ادامه مي‌يابد.

سوخت مصرف شده در راكتور در پايان كار حاوي حدود ‪ ۹۵‬درصد اورانيوم ‪ ،۲۳۸‬حدود يك درصد اورانيوم ‪ ۲۳۵‬شكافته نشده، حدود يك درصد پلوتونيوم و حدود سه درصد مواد پرتوزاي حاصل از شكافته شدن اورانيوم ‪ ۲۳۵‬و همچنين عناصر فوق سنگين بوجود آمده درون راكتور است. اين سوخت مصرف شده معمولا در تجهيزات دوباره‌سازي به سه جزء اصلي اورانيوم، پلوتونيوم و پس ماندهاي پرتوزا تقسيم مي‌شود.

به لحاظ تاريخي اولين راكتور هسته‌اي در آمريكا و به منظور استفاده در زير دريائيها ساخته‌شد. ساخت اين راكتور پايه اصلي و استخوان بندي تكنولوژي فعلي نيروگاههاي هسته‌اي از نوع ‪ PWR‬را تشكيل مي‌دهد. پس از آن شركت جنرال الكتريك موفق به ساخت راكتورهايي از نوع ‪ BWR‬گرديد اما اولين راكتوري كه منحصرا جهت توليد برق مورد استفاده قرار گرفت توسط شوروي سابق و در ژوئن ‪ ۱۹۵۴‬در “آبنينسك” نزديك مسكو احداث گرديد كه بيشتر جنبه نمايشي داشت.

توليد الكتريسيته از راكتورهاي هسته‌اي در مقياس صنعتي در سال ‪۱۹۵۶‬ در انگلستان آغاز شد. تا سال ‪ ۱۹۶۵‬روند ساخت نيروگاههاي هسته‌اي از رشد محدودي برخوردار بود اما طي دو دهه ‪ ۱۹۶۶‬تا ‪ ۱۹۸۵‬جهش زيادي در ساخت نيروگاههاي هسته‌اي بوجود آمد. اين جهش طي سالهاي ‪ ۱۹۷۲‬تا ‪ ۱۹۷۶‬كه بطور متوسط هر سال ‪ ۳۰‬نيروگاه شروع به ساخت مي‌كردند، بسيار زياد و قابل توجه است. پس از دوره جهش فوق يعني از سال ‪ ۱۹۸۶‬تاكنون روند ساخت نيروگاهها كاهش يافته بطوريكه هم اكنون بطور متوسط ساليانه كار ساخت ‪ ۴‬راكتور هسته اي آغاز مي‌شود.

در سالهاي گذشته گسترش استفاده از انرژي هسته‌اي براي توليد برق در كشورهاي مختلف روندهاي گوناگوني داشته‌است. به عنوان مثال كشور انگليس تا سال ‪ ۱۹۶۵‬پيشرو در ساخت نيروگاه‌هاي هسته‌اي بود، اما پس از آن تاريخ ساخت نيروگاه هسته‌اي در اين كشور كاهش يافت. برعكس كشور آمريكا كه تا اواخر دهه ‪ ۱۹۶۰‬تنها ‪ ۱۷‬نيروگاه هسته‌اي داشت در طول دهه‌هاي ‪۱۹۷۰‬و ‪ ۱۹۸۰‬بيش از ‪ ۹۰‬نيروگاه هسته‌اي ديگر ساخت. هم اكنون كشور فرانسه ‪ ۷۵‬درصد از برق مورد نياز خود را توسط نيروگاه‌هاي هسته‌اي توليد مي‌كند كه از اين بابت در صدر كشورهاي جهان قرار دارد.

گرچه ساخت نيروگاههاي هسته‌اي و توليد برق هسته‌اي در جهان از رشد انفجاري اواخر دهه ‪ ۱۹۶۰‬تا اواسط ‪ ۱۹۸۰‬برخوردار نيست اما كشورهاي مختلف همچنان درصدد تامين انرژي مورد نياز خود از طريق انرژي هسته‌اي هستند. طبق پيش بيني‌هاي به عمل آمده روند استفاده از برق هسته‌اي تا دهه‌هاي آينده همچنان روند صعودي خواهد داشت و در اين زمينه، منطقه آسيا و اروپاي شرقي به ترتيب مناطق اصلي جهان در ساخت نيروگاه هسته‌اي جديد خواهند بود.

[ریپورتر]

شبكه سراسري:
شبكه اي به هم پيوسته كه شامل نيروگاهها، خطوط و پستهاي انتقال و فوق توزيع است و توليد نيروگاهها، توسط پستها و خطوط موجود در شبكه به شبكه توزيع انتقال داده مي شود و در آخر بدست مصرف كننده نهايي (مشترك برق) مي رسد. اين شبكه مي تواند در بعضي نقاط به سيستم برق شركتهاي همسايه هم متصل شود.

پست يا ايستگاه برق:
محلي است كه با مجموعه اي از تأسيسات و تجهيزات برقي شامل ترانسفورماتورها، كليدها، سكسيونرها، وسايل اندازه گيري، خطوط ورود و خروج رآكتور و كاپاسيتورها ي مختلف براي انتقال و توزيع برق از آن استفاده مي شود. هر پست يك يا چند ترانس دارد.

ترانس:
دستگاهي است جهت افزايش يا كاهش ولتاژ يك مدار الكتريكي

ولتاژ:
اختلاف پتانسيل بين دو نقطه از يك مدار

پس از توليد برق توسط نيروگاهها، برق چگونه به دست مشترك (مصرف‌كننده) مي‌رسد ؟
ولتاژ توليد هر نيروگاه توسط پست‌هايي كه در نيروگاه موجود مي‌باشد و داراي ترانسفورماتورهاي افزاينده مي‌باشد، به ولتاژ 230 يا 400 كيلوولت تبديل مي‌شود و از طريق خطوط انتقال نيرو توسط شبكه سراسري به پستهاي فوق‌توزيع منتقل مي‌شود و از اين پستها توسط خطوط فوق‌توزيع 0132 و 63 كيلوولت) به پست‌هاي توزيع (فشار متوسط و فشار ضعيف) تبديل و از آنجا به دست مصرف‌كننده با ولتاژ 220 ولت مي‌رسد

نيروگاه بخار:
نيروگاهي است كه در آن از انرژي حرارتي سوخت هاي مايع، جامد وگاز جهت توليد بخار و مصرف آن در توربين هاي بخار براي توليد برق استفاده مي شود.

نيروگاه گازي:
نيروگاهي است كه در آن از انرژي حرارتي سوخت هاي فسيلي گاز و مايع جهت توليد گاز داغ (دود) و مصرف آن در توربين گاز براي توليد برق استفاده مي گردد .

نيروگاه چرخه تركيبي :
نيروگاهي است كه در آن علاوه بر انرژي الكتريكي توليد شده در توربين هاي گازي از حرارت موجود در گازهاي خروجي از توربين هاي گازي جهت توليد بخاردر يك ديگ بخار بازياب استفاده شده و بخار توليدي در يك دستگاه توربو ژنراتور بخاری توليد انرژي برق مي كند .

نيروگاه ديزلي:
نيروگاهي است كه در آن از سوخت نفت گازجهت راه اندازي موتور ديزلی استفاده کرده و انرژی مکانيکی حاصله توسط ژنراتور كوپله شده با آن ، به انرژي الكتريكي تبديل مي شود.

نيروگاه برقابي:
نيروگاهي است كه در آن از انرژي پتانسيل آب انباشته شده در پشت سدها يا انرژی جرياني آب رودخانه ها جهت مصرف در توربين آبي براي توليد برق استفاده مي گردد .

[ریپورتر]

اندازه گیری و داشتن پارامترهای مختلف از اجزای یک سیستم مشخصه بارز کنترل وبهبود کیفیت کاری ان میباشد
شناخت ابزارها وپارامترها مارا به داشتن سیستمی پایدار رهنمون میسازد

اینم سری اول فایلهای شناخت ابزارها وروشهای کنترل

موفق باشید


http://www.4shared.com/file/11646078...6ed5/EH_1.html (http://www.4shared.com/file/116460784/b2ce6ed5/EH_1.html)


دانلود از سرور سایت (http://uc-njavan.ir/file/do.php?id=1347)

[ریپورتر]

اینم سری دوم فایلها
امید که مفید به فایده باشند http://www.noandishaan.com/forums/images/smilies/icons/icon_gol.gif

http://www.4shared.com/file/11646226...3586/EH_2.html (http://www.4shared.com/file/116462269/fe3e3586/EH_2.html)


دانلود از سرور سایت (http://uc-njavan.ir/file/do.php?id=1348)

[ریپورتر]

اینم یک پاور پوینت فوق العاده که تقریبا تمامی نیروگاههارو به خوبی به شما معرفی میکنه
حتما دانلود کنین وببینین واقعا جالبه
موفق باشید

http://www.4shared.com/file/11647669...43cf/ccpp.html (http://www.4shared.com/file/116476694/b21c43cf/ccpp.html)

http://www.4shared.com/file/11647669...43cf/ccpp.html (http://www.4shared.com/file/116476694/b21c43cf/ccpp.html)
__________________

دانلود از سرور سایت



http://uc-njavan.ir/file/do.php?id=1349

http://uc-njavan.ir/file/do.php?id=1350

[ریپورتر]

اینم یه فیلم کوتاه اموزشی درباره توربین های گازی
موفق باشید


http://www.4shared.com/file/11647817...FogSystem.html (http://www.4shared.com/file/116478177/50065e4d/CTFogSystem.html)

دانلود از سرور سایت (http://uc-njavan.ir/file/do.php?id=1352)

[ریپورتر]

در اینجا شما رو با نرم افزار کوچکی آشنا میکنم.این نرم افزار به صور فایل SWF و خودکار هستش و برای استفاده به برنامه خاصی نیاز ندارید در این نرم افزار شما با اکثر سیکلهای قدرت که در نیروگاه های تولید برق استفاده میشوند آشنا میشوید برای مثال سیکلهای، کارنو، رانکین و ترکیبی و با اجزای این سیکلها مانند توربینهای بخار ،گاز و غیره به صورتی شماتیک و انیمیشن را میتوان مشاهده کرد.
http://irmechanic.files.wordpress.com/2008/11/cyle.jpg?w=300&h=225 (http://irmechanic.files.wordpress.com/2008/11/cyle.jpg)
این نرم افزار میتواند برای علاقه مندان به سیکلهای قدرت و ترمودینامیک کمک خوبی باشد و دید آنها را نسبت به این مساله بازتر کند.
این نرم افزار را میتوانید از اینجا (http://www.4shared.com/file/102633283/85199c85/PowerPlantFunda.html) دانلود کنید.حجم: 300 kb(دانلود غیر مستقیم است)

دانلود از سرور سایت (http://uc-njavan.ir/file/do.php?id=1351)

[ریپورتر]

با توجه به گستره وسیعی که نیروگاههای گازی باتبدیل شدن به سیکل ترکیبی در فرایند تولید نیرو به خود اختصاص داده اند اشنایی با انواع این تیپ نیروگاهها میتواند مفید باشد
این مطالب مربوط به نیروگاههای V94.3 زیمنس میباشد که یک نمونه ان در رود شور درمدار است
قسمت اول

http://www.4shared.com/file/11648806...roduction.html (http://www.4shared.com/file/116488062/bae56665/01_tou_introduction.html)

دانلود از سرور سایت (http://uc-njavan.ir/file/do.php?id=1353)

[ریپورتر]

اینم لینک قسمت دوم

موفق باشید

http://www.4shared.com/file/11648804...generator.html (http://www.4shared.com/file/116488045/16b79144/02_tou_generator.html)

دانلود از سرور سایت (http://uc-njavan.ir/file/do.php?id=1354)

[ریپورتر]

باتوجه به فرایند احتراق وازاد سازی انرژی سوخت در این فرایند که اغلب نیروگاهها به طریقی با این فرایند مرتبط هستند اشنایی کامل با فرایند احتراق ومحفظه های احتراق برای مهندسین مکانیک اجتناب ناپذیر است
شما با مطالعه این تحقیق مطمئنا با اصول ومفاهیم یاد شده به خوبی اشنا خواهید شد
امید که مفید به فایده باشد
موفق باشید

http://www.4shared.com/file/11695070...ombustion.html (http://www.4shared.com/file/116950701/f143795c/Combustion.html)
__________________

دانلود از سرور سایت


http://uc-njavan.ir/file/do.php?id=1355

http://uc-njavan.ir/file/do.php?id=1356

[ریپورتر]

اینم قسمت سوم مطالب نیروگاه گازی V94.3

http://www.4shared.com/file/11648807...rotection.html (http://www.4shared.com/file/116488073/d4f967b2/03_tou_generator_trafo_protection.html)


دانلود از سرور سایت (http://uc-njavan.ir/file/do.php?id=1357)

[ریپورتر]

اصول اساسی توربین بخار

شامل :اصول ترمودینامیکی ،دسته بندی توربین های بخار ،تنظیم قدرت،سیستم روغن و حفاظت

http://www.4shared.com/file/10074835...2/nirugah.html (http://www.4shared.com/file/100748353/8971162/nirugah.html)




لینک معیوب است: مدیریت

[ریپورتر]

اینم قسمت چهارم

موفق باشید

http://www.4shared.com/file/11648952...e_and_sfc.html (http://www.4shared.com/file/116489521/f9f75755/04_tou_see_and_sfc.html)


دانلود از سرور سایت (http://uc-njavan.ir/file/do.php?id=1358)

[ریپورتر]

Advanced Gas Turbine Cycles: A Brief Review of Power Generation Thermodynamics
Pergamon | August 1, 2003 | ISBN: 0080442730 | 224 pages | PDF | 5 mb

http://depositfiles.com/files/1zs5kdbt4 (http://depositfiles.com/files/1zs5kdbt4)

[ریپورتر]

اشنایی با تابلوهای الکتریکی ودستورالعمل انها

http://www.4shared.com/file/11648952...e_and_sfc.html (http://www.4shared.com/file/116489521/f9f75755/04_tou_see_and_sfc.html)

تابلوهای سیواکن

[ریپورتر]

اینم پنجمین واخرین بخش که مربوط به ترانسها میشه
موفق باشید

http://www.4shared.com/file/11648952...ansformer.html (http://www.4shared.com/file/116489525/fe9a934c/05_tou_transformer.html)


دانلود از سرور سایت (http://uc-njavan.ir/file/do.php?id=1359)

[ریپورتر]

انرژي باد نظير ساير منابع انرژي تجديد پذير، بطور گسترده ولي پراكنده در دسترس مي‌باشد. تابش نامساوي خورشيد در عرض‌هاي مختلف جغرافيايي به سطح ناهموار زمين باعث تغيير دما و فشار شده و در نتيجه باد ايجاد مي‌شود. به علاوه اتمسفر كره زمين به دليل چرخش، گرما را از مناطق گرمسيري به مناطق قطبي انتقال مي‌دهد كه باعث ايجاد باد مي‌شود. انرژي باد طبيعتي نوساني و متناوب داشته و وزش دائمي ندارد.

از انرژي هاي بادي جهت توليد الكتريسيته و نيز پمپاژ آب از چاهها و رودخانه ها، آرد كردن غلات، كوبيدن گندم، گرمايش خانه و مواردي نظير اينها مي توان استفاده نمود. استفاده از انرژي بادي در توربين هاي بادي كه به منظور توليد الكتريسته بكار گرفته مي شوند از نوع توربين هاي سريع محور افقي مي باشند. هزينه ساخت يك توربين بادي با قطر مشخص، در صورت افزايش تعداد پره ها زياد مي شود.


توربينهاي بادي چگونه كار مي كنند ؟

توربين هاي بادي انرژي جنبشي باد را به توان مكانيكي تبديل مي نمايند و اين توان مكانيكي از طريق شفت به ژنراتور انتقال پيدا كرده و در نهايت انرژي الكتريكي توليد مي شود. توربين هاي بادي بر اساس يك اصل ساده كار مي كنند. انرژي باد دو يا سه پره اي را كه بدور روتور توربين بادي قرار گرفته اند را بچرخش در مي آورد. روتور به يك شفت مركزي متصل مي باشد كه با چرخش آن ژنراتور نيز به چرخش در آمده و الكتريسيته توليد مي شود.

توربين هاي بادي بر روي برج هاي بلندي نصب شده اند تا بيشترين انرژي ممكن را دريافت كنند بلندي اين برج ها به 30 تا 40 متر بالاتر از سطح زمين مي رسند. توربين هاي بادي در باد هايي با سرعت كم يا زياد و در طوفان ها كاملا مفيد مي باشند
همچنين مي توانيد براي درك بهتر چگونكي عملكرد يك توربين بادي به انيميشني كه به همين منظور تهيه شده توجه كنيد تا با چگونگي چرخش پره ها٬ شفت و انتقال نيروي مكانيكي به ژنراتور و در كل نحوه عملكرد يك توربين بادي آشنا شويد.


توربينهاي بادي مدرن به دو شاخه اصلي مي‌شوند :

1- توربينهاي با محور افقي (كه در شكل زير نمونه اي از اين نوع توربين ها را مشاهده مي كنيد)
2- توربينهاي با محور عمودي .



مي‌توان از توربينهاي بادي با كاركردهاي مستقل استفاده نمود، و يا مي‌توان آنها را به يك ” شبكه قدرت تسهيلاتي “ وصل كرد يا حتي مي‌توان با يك سيستم سلول خورشيدي يا فتوولتائيك تركيب كرد. عموماً از توربينهاي مستقل براي پمپاژ آب يا ارتباطات استفاده مي‌كنند ، هرچند كه در مناطق بادخيز مالكين خانه‌ها و كشاورزان نيز مي‌توانند از توربينها براي توليد برق استفاده نمايند مقياس كاربردي انرژي باد، معمولا ً‌تعداد زيادي توربين را نزديك به يكديگر مي‌سازند كه بدين ترتيب يك مزرعه بادگير را تشكيل مي‌دهند.



داخل توربين بادي به چه صورت مي باشد:

1- باد سنج (Anemometer): اين وسيله سرعت باد را اندازه گرفته و اطلاعات حاصل از آنرا به كنترل كننده ها انتقال مي دهد.

2- پره ها (Blades) : بيشتر توربين ها داراي دو يا سه پره مي باشند. وزش باد بر روي پره ها باعث بلند كردن و چرخش پره ها مي شود.

3- ترمز (Brake) : از اين وسيله براي توقف روتور در مواقع اضطراري استفاده مي شود. عمل ترمز كردن مي تواند بصورت مكانيكي ٬ الكتريكي يا هيدروليكي انجام گيرد.

4- كنترولر (Controller) : كنترولر ها وقتي كه سرعت باد به 8 تا 16 mph ميرسد ما شين را٬ راه اندازي مي كنند و وقتي سرعت از 65 mph بيشتر مي شود دستور خاموش شدن ماشين را مي دهند. اين عمل از آن جهت صورت ميگيرد كه توربين ها قادر نيستند زماني كه سرعت باد به 65 mph مي رسد حركت كنند زيرا ژنراتور به سرعت به حرارت بسيار بالايي خواهد رسيد.

5- گيربكس (Gear box) : چرخ دنده ها به شفت سرعت پايين متصل هستند و آنها از طرف ديگر همانطور كه در شكل مشخص شده به شفت با سرعت بالا متصل مي باشند و افزايش سرعت چرخش از 30 تا 60 rpm به سرعتي حدود 1200 تا 1500 rpm را ايجاد مي كنند. اين افزايش سرعت براي توليد برق توسط ژنراتور الزاميست. هزينه ساخت گيربكس ها بالاست درضمن گير بكس ها بسيار سنگين هستند. مهندسان در حال انجام تحقيقات گسترده اي مي باشند تا درايو هاي مستقيمي كشف نمايد و ژنراتورها را با سرعت كمتري به چرخش درآورند تا نيازي به گيربكس نداشته باشند.

6- ژنراتور (Generator) : كه وظيفه آن توليد برق متناوب مي باشد.

7- شفت با سرعت بالا (High-speed shaft) : كه وظيفه آن به حركت در اوردن ژنراتور مي باشد.

8- شفت با سرعت پايين (Low-speed shaft) : رتور حول اين محور چرخيده و سرعت چرخش آن 30 تا 60 دور در دقيقه مي باشد.

9- روتور (Rotor) : بال ها و هاب به روتور متصل هستند.

10- برج (Tower) : برج ها از فولاد هايي كه به شكل لوله درآمده اند ساخته مي شوند. توربين هايي كه بر روي برج هايي با ارتفاع بيشتر نصب شده اند انرژي بيشتري دريافت مي كنند.

11- جهت باد (Wind direction) : توربين هايي كه از اين فن آوري استفاده مي كنند در خلاف جهت باد نيز كار مي كنند در حالي كه توربين هاي معمولي فقط جهت وزش باد به پره هاي آن بايد از روبرو باشد.

12- باد نما (Wind vane) : وسيله اي است كه جهت وزش باد را اندازه گيري مي كند و كمك مي كند تا جهت توربين نسبت به باد در وضعيت مناسبي قرار داشته باشد.

13- درايو انحراف (Yaw drive) : وسيله ايست كه وضعيت توربين را هنگاميكه باد در خلاف جهت مي وزد كنترول مي كند و زماني استفاده مي شود كه قرار است روتور در مقابل وزش باد از روبرو قرار گيرد اما زماني كه باد در جهت توربين مي وزد نيازي به استفاده از اين وسيله نمي باشد.

14- موتور انحراف (Yaw motor) : براي به حركت در آوردن درايو انحراف مورد استفاده قرار مي گيرد.

[ریپورتر]

اینا یه سری عکسه مرتبط با نیروگاه + عکسهای نمادهای اجزای نیروگاهی هستند

http://www.4shared.com/file/11695070...e/Picture.html (http://www.4shared.com/file/116950709/ff98f16e/Picture.html)

دانلود از سرور سایت



http://uc-njavan.ir/file/do.php?id=1362
http://uc-njavan.ir/file/do.php?id=1363
http://uc-njavan.ir/file/do.php?id=1364
http://uc-njavan.ir/file/do.php?id=1365

[ریپورتر]

اینم یه فایل برای تابلوهای 6.6 کیلوولت که اونایی که تونیروگاه هستند میدونند چه نقشی داره
موفق باشید

http://www.4shared.com/file/116936433/9c0d5f96/EKC.html (http://www.4shared.com/file/116936433/9c0d5f96/EKC.html)


دانلود از سرور سایت




http://uc-njavan.ir/file/do.php?id=1360


http://uc-njavan.ir/file/do.php?id=1361

[ریپورتر]

اشنایی با مراحل استارت وشات داون در نیروگاه
فایلها مجزا از هم میباشند

مراحل استارت

http://www.4shared.com/file/11809175...54c/start.html (http://www.4shared.com/file/118091758/ff94954c/start.html)

ومراحل شات داون
http://www.4shared.com/file/11809179.../2_online.html (http://www.4shared.com/file/118091798/5321da40/2_online.html)


دانلود از سرور سایت

مراحل استارت (http://uc-njavan.ir/file/do.php?id=1366)


مراحل شات داون (http://uc-njavan.ir/file/do.php?id=1367)

[ریپورتر]

اینم یه فایل جالب در زمینه PG
لازم به ذکر است با گسترش صنایع کنترل مدرن ونرم افزارهای مرتبط با ان پورتها وسخت افزارهای کنترلی نیز به روز رسانی شده اند
که یکی از تجهیزات مورد ذکر شده است
فایل کاملا گویا ومشخص است
امیدوارم مطالب قابل استفاده بوده باشد
موفق باشید

http://www.4shared.com/file/11809176...PG_online.html (http://www.4shared.com/file/118091761/ad657e2b/PG_online.html)


دانلود از سرور سایت (http://uc-njavan.ir/file/do.php?id=1368)

[ریپورتر]

هندبوک شیرهای کنترل امرسون
امیدوارم به دردتون بخوره
موفق باشید

http://www.4shared.com/file/11954927...-HandBook.html (http://www.4shared.com/file/119549270/e2ccb4e/Emerson-Control-Valve-HandBook.html)


دانلود از سرور سایت (http://uc-njavan.ir/file/do.php?id=1369)

[ریپورتر]

اینم کتاب طراحی شیرهای قشار
کتاب جالب وجامعی هست

http://www.4shared.com/file/11954926...el_design.html (http://www.4shared.com/file/119549260/1737fa0f/pressure_vessel_design.html)




دانلود از سرور سایت (http://uc-njavan.ir/file/do.php?id=1370)

[ریپورتر]

یه پاورپوینت راجع به بررسی انواع شیر آلات صنعتی و شیرهای اطمینان و روش تست آنها..

http://www.4shared.com/file/12080885..._________.html (http://www.4shared.com/file/120808859/a2e404f5/___________.html)
__________________


لینک دانلود معیوب است:مدیریت

[ریپورتر]

آشنائي با پمپ ها و عملكرد آنها

http://www.4shared.com/file/12081186...a8/______.html (http://www.4shared.com/file/120811860/b07d89a8/______.html)




لینک دانلود معیوب است: مدیریت

[ریپورتر]

مرجع کاملی دررابطه با الکتریک
بالاخره یکی از سه رکن نیروگاه الکتریک میباشد https://www.iran-eng.ir/images/smilies/icon_surprised.gif
فایل جالبیه
موفق باشید

دانلود (http://www.4shared.com/file/124088565/a0cb65f1/Electric_motors.html)





دانلود از سرور سایت (http://uc-njavan.ir/file/do.php?id=1371)

[ریپورتر]

یک هندبوک عالی برای کسانی که میخوان توربین های گازی ونیروگاههایی از این دست رو بهتر بشناسن

دانلود (http://www.4shared.com/file/124088576/20d9050a/4-GASTURBINE_PERFORMANCE.html)




دانلود از سرور سایت (http://uc-njavan.ir/file/do.php?id=1372)

[ریپورتر]

کتاب مرجع بهره برداری از بویلر
بویلر یا دیگ در نیروگاههای بخاری مهمترین وسنگین ترین وظیفه رو برعهده دارن
وبهره برداری از این قسمت کار مشکلتری نسبت به بقیه هست


دانلود (http://www.4shared.com/file/124088583/d72bed4a/2-Boiler_Operators_Handbook.html)





لینک دانلود معیوب است: مدیریت

[ریپورتر]

یک کتاب عالی درزمینه پمپها

دانلود (http://www.4shared.com/file/124088589/37fe0454/Pumps.html)



دانلود از سرور سایت (http://uc-njavan.ir/file/do.php?id=1373)

[ریپورتر]

افزايش طول عمر نيروگاههاي موجود از طريق نوسازي و بازسازي


در اين‌ گزارش‌ نمونه‌اي‌ از اين‌ طرح‌ بازسازي‌ و نوسازي‌ كه‌ توسط كمپاني‌ abbبراي‌دو نيروگاه‌ سيكل‌ تركيبي‌ ابوظبي‌ به‌ اجرا در آمده‌ معرفي‌ مي‌شود. در اين‌ طرح‌ سيستم‌كنترل‌ گاورنر با يك‌ سيستم‌ كنترل‌ جديد، تعويض‌ شده‌ و روتور توربينهاي‌ گازي‌ نيزنوسازي‌ شد. شركت‌ abb با اجراي‌ اين‌ طرح‌ عمر نيروگاهها را تا 15 سال‌ ديگر تضمين‌ كرده‌ است‌.
منطقه‌ ام‌النهار در ابوظبي‌مركز فعاليتهاي‌ صنعتي‌ متعدد است‌. در اين‌منطقه‌ 14 نيروگاه‌ با ظرفيت‌ توليد 1200مگاوات‌ و 16 واحد آب‌ شيرين‌كن‌ با ظرفيت‌توليد 200 ميليون‌ ليتر در روز در حال‌ كار است‌.
شركت‌ abb در فاصله‌ سالهاي‌ 1976 تا1980 يك‌ نيروگاه‌ سيكل‌ تركيبي‌
140 مگاواتي‌ را براي‌ سازمان‌ آب‌ و برق‌ساخته‌ است‌. اين‌ نيروگاه‌ داراي‌ دو توربين‌گازي‌ 13 gt، دو ديگ‌ بخار بازياب‌ گرما وچهار واحد آب‌ شيرين‌كن‌ است‌. آب‌شيرين‌كنها در پايين‌ دست‌ نيروگاه‌، واقع‌ شده‌و روزانه‌ 80 ميليون‌ ليتر آب‌ شرب‌ توليدمي‌كنند. شركت‌ abb همچنين‌ مسووليت‌تامين‌ سيستمهاي‌ الكتريكي‌ و كنترل‌ يك‌نيروگاه‌ 160 مگاواتي‌ واقع‌ در غرب‌ ام‌النهار رانيز بر عهده‌ گرفته‌ است‌.

نيازهاي‌ آب‌ و انرژي‌ ‌
نياز ابوظبي‌ به‌ برق‌ در فاصله‌ ماههاي‌ژوئن‌ و سپتامبر، حداكثر است‌. در ساير ماههاي‌ سال‌، مصرف‌ انرژي‌ بين‌ 30 تا 40 درصد اين‌ قله‌ بار فصلي‌ است‌. نياز آب‌ابوظبي‌ در طول‌ سال‌ تقريبا ثابت‌ است‌ درنتيجه‌ بخار توليد شده‌ نيروگاهها بايد ثابت‌باشد. بنابراين‌ ضريب‌ بار توربينها بايد باتوجه‌ به‌ اين‌ موضوع‌ تنظيم‌ شود.
توسعه‌ ساختار اجتماعي‌ - اقتصادي‌و نياز به‌ بهينه‌ سازي‌ منابع‌
همزمان‌ با توسعه‌ ساختار اجتماعي‌ -اقتصادي‌ ابوظبي‌، نياز آن‌ به‌ انرژي‌ الكتريكي‌نيز افزايش‌ مي‌يابد. براي‌ تامين‌ اين‌ نياز، نه‌تنها نيروگاههاي‌ جديدي‌ بايد ساخته‌ شودبلكه‌ از ظرفيت‌ توليد توان‌ موجود بايد به‌ طوركامل‌ استفاده‌ كرد. عمر بيشتر نيروگاههاي‌موجود بين‌ 15 تا 20 سال‌ است‌ و سيستمهاي‌بكار گرفته‌ شده‌ در آنها قديمي‌ است‌. زمانهاي‌ توقف‌ آنها نسبتا طولاني‌ و قابليت‌اطمينان‌ توليد برق‌ آنها كم‌ شده‌ است‌. علاوه‌بر آن‌ تهيه‌ قطعات‌ يدكي‌ نيروگاهها نيزمشكل‌ است‌. سازمان‌ آب‌ و برق‌ از سياست‌نوسازي‌ و بازسازي‌ مداوم‌ نيروگاهها در ام‌النهار پيروي‌ مي‌كند.

برنامه‌ و روش‌ اجراي‌ بازسازي‌ ونوسازي‌
اعمال‌ سياست‌ بازرسي‌ و تعميرات‌درازمدت‌ نيروگاهها توسط سازمان‌ آب‌ و برق‌،سبب‌ شده‌ كه‌ اين‌ نيروگاهها در شرايط عالي‌باشند. اين‌ امر باعث‌ شده‌ است‌ تا با انجام‌نوسازي‌ و بازسازي‌، بتوان‌ عمر نيروگاهها را15 تا 20 سال‌ ديگر افزايش‌ داد. طرح‌بازسازي‌ و نوسازي‌ به‌ صورت‌ پروژهايي‌ توسط سازمان‌ آب‌ و برق‌ در نظر گرفته‌ شده‌است‌ كه‌ براي‌ تهيه‌ پيشنهاد مناقصه‌ ازمهندسان‌ مشاور استفاده‌ شد. روشها و شرايط فعلي‌ انجام‌ مناقصه‌ در ابوظبي‌ به‌ گونه‌ اي‌است‌ كه‌ بررسي‌ اين‌ پروژه‌ها و عقد قرارداد، دوتا سه‌ سال‌ وقت‌ لازم‌ دارد. بديهي‌ است‌ با اين ‌زمان‌ طولاني‌ نمي‌توان‌ انتظار داشت‌ كه‌اجراي‌ پروژه‌ سريعا شروع‌ شود.
شركت‌ abb با همكاري‌ نزديك‌سازمان‌ آب‌ و برق‌ ابوظبي‌ برنامه‌ انعطاف‌پذيري‌ براي‌ سرويس‌، بهره‌برداري‌ و نوسازي‌ (sor)نيروگاهها تدارك‌ ديده‌ است‌. در اين‌برنامه‌ پروژه‌هاي‌ بازسازي‌ و نوسازي‌ به‌ دو بخش‌ تقسيم‌ شده‌ است‌. در بخش‌ نخست‌تمام‌ سخت‌ افزارهاي‌ مورد نياز به‌ همراه‌ اسنادو مدارك‌ مهندسي‌ مربوط، تهيه‌ شده‌ و بخش‌دوم‌ شامل‌ نصب‌ و راه‌ اندازي‌ اين‌سخت‌افزارهاست‌. بخش‌ نخست‌ به‌ روش‌متداول‌ سفارش‌ و خريد قطعات‌ يدكي‌ توسطخود نيروگاه‌ انجام‌ شده‌ است‌ ولي‌ بخش‌ دوم‌در قالب‌ قراردادهاي‌ تعميرات‌ كه‌ هر دو سال ‌يك‌ بار تكرار مي‌شود انجام‌ شده‌ است‌.
شيوه‌ فوق‌ نياز به‌ تعيين‌ دقيق‌ مشخصات‌تجهيزات‌ و برنامه‌ زماني‌ تحويل‌ آنها دارد.سازمان‌ آب‌ و برق‌، بستري‌ فراهم‌ آورده‌ كه‌ در آن‌ سفارش‌ خريد و اعلام‌ مناقصه‌ براي‌ عقدقرارداد تعميرات‌ به‌ طور همزمان‌ انجام‌مي‌شود. اهداف‌ اصلي‌ برنامه‌ و بازسازي‌ ونوسازي‌ به‌ اين‌ شرح‌ است‌:
-بهينه‌ سازي‌ نيروگاه‌ و اجزاي‌ آن‌
-افزايش‌ عمر نيروگاه‌ و تجهيزات‌ مربوط به‌آن‌
-كاهش‌ هزينه‌ بازرسي‌ و تعميرات‌
-كاهش‌ زمان‌ نصب‌ و راه‌ اندازي‌
برنامه‌ زماني‌ و كنترل‌ دقيق‌ پروژه‌ به‌ نحوي‌كه‌ عمليات‌ نصب‌ و تعميرات‌ در همان‌دوره‌هاي‌ بازرسي‌ عادي‌ و تعميرات‌پيشگيري‌كننده‌ انجام‌ و از وقفه‌هاي‌ اضافي‌در توليد برق‌، اجتناب‌ شود.
در تمام‌ قراردادهاي‌ بازسازي‌، مدت‌ يك‌سال‌ گارانتي‌ پيش‌ بيني‌ شده‌ است‌ كه‌ پس‌ ازراه‌اندازي‌ به‌ اجرا در مي‌آيد.

راه‌ اندازي‌ استاتيكي‌ تجهيزات‌ باكمترين‌ زمان‌ توقف‌
تجهيزات‌ راه‌اندازي‌ استاتيكي‌ جديد(شكل‌1) مبتني‌ بر فن‌ آوري‌procontrolp شركت‌ abb بوده‌ ووظايفي‌ را انجام‌ مي‌دهد كه‌ عبارتند از:
-راه‌اندازي‌ و گردش‌ روتور
-قابليت‌ تعمير توربين‌ گازي‌، شامل‌اندازه‌گيريهاي‌ لازم‌ و تجزيه‌ و تحليل‌ نتايج‌
-تست‌ عملكرد سيستم‌ كنترل‌، شامل‌ برنامه‌كنترل‌ توربين‌ گازي‌، محركهاي‌ خودكار وسيستم‌ ايمني‌ توربين‌
-ارتباط با اتاقهاي‌ كنترل‌ گرمايي‌ والكتريكي‌
-عملكرد هشدار دهنده‌ها و قفلهاي‌ حفاظتي‌.
اين‌ مرحله‌ شامل‌ نصب‌ يك‌ترانسفورماتور جديد راه‌اندازي‌ و اصلاح‌ نقطه ‌خنثي‌ ژنراتور نيز بوده‌ است‌. نصب‌ سيستم‌راه‌اندازي‌ استاتيكي‌ 6 هفته‌ به‌ طول‌ انجاميدو مدت‌ توقف‌ توليد، دو هفته‌ بوده‌ است‌.

تعويض‌ سيستم‌ كنترل‌ توربينهاي‌گازي‌
در توربين‌gt13 نيروگاه‌ ام‌النهار شرقي‌كه‌ قبلا به‌ وسيله‌ سيستم‌ گاورنر مكانيكي‌كنترل‌ مي‌شده‌ است‌، بسياري‌ از قطعات‌، دچار فرسودگي‌ شده‌ و نياز به‌ تعميرات‌ مكرر داشت‌ (شكل‌ 2). براي‌ بهبود عملكرد و قابليت‌اطمينان‌ سيستم‌، اين‌ گاورنرها با سيستمهاي‌كنترل‌ egatrol جايگزين‌ شده‌ است‌.
Egatrol در سال‌ 1983 به‌ عنوان‌سيستم‌ كنترل‌ استاندارد توربينهاي‌ گازي‌gt13 توسط abb بكار گرفته‌ شد. اين‌سيستم‌ الكتروهيدروليكي‌ از دو بخش‌تشكيل‌ مي‌شود، واحد كنترل‌الكتروهيدروليكي‌ و سيستمهاي‌ الكترونيكي‌مربوط و كنترل‌ و مراقبت‌ تمام‌ عوامل‌ كارتوربين‌ گازي‌.
با تغيير سيستم‌ كنترل‌ به‌ egatrol،تعداد قطعات‌ مكانيكي‌ به‌ شدت‌ كاهش‌يافت‌ و قطعات‌ در معرض‌ ساييدگي‌ كلا حذف‌شد. برتري‌ ديگر سيستم‌ egatrolنيازبه‌ تعداد موتورهاي‌ الكتريكي‌ كمتر است‌. دراين‌ سيستم‌، دسترسي‌ به‌ داده‌هاي‌ فرايندي‌ وتعويض‌ قطعات‌ معيوب‌ و فرسوده‌، ساده‌تراست‌.
Egatrol براساس‌ سيستم‌procontrolp كار مي‌كند و از ويژگيهايي‌ برخوردار است‌ كه‌ عبارتند از:
-فن‌آوري‌ استاندارد كه‌ تعويض‌ سيستمهاي‌فرسوده‌ اندازه‌گيري‌ و كنترل‌ آن‌ ساده‌ است‌.
-كاهش‌ ارتباط بين‌ اجزا
-انعطاف‌ پذيري‌ بالا و امكان‌ تنظيم‌ برنامه‌هنگام‌ كار
-نياز به‌ فضاي‌ كم‌
-استفاده‌ از دستگاههاي‌ فرايندهاي‌ موجود
-بهينه‌ سازي‌ با استفاده‌ از سيستم‌ كنترل‌رايانه‌اي‌
-مقادير كنترل‌ دقيق‌ و تكرار پذير
براي‌ تغيير سيستم‌ كنترل‌ به‌ اگاترول‌ تنهاتغييرات‌ جزيي‌ در سيستم‌ موجود، لازم‌ است‌.در سيستم‌ كنترل‌ اگاترول‌ نيز تغييراتي‌ داده‌شده‌ تا با سيستم‌ موجود در نيروگاه‌ هماهنگ‌شود. اين‌ تغييرات‌ در كارخانه‌ سازنده‌ انجام‌ ومورد آزمايش‌ قرار گرفته‌ است‌. تعدادي‌ حس‌كننده‌ دما و فشار هم‌ در محل‌ نيروگاه‌ نصب‌شده‌ تا دماي‌ محيط و ورودي‌ به‌ توربين‌ و فشارهاي‌ ورودي‌ و خروجي‌ كمپرسور رااندازه‌گيري‌ كند. دو سيستم‌ اگاترول‌ در اواخرسال‌ 1997 و اويل‌ سال‌ 1998 نصب‌ شده‌است‌.

نوسازي‌ روتور براي‌ افزايش‌ عمر
ماشينهاي‌ پيچيده‌ همواره‌ شامل‌ قطعاتي‌است‌ كه‌ زودتر از ساير قطعات‌، ساييده‌مي‌شوند. هدف‌ از نوسازي‌، افزايش‌ طول‌عمرتوربين‌ گازي‌ يا نيروگاه‌ از طريق‌ تعويض‌قطعات‌ فرسوده‌تر و حفظ سرمايه‌ اوليه‌ است‌. اگر اين‌ قطعات‌ به‌ موقع‌ عوض‌ شوند عمرماشين‌ 20 تا 30 درصد قابل‌ افزايش‌ است‌.
مهندسان‌ شركت‌ abb با همكاري‌كاركنان‌ نيروگاه‌ توانسته‌اند با انجام‌ يك‌تجزيه‌ و تحليل‌ روي‌ طول‌ عمر باقي‌مانده‌قطعات‌، زمان‌ مناسب‌ و بهينه‌ تعويض‌ قطعات‌فرسوده‌ را تخمين‌ بزنند.با در نظر گرفتن‌پيچيدگي‌ نيروگاه‌ و تعداد زياد قطعات‌ بكار رفته‌،تخمين‌ آنها معقول‌ بوده‌ است‌.

چگونه‌ مي‌توان‌ طول‌ عمر باقي‌مانده‌را پيش‌ بيني‌ كرد؟
در روش‌ سنتي‌ براي‌ پيش‌ بيني‌ عمرقطعات‌ از تنشهاي‌ چرخه‌اي‌ مواد با تواتر بالااستفاده‌ مي‌شود. در اين‌ روش‌، خستگي‌ ناشي‌از تنش‌هاي‌ چرخه‌اي‌ و دوام‌ تركها از عواملي‌است‌ كه‌ بايد ثبت‌ شود. عوامل‌ ديگر وابسته‌ به‌زمان‌ عبارتند از نحوه‌ تغييرات‌ بار توربين‌ وتعداد ساعتهاي‌ كاركرد و رفتار ديناميكي‌نيروگاه‌.
شركت‌ abb براي‌ پيش‌ بيني‌ عمرباقي‌مانده‌ قطعات‌ از نتايج‌ روش‌ تستي‌ وروشهاي‌ محاسباتي‌ جديد استفاده‌ كرد. دريكي‌ از اين‌ روشها از فرمول‌ eoh(ساعت‌كار معادل‌) استفاده‌ مي‌شود كه‌ به‌وسيله‌ آن‌ مي‌توان‌ كاهش‌ در عمر پره‌هاي‌توربين‌ و قطعات‌ ديگري‌ كه‌ در معرض‌ گازهاي‌ داغ‌ قرار دارند را پيش‌بيني‌ كرد. دراين‌ فرمول‌ حدود دماي‌ كاركرد، راه‌اندازيهاي‌سريع‌ و عددي‌ و شرايط گذرا مورد استفاده‌ قرار مي‌گيرد.
شركت‌ فوق‌، نرم‌افزاري‌ نيز براي‌ محاسبه‌عمر باقي‌مانده‌ روتور توربين‌ تهيه‌ كرده‌ است‌.در اين‌ برنامه‌ از بار گرمايي‌ و خستگي‌ روتوراستفاده‌ مي‌شود. طول‌ عمر سپري‌ شده‌ روتوراز خستگي‌ ناشي‌ از تعداد راه‌اندازيهاي‌ سريع‌،راه‌اندازي‌ گرم‌ و تعداد تريپ‌ها به‌ دست‌مي‌آيد. تفاضل‌ اين‌ زمان‌ با زمان‌ مجاز كل‌خستگي‌، عمر باقي‌مانده‌ را مي‌دهد.
براساس‌ اين‌ تجزيه‌ و تحليل‌ پيشنهادي‌براي‌ بازسازي‌ توربينهاي‌ گازي‌ نيروگاه ‌ام‌النهار شرقي‌ ارايه‌ شده‌ كه‌ عبارت‌ است‌ از:تعويض‌ روتور هر دو توربين‌ و تعويض‌ پره‌ثابت‌ توربين‌ دو.
پس‌ از خريداري‌ اين‌ قطعات‌، عمليات‌تعويض‌ در خلال‌ بازرسي‌، تابستان‌ 1997انجام‌ شد.

استفاده‌ از روتور فرسوده‌
روتور توربين‌ گازي‌ بيشتر در قسمت‌توربين‌، آسيب‌ ديده‌ است‌ و به‌ جاي‌ به‌ دور انداختن‌ كل‌ روتور، شركت‌ abb قسمت‌كمپرسور روتور را بريده‌ و به‌ قسمت‌ توربين‌يك‌ روتور سالم‌ جوش‌ داده‌ است‌. روتور دو تكه‌ حاصل‌، مي‌تواند حدود 100 هزارساعت‌ ديگر كار كند. البته‌ سطح‌ روتور معيوب‌در قسمت‌ كمپرسور بايد بازرسي‌ چشمي‌ شودو معمولا تعميرات‌ مورد نياز، جزيي‌ است‌.

آموزش‌ كاركنان‌ بهره‌برداري‌
هنگامي‌ مي‌توان‌ بيشترين‌ بهره‌ را ازسيستمهاي‌ جديد نصب‌ شده‌ برد كه‌ كاركنان ‌بهره‌برداري‌ در تمام‌ مراحل‌ پروژه‌، همكاري‌داشته‌ باشند. در پروژه‌ بازسازي‌ و نوسازي‌ اين‌نيروگاه‌ سعي‌ شده‌ است‌ مهندسان‌ به‌ ويژه‌ درمراحل‌ اوليه‌ پروژه‌ و تعيين‌ مشخصات‌ فني‌تجهيزات‌، مشاركت‌ داشته‌ باشند. بر اين‌اساس‌ تست‌ پذيرش‌ تجهيزات‌ سفارش‌ داده‌شده‌ توسط مهندسان‌ نيروگاه‌ انجام‌ و دوره‌آموزش‌ اين‌ تستها نيز در مراكز آموزشي ‌شركت‌ abb برگزار شد. اين‌ دوره‌ها با بازديدمهندسان‌ نيروگاه‌ از نيروگاههاي‌ بازسازي‌شده‌ ديگر همراه‌ بوده‌ است‌ . بازديدي‌ نيز از امكانات‌ تحقيقاتي‌ و توليدي‌ شركت‌ abbانجام‌ شد.
گام‌ بعدي‌، انجام‌ آزمايشهاي‌ دقيق‌بسته‌هاي‌ سخت‌ افزاري‌ و نرم‌افزاري‌ تحويل‌شده‌ در محل‌ كارخانه‌ بود. در مرحله‌ بعد روش‌درست‌ نگهداري‌ مواد و تجهيزات‌ تا زمان‌ مونتاژ و راه‌اندازي‌، آموزش‌ داده‌ شد.
مهندسان‌ نيروگاه‌ در مرحله‌ نصب‌ وراه‌اندازي‌ نيز در كنار كارشناسان‌ شركت‌ abbحضور داشته‌اند. اين‌ امر، انتقال‌ كامل‌فن‌آوري‌ را در پي‌ دارد. در آخرين‌ مرحله‌، دوره‌آموزشي‌ براي‌ كاركنان‌ بهره‌برداري‌ و تعميرات ‌نيروگاه‌ برگزار شد.
علاوه‌ بر دوره‌هاي‌ فوق‌، سمينارهاي‌سالانه‌اي‌ هم‌ براي‌ به‌ هنگام‌ كردن‌ كاركنان‌بهره‌برداري‌ شركت‌ آب‌ و برق‌ ابوظبي‌ برگزارمي‌شود. مشتري‌ مي‌تواند موضوعات‌ موردنظر خود را در برنامه‌ سمينار بگنجاند اين ‌سمينارها دو روز به‌ طول‌ مي‌انجامد تا فرصت‌كافي‌ براي‌ تبادل‌ نظر و طرح‌ سوالات‌ توسطشركت‌ كنندگان‌ باشد.

نوسازي‌ نيروگاه‌ - يك‌ وظيفه‌ مستمرمديريت‌
در نيروگاه‌ ام‌النهار شرقي‌ هنوز قابليتهاي‌زيادي‌ براي‌ بهسازي‌ و نوسازي‌ وجود دارد.كارهايي‌ كه‌ تاكنون‌ انجام‌ شده‌ امكان‌بازسازيهاي‌ ديگر را فراهم‌ مي‌آورد.
مديريت‌ نيروگاه‌ برنامه‌اي‌ براي‌ نوسازي‌ گام‌ به‌ گام‌ در دست‌ دارد. بخشي‌ از اين‌ برنامه‌، تعويض‌ بقيه‌ دستگاههاي‌ اندازه‌گيري‌ وكنترل‌ و تعمير كلي‌ سيستمهاي‌ تغذيه‌ dcدرآينده‌ است‌.
سيستمهاي‌ رايانه‌اي‌ فرايندها درواحدهاي‌ (7 و 8) ام‌النهار غربي‌ نيز بايد باسيستمهاي‌ جديد شركت‌ abb جايگزين‌شود تا تمام‌ واحدهاي‌ ام‌النهار به‌ يك‌ شبكه‌واحد متصل‌ شوند.
__________________

[ریپورتر]

یک نیروگاه سیکل ترکیبی با قابلیت انعطاف زیاد




امروزه در بازار تولید کنندگان تجهیزات برق ، هزینه نصب کم یا هزینه سیکل عمر کم و راندمان و توان خروجی بالا بهمراه پارامترهای نظیر قابلیت دسترسی آسان ، اطمینان reliability) ( و انعطاف پذیری بالا دارای اهمیت می باشند .
به حداقل رساندن سرمایه گذاری اولیه و هزینه های جاری پروژه دو راهکار شرکت زیمنس جهت پیشبرد پروژه هایی نظیر پروژه سیکل ترکیبی GVD2.V94.3A می باشد .
برای برخورد صحیح با پروژه باید آنرا به دو بخش پایه و اساس پروژه و انتخاب یا گزینه های پروژه تقسیم کرد. در بخش پایه هدف عمدتا" رسیدن به هزینه سیکل عمر پایین می باشد که شامل موارد زیر می باشد :

*
هزینه های اولیه و سرمایه گذاری
*
هزینه های مربوط به سوخت و راندمان
*
هزینه های عملکرد و نگهداری ( O& M)
*
عامل سوم تاثیر بسزایی در اصلاح پایه ای پروژه به مفهوم سیکل عمر پایین خواهد داشت.

شش فاکتور زیر نقش بسزایی در مفهوم توسعه ایفا می کنند:

*
طراحی کار آمد نیروگاه به جهت حداقل ساختن هزینه ها و سرمایه گذاری اولیه
*
راندمان و توان بالا جهت پایین آوردن هزینه های عملکرد
*
کارکرد زیاد بجهت پاسخگویی به نیاز مشتری
*
اتخاذ روش بهینه عملکرد و نگهداری جهت سود بیشتر مشتری
*
سازگاری با استانداردهای بالا ، جهت دسترسی آسان و سازگاری با محیط
*
ریسک پایین پروژه و تکمیل آرام آن

ترکیب نیروگاه GUD2.V94.3A شا مل یک توربین بخار ستونی بعد از توربینهای گاز می باشد که طول لوله های آب خنک کننده و بخار پر فشار را کاهش داده اجازه نصب یک جرثقیل جهت تسهیل کار در فضای نیرو گاه را می دهد. پمپ های استخراج غلظت حتی الامکان نزدیک به کندانسور و پمپ های تغذیه آب در سمت توربین بخار نزدیک به دیگ بخار (Boiler) جهت تامین آب پر فشار و فشار متوسط قرار گرفته اند.همچنین فضای موجود امکان نصب پیش گرم کننده ها را نیز در بین بویلرها میدهد .
تجهیزات برقی قبلا تست شده و نزدیک به کنترل شونده ها قرار می گیرند تا به حد اقل مصرف کابل در نیروگاه برسیم.
کلیه موارد ذکر شده بجهت صرفه اقتصادی بیشتر پروژه می باشد و بجهت استقبال مشتری و عملکرد مناسب از ایده طولانی کردن سیکل بخار آب استفاده شده است.
سیستمهایی که در صورت ورود خطا ، باعث ورود آسیب به اجزاء نیروگاه می شوند با جایگزین اضافی (redundancy) در نظر گرفته می شوند و سیستم هایی نظیر پمپ های جبران تغذیه آب به حالت خود باقی می مانند که در نهایت این ایده هزینه های نیروگاه را کاهش می دهد.
پریود زمانی ساخت یک نیروگاه تا تحویل انرژی از نقطه نظر سود دهی دارای اهمیت بسزایی می باشد. بهمین جهت بهره برداری هر چه سریعتر از بخشهایی نظیر توربینهای گاز و بخار در اولویت قرار دارند و پارامترهایی نظیر سوخت ، شرایط محلی ، محدودیتهای Nox و یا سایر تغییرات مشابه پس از راه اندازی قابل تصحیح و یا تعویض بنا به خواسته مشتری می باشند.
انتخاب ها یا گزینه های پیش طراحی شده
پس از طراحی پایه نیروگاه می توان با انتخاب سیستم های از پیش طراحی شده به نیازهای مشتری نظیر شرائط آب و هوایی نزدیک شد. برای مثال در شرایط آب و هوایی سخت ممکن است از توربین در فضای بسته استفاده شود و یا در شرایط آب و هوایی خوب جرثقیل بدون حفاظ ترجیح داده شود. در نیروگاههایی با استارتها و خاموش شدنهای مداوم استفاده از یک daerator بصورت مسیر دوم ( by pass)
و همچنین یک ژنراتور بخار کمکی جهت تسریع راه اندازی از دیگر مثالهای انتخابهای گزینه های پیش طراحی شده می باشد.
برای پایین آوردن هزینه های عملکرد که روز به روز دارای اهمیت بیشتر می شوند تاکید بر جنبه قابلیت نگهداری اجزاء با در نظر گرفتن قابلیت دسترسی آسان به آنها راه حل بهینه أی است که در GUD2.V94.3A مورد توجه بوده و بهمین جهت استفاده از یک جرثقیل مرکزی بسیار مؤثر بوده است. پایین بودن سطح نصب لوله ها در نیروگاه نیز از دیگر موارد بهینه سازی عملکرد نیروگاه می باشد.
استفاده از ایده ( redundancy) برای اجزایی نظیر پمپ ها نیز در نهایت باعث پایین آمدن هزینه های عملکرد می گردد، همچنین توجه به توربین گاز و شرائط آسان جهت دمونتاژ (disassemble) نمودن اجزاء آن اهمیت زیادی دارد

[ریپورتر]

بازسازی روتورهای فشار ضعیف توربین بخار تحت شکستگی ریشه پره


مقاله تحقیقی بازسازی روتورهای فشار ضعیف توربین بخار تحت شکستگی ریشه پره به وسیله مهندس ابراهیم‌زاده کارشناس دفتر تحقیقات و ساخت داخل مدیریت تولید برق شازند ارایه شده است.
توربین‌های بخار فشار ضعیف با افزایش روزافزون، مخصوصاً در واحدهای فوق بحرانی با سوخت فسیلی، پدیده خوردگی تحت تنش را در اجزای پره واقع در نواحی روتورهای فشارضعیف خود تجربه کرده‌اند. رویکردها در برطرف کردن این مشکل از طراحی و ساخت مجدد اجزا و تعویض پره تا جوشکاری در محل را شامل می‌شود؛ صرفنظر از روش انتخاب شده، راه‌حل باید ضمن به حداقل رساندن زمان خروج واحد، به طور کامل عملکرد توربین را به حالت اول برگرداند.
در این مقاله به روش اتخاذ شده در تعمیر و بازسازی یک روتور فشارضعیف تحت تأثیر پدیده خوردگی تحت تنش (SCC) در یک نیروگاه با سوخت فسیلی واقع در غرب ایالت کنتاکی آمریکا پرداخته می‌شود. این نیروگاه با3واحد بین سالهای 1963 تا 1970 با ظرفیت 2273 مگاوات به بهره‌برداری رسید. این پدیده در سال 2007 میلادی در واحد شماره 3 این نیروگاه به وقوع پیوست.
واحد شماره 3 به یک واحد تولید بخار فوق بحرانی بابکوک (Babcock) و ویلوکوکس (Wilcix) با شرایط بهره‌برداری 3500psig و درجه حرارت 1000 درجه فارنهایت تجهیز شده است. توربین بخار با ظرفیت 1150 مگاوات مربوط به شرکت جنرال الکتریک شامل توربین فشارقوی (HP) و ری‌هیت اولیه (IP1) متصل شده به یک ژنراتور 3600rpm ، یک توربین فشار متوسط (double-flow Ip2) و دو عدد توربین فشارضعیف (LP) متصل شده است به یک ژنراتور ثانویه با دور 1800rpm مجهز شده است.

خوردگی تحت تنش
(Stress Corrosion Cracking)
خوردگی تحت تنش پدیده‌ایست که توام با ترک خوردگی بوده و در نتیجه تلفیقی از اثرات خوردگی و تنش (عموماً تنش کششی) اتفاق می‌افتد . مقدار تنشی که شکست در آن اتفاق می‌افتد ممکن است بسیار کمتر از میزانی باشد که بدون حضور خوردگی موجب شکست می‌شود . همچنین محیط نیز به تنهایی آنقدر خورنده نخواهد بود تا بدون حضور تنش بتواند موجب تخریب آن شود. تقریبا برای هر آلیاژی می‌توان محیط خاصی پیدا کرد که آنرا مستعد خوردگی تحت تنش سازد.

بازرسی از توربین بخار
در استانداردهای نیروگاه TVA (Tennessee Valley Authority Paradise Fossil Plant)
هر 10 سال یکبار را به منظور بازرسی دوره‌ای از توربین بخار پیشنهاد داده بود. لذا در زمان تعمیرات اساسی واحد شماره 3 در بهار 2007 یک تست استاندارد بازرسی‌غیرمخرب به منظور بازرسی روتور باروش آلتراسونیک سه بعدی (Phased Array Utrasonic Test) از محل نگهدارنده دیسکهای پره ردیف سوم و چهارم توربین LP صورت پذیرفت.
نتایج تست نشانه‌هایی از وجود ترک تحت تنش (SCC) را بر روی هر دو روتور LP نشان می‌داد. ضمناً همه نشانه‌ها محدود به ردیف‌های دوم و سوم می‌شد، اگرچه وسعت و شدت ترک در زبانه‌ها در هر ردیف با یکدیگر متفاوت بودند. 127 پره به اضافه یک پره قفل‌کننده (Notch Blade) در ردیف 3 وجود داشت. همچنین قسمتی از شرود (Shroud) ردیف دوم بر روی روتور B توربین LP نیز به سمت بیرون حرکت کرده و با دیافراگم ثابت برخورد کرده بود.
شرود معیوب شده و نشانه‌های ریشه دیسک اشاره به نیاز یک تعمیرات گسترده در شرایط خروج واحد داشت. تجربه کردن این مشکلات توسط نیروگاه ممکن بود بسیار پرهزینه و برای تعمیرات وقت‌گیر باشد، اما چاره‌ای وجود نداشت. برای کمک از نحوه برخورد با سایر مشکلات مشابه، این موضوع چندین بار آیتم تعمیر را برای هر ردیف مرور کرد. معیارهای تصمیم‌گیری را مورد استفاده قرار داد و راه‌حل انتخاب شد.

تعمیر پره‌های ردیف سوم
(L-3 Stage repair)
آسیب‌پذیری زبانه ریشه‌های پره (Dovetails) ردیف سوم به واسطه پدیده خوردگی تحت تنش (SCC) در شرایط معمول بهره‌برداری محدود است. زیرا حداقل رطوبت دراین قسمتمها بوجود می‌آید. تبدیل فاز بخار از خشک به تر در توربین فشار ضعیف (LP) به طور مشخص خوردگی تحت تنش را وخیم‌تر می‌کند . درموضوع واحد 3، خوردگی تحت تنش در هر دو روتور توربین فشار ضعیف مشخص شد.
برای پره ردیف سوم روتور توربین فشار ضعیف B، نیروگاه (TVA) خارج کردن پره‌های قفل‌کننده (Notch Blades) به منظور تایید نتایج بازرسی تست آلتراسونیک جهت تعیین بهتر موقعیت و وسعت نشانه‌ها را انتخاب کرد. یک تست ذرات مغناطیس (MT) برای تعیین عمق و طول نشانه‌ها بکار برده شد. تنها 2 تا از 8 نشانه‌های گزارش شده در تست آلتراسونیک به وسیله تست ذرات مغناطیس مورد تأیید واقع شد.
از دیدگاه طول عمر باقیمانده، بدترین ترکیب نشانه‌ها همردیف قرار گرفتن بطور محیطی، بالا و پایین شیارهای نگهدارنده (Hook) نزدیک به شکاف ورودی (Notch Entry) بعد از حفره است.
تستهای اضافی آلتراسونیک از پره ردیف سوم روتور توربین فشار ضعیف A نیز در آوریل 2007 انجام گرفت. مهمترین نشانه‌های گزارش شده مربوط به زبانه‌های نگهدارنده پایینی پره ردیف سه بود. بدترین نشانه اندازه‌گیری شده بوسیله تست ذرات مغناطیس پس از سنگ‌زنی ابعادی به اندازه عمق 56/0 اینج و طول 5/2 اینج داشت.

ارزیابی روشها (Evaluating the option)
برای هر دو روتور، هم استراتژیهای کوتاه‌مدت و هم استراتژیهای بلندمدت به منظور رفع مشکل خوردگی تحت تنش در نگهدارنده پره‌ها مدنظر قرار گرفته شد. ترکهای یافته شده بر روی هر دیسک با ورود به ناحیه چاکدار محدود شده بودند. با مرتب کردن همه آیتم‌های تعمیراتی کوتاه‌مدت ‌فهرست‌کوتاهی از استراتژیهایی که زمان تعمیرات خارج از برنامه را به حداقل می‌رساند تحت عناوین زیر تهیه شد.
• هیچ اقدامی انجام نشود.
• کاهش بار در موقعیت‌های ترک مجاور به شکاف بوسیله اتصال مستقیم پره قفل‌کن به دیسک توسط پین انجام شود.
• کاهش بار پره بوسیله استفاده از پره‌های با جنس تیتانیوم که 43 درصد از پره‌های فولادی سبک‌تر هستند، اگرچه تعویض پره‌های فولادی با پره‌های تیتانیومی سبب تولید یک جرم نامیزانی (Mass Imbalance) بر روی روتور می‌شود.
برای تعیین اینکه کدام روش باید انتخاب شود، نیروگاه (TVA) شروع به آنالیز جزییات با جمع‌آوری داده‌های اندازه مربوط به پروفیل زبانه‌های نگهدارنده پره‌ها (Dovetail) کرد و منحنی را به روش المان محدود (FEM) مدل‌سازی کرد. محاسبه نشان می‌دهد تنش‌ها بر مسیر ترک‌های ریشه پره عمود هستند. این تنش‌های توزیع شده بر صفحه ترک دور از شکاف ورودی، در محدوده سرعت 1800rpm عمود هستند. مدل المان محدود ریشه پره (dovetail) همچنین چگونگی انتقال بار از پره به دیسک در نواحی بالا – وسط و پایین زبانه‌ها را شبیه‌سازی کرده است.
تنش‌ها شامل افزایش بار در شکاف‌ورودی شدند این در نرم‌افزار تعیین طول عمر باقیمانده، توربین فشار ضعیف (LPRim Life) به عنوان ضریب شاخص بار محاسبه می‌شد. LPRimLife برنامه‌ای است که عمر باقیمانده روتورها را با مشخص یا مشکوک بودن ترک در اجزای پره تخمین می‌زند. این برنامه بوسیله انجمن واحد سازه تحت حمایت انستیتوی تحقیقاتی تولید برق گسترش یافته است.
نخستین گام در ارزیابی، تخمین درجه حرارت بهره‌برداری ردیف پره و میزان رطوبت (Wetness) بود. میزان رطوبت یک پیش نیاز است، بطوریکه انتظار بروز خوردگی تحت تنش (SCC) برای اجزایی که در مواجه با بخار سوپرهیت در حین بهره‌برداری در حالت پایدار هستند نمی‌رود اما در زمانهای شروع و توقف واحد(start-up and shutdown) شرایط متفاوت است. به هر حال، رطوبت در حین بهره‌برداری، هنگامی که اجزای ریشه پره در حداکثر بار هستند، آنها را برای خوردگی تحت پوشش مستعد می‌سازد.
سه ناحیه اعمال بار در زبانه بیش از حد انتظار بار بهره‌برداری تخمین شد، در سرعت بالا (overspeed) تا 110 درصد، با دو منحنی دمایی شروع مختلف (rotor start-up) و مشابه، همانطوری که برای نرم‌افزار مکانیک شکست روتور لازم بود. نرم‌افزار همچنین برای عمق و طول ترک در نواحی بالا – وسط و پایین شیارها، برپایه مقادیر تستهای بازرسی غیرمخرب تایید شده محاسبه شده بود. یک ترک با عمق 6 درصد اینج و طول از1 درصد اینچ شبیه‌سازی شد. همچنین برخلاف تغییر فاز بخار خشک به تر، پیش‌بینی می‌شد در خلاف جهت جریان در پره ردیف دوم باشد که با کشف وسعت خوردگی تحت تنش در محل ریشه پره ردیف دوم (L-2 Stage) نیز تایید شده بود، انتطار نمی‌رفت پره ردیف سوم (L-3 stage) در زمان نرمال بهره‌برداری در حالت تر (Wet) راه‌اندازی شود. برای محاسبه‌‌تری‌گذار، 1750 ساعت در سال به عنوان زمان تری برای تخمین ریشه پره ردیف سوم شبیه‌سازی شد.

نتایج ارزیابی شبیه‌سازی
نتایج شبیه‌سازی احتمالی از عمر باقیمانده، احتمال تجمعی شکست در برابر زمان بهره‌برداری در سالها برای هر سه روش تعمیراتی را به شرح زیر تخمین زد:
• روش اول (عدم انجام هرگونه اقدام)، احتمال شکست بالایی را برای زباله‌های نگهدارنده ریشه پره پس از یکسال بهره‌برداری نشان می‌داد.
• روش دوم (اتصال مستقیم پره به دیسک توسط پین) احتمال شکست را برای مدت 5 سال بهره‌برداری به زیر یک درصد کاهش می‌داد.
• روش سوم (تعویض گروهی از پره‌ها در شکاف ورودی با پره تیتانیومی) احتمال شکست برای مدت 10 سال بهره‌برداری را زیر 1 درصد و برای 20 سال بهره‌برداری زیر 65/0 درصد تخمین زد.
نیروگاه روش سوم را به عنوان مؤثرترین راه‌حل کوتاه‌مدت برای به حداقل رساندن احتمال شکست ریشه پره در شیار نگهدارنده انتخاب کرد.

بالانس مجدد
برای حداقل رساندن هزینه و زمان تعمیر، نیروگاه TVA نمی‌خواست پره‌های باقیمانده بر روی دیسک را دستکاری کند. اما آنها می‌دانستند که اختلاف جرم حجمی بین پره‌های موجود و پره‌های جدید، سبک وزن بودن پره‌ها، سبب تولید یک نامیزانی جرمی بر روی دیسک کرده که یک تأثیر منفی بر روی ارتعاش روتور خواهد گذاشت. شکافهای ورودی در دو ردیف پره مرحله سوم در دو جهت 180 درجه نسبت به یکدیگر قرار داشتند. این یک نامیزانی دینامیکی بر روی روتور ایجاد می‌کرد که به یک تصحیح جرمی مهم نیاز داشت.
برای انجام این مهم، یک تحلیل انجام شد تا عامل نامیزانی بر روی روتور را تعیین کرده و تغییر دلخواه در ارتعاش روتور را ایجاد کند؛ بدلیل اینکه هر دو ردیف پره مرحله سوم بر روی هر روتور بوسیله پره تیتانیومی اصلاح شده بود، مجموع نامیزانی برای هر دیسک دو برابر ایجاد می‌شد. ظرفیت اصلاح برای صفحات بالانسی موجود بر روی ردیف پره‌های مرحله اول و چهارم برای تصحیح نامیزانی مورد انتظار کفایت می‌کرد. ردیف‌ پره‌های مرحله صفر (L-0) در این مرحله برای تصحیح درنظر گرفته نشد اما بعنوان ذخیره برای بالانس در زمان بهره‌برداری در نظر گرفته شد.
برای اصلاح نامیزانی، دو پره از هر دیسک در موقعیت‌های تقریبا 5 و7ساعت‌برای‌موازنه‌کاهش جرم بواسطه پره‌های تیتانیومی خارج شد. خارج کردن پره‌ها مستلزم این بود که مجموعه شرود
(Shroud band groupings) ارزیابی شود تا از عدم تغییر فرکانس طبیعی پره‌های اطمینان حاصل شود.
دو پره خارج شده، بطور دقیق هم میزانی با پره‌های تیتانیومی نداشت، بنابراین هر روتور قبل از مونتاژ جهت به حداقل رساندن نامیزانی (Imbalance) در سرعت پایین بالانس شدند . هر دو روتور پس از راه‌اندازی در سرعت بحرانی و سرعت بهره‌برداری ارتعاش قابل قبولی ارایه دادند و هیچ اصلاح نامیزانی بر روی هر دو روتور نیاز نبود.

تعمیر پره‌های ردیف دوم (L-2 stage)
نتایج تست آلتراسونیک برای روتور فشارضعیف B نشانه‌های بیشتری از عیب را نسبت به پره ردیف سوم (L-3) که قبلا بحث شد یافته بود. 98 نشانه بر روی همه نگهدارنده پره (hooks) پراکنده بود و در سرتا سر اطراف دیسک با عمقی بین 04/0 اینج تا 39/0 اینج بر روی انتهای ژنراتور توزیع شده بود. روتور فشارضعیف A (انتهای توربین) نیز با شرایط مشابه یافته شد، 78 نشانه با عمقی بین 04/0 اینج تا 26/0 اینچ بر روی هر سه شعاع نگهدارنده پره (hook) و بر روی دو طرف دیسک مشاهده شد.
نیروگاه (TVA) اظهار داشت که تمایل جدی در انجام تعمیرات مطابق با برنامه خروج توربین و به حداقل رساندن هر کاهش تولید پس از تعمیرات تکمیل‌شده را دارد.شرکت تعمیراتی توربوکار (Turbo Care) ، با مشارکت انجمن سازه، چندین روش تعمیراتی را جهت دستیابی اهداف نیروگاه (TVA) مورد بررسی قرار داد. به طور مشترک تیم بهترین راه‌حل را تغییر طراحی و ساخت پره با ساق بلند (Long Shank) تعیین کرد. به هر حال، تعمیر طراحی و ساخت پره با ساق بلند ممکن بود نیاز به طولانی‌ترین زمان تعمیرات با توجه به برنامه فشرده خروج واحد داشته باشد.
پره ردیف دوم (L-2 Stage) آسیب‌پذیری بیشتری نسبت به پره ردیف سوم (L-3 Stage) در خوردگی تحت تنش (SCC) داشت زیرا هم تنش بیشتری در ریشه وجود داشت و هم میزان رطوبت موجود در بخار بیشتر بود. دیسک‌های ردیف دوم که دارای ترکهای گسترده‌تری در زبانه‌های شیار نگهداری پره داشتند، نیازمند طراحی و ساخت مجدد کامل پره، اصلاح رینگ دیسک و استفاده از تیتانیوم در نواحی شکافهای ورودی در کاهش تنش در ریشه‌های پره بودند. طراحی مجدد همچنین شامل تست فرکانسی پره ردیف دوم و بهینه‌کردن تنظیم‌های فرکانسی پره‌ها به وسیله نصب نوارهای شرود بالا یا پایین به منظور کنترل ارتعاش را دربرمی‌گرفت.
تعمیر پره ردیف دوم
(L-2 Stage) شامل ماشینکاری فرم ریشه در دیسک بدون تخریب متریال بود. روش معمول این بود که ابتدا تمامی پره‌ها خارج شده و سپس عمیق‌ترین نشانه‌ها جهت تعیین عمق ترک، سنگ‌زنی شوند. فواصل کوتاه نیازمند آماده‌سازی مجدد فرم ریشه پره بوسیله پرکردن حفره‌ها به روش لایه‌گذاری (OverLaying) و ایجاد فرم ریشه داشت. البته این رویکرد زمان خروج واحد را طولانی می‌کرد. با توجه به تجارب شرکت تعمیراتی توربوکار در سایر پروژه‌های استفاده پره با طول سابق بلند (Longshank Blade)، مدت زمان و حجم خارج کردن متریال به منظور اطمینان از خارج شدن همه ترکها برنامه‌ریزی و با حداقل تاخیر ممکن به اجرا درآمد. همزمان طراحی و ساخت پره‌های جایگزین قبل از اینکه پره‌های اصلی از دیسک خارج شوند نیز آغاز شد.
فرآیند طراحی مجدد پره با ساق بلند همچنین این اجازه را می‌داد تا شکل ریشه پره نسبت به فرم‌های موجود بهبود یابد. شیارهای نگهدارنده پره (Dovetail) با شعاع‌های اصلاح شده جهت کاهش شدت تنش‌ها
(Peak stresses) برای دو منظور ماشینکاری شد : یکی برای تعادل اضافه وزن اصلاحیه پره ساق بلند و دیگری برای کاهش ضریب تمرکز تنش هندسی که در خوردگی تحت تنش (SCC) سهیم هستند . پیش‌بینی می‌شد برای این اصلاحیه کاهش در شدت تنش (Peak Stresses) بین 10 تا 15 درصد بوجود آید.

کنترل فرکانس و ارتعاش
یکی از مهمترین فاکتورها در این فرآیند، طر احی و ساخت پره جایگزین با فرکانس طبیعی دور از سرعت بهره‌برداری بود. تنظیم فرکانس‌ها نیاز به جبران برای تغییر در موقعیت شیارهای نگهدارنده ریشه داشت. معمولا در فرآیند طراحی ، چندین عامل جهت بهینه‌سازی فرکانس از قبیل ساختار شرود، جان پره، طول ساق پره و تعداد پره‌ها مورد بررسی قرار می‌گیرند. با وجود زمان کوتاه در برنامه‌ریزی و اجرای تعمیر، همه محاسبات در طراحی تسریع شد تا هرگونه تأخیر را به حداقل رساند.
قسمت مهم دیگر طراحی، استفاده از اتصال زنجیری یا نوار بالا یا پایین شرود بود . این طرح، مجموعه شرود تکی اصلی را با یک شرود دو ردیفه جایگزین می‌کرد. شرود داخلی با یک لقی دور تا دور گوه (Tenon) مونتاژ شده و مجموعه خارجی بصورت صلب به قسمت بالایی گوه متصل شده است.
حلقه‌های داخلی و خارجی بصورت محیطی تأمین‌کننده یک کوپل پیوسته در نوک پره‌ها هستند. این ساختار سبب افزایش در میراکنندگی ارتعاش شده و همچنین موجب دوری از ایجاد چندین مدار ارتعاشی اصلی بواسطه تحریک مسیر بخار می‌شود. این طرح یک حاشیه ایمنی از ارتعاش اضافی همراه با توانایی در تنظیمات تکمیلی در فرکانس پره‌ها جهت جلوگیری از تحریک ناگهانی با هر دومد پنج و شش گره (Nodul) قطری ایجاد می‌کند.
برای کاهش احتمال وقوع مجدد خوردگی تحت تنش (SCC) در تعمیر صورت گرفته، طرح، پنچ پره تیتانیومی در شکاف ورودی را بکار برد. تجربه نشان داده بود که خوردگی تحت تنش معمولا ابتدا در این نواحی رخ می‌دهد. تیتانیوم بارگریز از مرکز پره‌ها بر روی دسک در این ناحیه را به دلیل کاهش 43 درصدی جرم حجمی متریال کاهش می‌داد. برای‌به‌حداقل رساندن پتانسیل جرم نامیزانی (Mass Imbalance) بر روی روتور برای پره‌های تیتانیومی در محل شیار ورودی پره، پنج پره تیتانیومی در 180 درجه مخالف شیار ورودی مونتاژ شد.

برنامه عملیات تکمیل شده (The Complete Treatment Plan)
در پایان به طور خلاصه می‌توان فرآیند عملیات تعمیر را بشرح ذیل مرور کرد:
-خارج کردن قسمتهای معیوب (سنگ‌زنی) در اثر پدیده خوردگی تحت تنش (SCC)
- طراحی و ساخت پره‌های جایگزین دور از فرکانس تشدید
-کنترل ارتعاش با افزایش میراکنندگی
-بهبود شکل هندسی جهت کاهش احتمال وقوع مجدد خوردگی تحت تنش
- بالانس روتور در سایت با سرعت پایین

[ریپورتر]

افزایش کارآیی کنتاکتهای تپ چنجرهای On-Load به کمک کنتاکتهای جدید ELR


حرکت به سمت خصوصی سازی در صنعت برق تولیدکنندگان برق را به استفاده بهینه و بسیار کارا از تجهیزات موجودشان ترغیب می کند . لذا در راستای این سیاست در حال حاضر توجه ویژه ای به کیفیت تجهیزات مورد استفاده و بهبود عملکرد و افزایش فاصله زمانی تعمیر و نگهداری توسط تولیدکنندگان مبذول می شود .
از آنجا که ترانسفورماتورهای قدرت یکی از گرانترین تجهیزات در صنایع برق می باشند ، لذا تولیدکنندگان برای کاهش هزینه های سرمایه گذاری سعی می کنند ترانسفورماتورهای قدرت خود را در وضعیت اضافه بار نسبت به مقادیر نامی آن قرار دهند. این اضافه بار باعث افزایش درجه حرارت ترانسفورماتور و سایر بخشهایی که جریان از آن عبور میکند می شوند . یکی از حساسترین قسمتها کنتاکت های تپ چنجر های زیر بار می باشند که با افزایش درجه حرارت ، تخریب و به حالت زغالی درمی آیند .
برنامه های وسیع تحقیقاتی برای رفع این مشکل اجرا شده است و آخرین تکنولوژی که در مرحله آزمایش و پیاده سازی عملی بسیار موفق بوده است ، روشی است که توسط نیکولز برای شرکت گاز و برق پاسیفیک انجام شده است .
در بررسیهای اولیه ای که نیکولز بر روی کنتاکتهای سوخته انجام داده است این نتیجه را داده است که طرح جدید کنتاکت ها باید دارای هدایت الکتریکی و حرارتی بالاتر ، مقاومت بالاتری در برابر جوش خوردن و در برابر سائیدگی مکانیکی داشته باشد . در این طراحی نیکولز در نظر داشت که طرح مورد نظر قابل انطباق برای انواع تپ چنجرها باشد .
برای اینکار طرح استفاده از کنتاکت های با پوشش نقره بالا و ایجاد کنتاکت هایی با مقاومت خیلی پائین ELR ارائه شد. برای ایجاد این روکش ابتدا با استفاده از سلف فرکانس بالا این آلیاژ نقره ای بر روی کنتاکت جوش خورده است و سپس مقادیر اضافی آن ماشینکاری شده است . این سطح نقره ای باعث ایجاد مقاومت کم و تماس استاتیکی بهتری برای کنتاکت های کلید می شود .
این طرح در پروژه های مختلفی مورد استفاده واقع شده و باعث جلوگیری از تخریب کنتاکتها و عدم نیاز به تعمیر و نگهداری در دوره های زمانی کوتاه شده است .
__________________

[ریپورتر]

مدلهای حرارتی ترانسفورماتور و راهکارهای افزایش دقت آنها



مهمترین عامل خطا در ترانسفورماتور شکست عایقی است. شکست عایقی عمدتاً در نتیجه استرسهای حرارتی، در نقطه داغ سیم‌پیچ ترانسفورماتور رخ می‌دهد.
از طرفی شرکتهای برق در سیستم قدرت تجدید ساختار شده به منظور به تعویق انداختن سرمایه‌گذارها استراتژی‌ بهره‌برداری حداکثر از امکانات موجود را برگزیده‌اند. بنابراین بارگذاری ترانسفورماتور به بیش از مقدار نامی مورد توجه قرار گرفته است. از آنجا که مهمترین محدودیت افزایش بارگذاری ترانسفورماتور ایجاد نقاط داغ است، مدل‌سازی دقیق رفتار حرارتی ترانسفورماتور جهت تعیین دمای نقطه داغ (HST) و قابلیت بارگذاری واقعی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.
مدلهای حرارتی ترانسفورماتور
بطور کلی می‌توان مدلهای حرارتی رایج را به مدلهای استاندارد (استانداردهای IEEE و IEC و ...)، مدلهای دوگان حرارتی – الکتریکی و مدلهای مبتنی برهوش مصنوعی تقسیم کرد.
الف- مدلهای استاندارد
با توجه به اهمیت بارگذاری مناسب ترانسفورماتور به منظور حفظ عمر مفید آن IEEE و IEC راهنماهایی برای بارگذاری ترانسفورماتور ارایه داده‌اند. این راهنماها روابطی تجربی را برای پیش‌بینی دمای نقطه داغ پیشنهاد می‌کنند که با تفاوت جزیی در استاندارد IEC 354 و استاندارد IEEE C57.91-1995 ارایه شده‌اند.
بر این اساس دمای نقطه داغ سیم‌پیچ ترانسفورماتور از سه مولفه اصلی دمای محیط،‌افزایش دمای روغن قسمت بالای تانک ترانسفورماتور نسبت به محیط و افزایش دمای نقطه داغ نسبت به دمای روغن قسمت بالای تانک تشکیل شده است.
در راهنمای IEEE روابط زیر حاکم هستند:
در این روابط ?H دمای نقطه داغ، ?TO دمای روغن
قسمت بالای تانک، ?A دمای محیط، ??To افزایش دمای روغن قسمت بالا نسبت به محیط و ??H افزایش دمای نقطه داغ نسبت به روغن قسمت بالاست.
الف-1- افزایش دمای روغن قسمت بالا نسبت به محیط:
در این روابط i زیرنویس حالت اولیه، U زیرنویس حالت نهایی، r نشان دهنده مقدار نامی و K نسبت بار به بار نامی است. R نسبت تلفات بار در بار نامی به تلفات بی‌باری،‌n یک نمای تجربی،?To ثابت زمانی افزایش دمای روغن قسمت بالا، t زمان و ƒ تابعی از ??To,u و ??To,i است.
الف-2- افزایش دمای نقطه داغ سیم‌پیچ نسبت به روغن
قسمت بالا:
در این روابط m یک نمای تجربی و
w ? ثابت زمانی دمای سیم‌پیچ است.
الف-3- مزایا و معایب
مهمترین مزیت مدلهای استاندارد سادگی آنهاست. از سوی دیگر حساسیت دمای نقطه داغ بدست آمده نسبت به انحراف پارامترهای تجربی m و n قابل توجه است و تنها در شرایطی می‌توان از مقادیر نامی ثوابت تجربی ارایه شده در استانداردها استفاده کرد که ترانسفورماتور به طور معمول تحت بار نامی بهره‌برداری شود و اضافه بارهای سنگین کمتر رخ دهد. خطای این مدلها نیز بالاست (حتی تا 20 درجه سانتی‌گراد). دو مورد اخیر عیوب اصلی مدل‌های استاندارد است.
ب- مدلهای دوگان حرارتی – الکتریکی:
دوگانی اساسی بین فرآیندهای الکتریکی و حرارتی در جدول 1 آمده است. در مدل دوگان برای بدست آوردن دمای نقطه داغ، ابتدا مدلی برای دمای روغن قسمت بالای تانک ارایه می‌شود، سپس دمای روغن بدست آمده از این مدل به عنوان ورودی به مدل دمای نقطه داغ داده می‌شود. ترکیب این دو مدل، مدل دوگان حرارتی ترانسفورماتور را بدست می‌دهد.

ب-1- مدل دمای روغن قسمت بالا:
مدل دمای روغن قسمت بالای تانک بصورت یک مدار حرارتی در شکل 1 دیده می‌شود.
متغیرهای این شکل عبارتند از:
qtot: تلفات کل
qfe: گرمای تولید توسط تلفات بی‌باری
qcu: گرمای تولیدی توسط تلفات بار
Cth-oil: ظرفیت حرارتی روغن
?oil: دمای روغن قسمت بالا
Rth-oil: مقاومت حرارتی غیرخطی روغن
?amb: دمای محیط
مقاومت حرارتی غیرخطی روغن
Rth-oil براساس نظریه انتقال گرما با رابطه زیر نمایش داده می‌شود که در این رابطه h ضریب هدایت گرما و A سطح هدایت گرما است.
ویسکوزیته روغن ترانسفورماتور به شدت با دما تغییر می‌کند. از سوی دیگر بر مبنای تئوری انتقال حرارت، ضریب هدایت گرما بصورت زیر با ویسکوزیته روغن رابطه دارد:
در این رابطه C1یک عدد ثابت است که خصوصیات حرارتی تقریباً ثابت روغن را در بر می‌گیرد. ویسکوزیته (?) برحسب کیلوگرم بر مترثانیه با رابطه زیر به دما وابسته است:
اهمیت تغییر دمایی ویسکوزیته روغن این است که بر روی مقاومت حرارتی روغن و ثابت زمانی روغن قسمت بالا تاثیر می‌گذارد. مقدار n در رابطه 9 برای حالات مختلف خنک‌سازی درجدول 2 آمده است.
معادله دیفرانسیل مدار حرارتی نشان داده شده در شکل 1 بصورت زیر است:
ب-2- مدل دمای نقطه داغ:
مشابه تئوری داده شده برای مدل دمای روغن قسمت بالا، مدل نقطه داغ نیز بصورت یک مدار حرارتی نمایش داده می‌شود.
متغیرهای شکل 2 عبارتند از:
qcu: گرمای تولیدی توسط تلفات بار
Cth-wdg: ظرفیت گرمایی سیم‌پیچی
?hs: دمای نقطه داغ
Rth-hs-oil: مقاومت گرمایی غیرخطی سیم‌پیچ تا روغن
?oil: دمای روغن
با صرفنظر از مقاومت گرمایی سیم‌پیچ و عایق در برابر مقاومت گرمایی روغن، مقاومت گرمایی سیم‌پیچ تا روغن
Rth-hs-oil: بصورت زیر در می‌آْید:
معادله دیفرانسیل مدار حرارتی نشان داده شده در شکل 2 عبارت است از:
در شکل 3 نتایج اندازه‌گیری عملی، خروجیهای مدل دوگان و مدل IEEE برای سیم‌پیچ فشار قوی یک ترانسفورماتور KV21/118/230 با ظرفیت MVA250 و خنک‌سازی ONAF آورده شده است. همانطور که از شکل مشخص است دقت مدل دوگان بیشتر از مدل IEEE است.
ب-3- مزایا و معایب:
دقت مدلهای دوگان بیش از مدل استاندارد است. از طرف دیگر رابطه‌ای بین فرآیندهای الکتریکی و حرارتی برقرار می‌شود که تحلیل رفتار حرارتی را آسان می‌کند.
مهمترین عیبی که این مدلها را از شرایط واقعی دور می‌کند، متمرکز در نظر گرفتن مقاومتها، ظرفیتها و منابع گرماست، در حالی که می‌دانیم درعمل حالت توزیع شده را داریم.
ج- مدلهای مبتنی بر هوش مصنوعی
همانطور که می‌دانیم در یک روش هوش مصنوعی ابتدا باید با اندازه‌گیری‌های واقعی انجام شده اصطلاحاً مدل را تعلیم دهیم. سپس مدل به دست آمده می‌تواند دمای نقطه داغ را با توجه به ورودی‌های جدید اعمال شده تخمین بزند. البته مدلهای هوشمند معنی فیزیکی مشخصی ندارند و تنها یک ارتباط دقیق بین ورودی و خروجی مدل در محدوده‌ای که توسط داده‌های تعلیم پوشانده می‌شود،‌برقرار می‌سازند.
مدلهای حرارتی هوشمندترانسفورماتور در 10 سال اخیر مورد توجه قرار گرفته‌اند. از این میان می‌توان به کاربرد شبکه عصبی، الگوریتم ژنتیک و منطق فازی اشاره کرد.
یکی از بهترین نمونه‌ها، مدل حرارتی فازی- ژنتیکی است که در سال 2004 توسط ایپولیتو و همکارانش ارایه شد. شکل 4 نتیجه کاربرد این مدل برای یک ترانسفورماتور سه فاز KVA25 در شرایط اضافه بار را نشان می‌دهد. ملاحظه می‌شود با گذشت زمان خطای مدل IEEE افزایش یافته و به بیش از 10 درجه سانتی‌گراد نیز می‌رسد، در حالی که مدل فازی دقت خود را تا پایان حفظ می‌کند.
ج-1- مزایا و معایب:
از مهمترین مزایای مدلهای هوشمند دقت بسیار بالای آنها نسبت به سایر مدلهاست که در شرایط اضافه بار نیز حفظ می‌شود علاوه بر این با دقت خوبی رفتار حرارتی دینامیکی را پیش‌بینی می‌کنند. با وجود این مزایا، تعلیم مدل با مشکلاتی روبروست. از جمله می‌توان به حجم بالای اندازه‌گیری مورد نیاز برای پوشش حالات مختلف بارگذاری ونیاز به اندازه‌گیری دمای نقطه داغ که به طور معمول اندازه‌گیری نمی‌شود، اشاره کرد. علاوه بر این تعلیم باید برای هر ترانسفورماتور یا حداقل مدل ترانسفورماتوری که ارزیابی حرارتی آن موردنظر است، انجام شود.
راهکارهای افزایش دقت مدلها
با توجه به مطالب ارایه شده در بخشهای قبلی راهکارهای زیر برای افزایش دقت مدلهای حرارتی پیشنهاد می‌شود.
الف- مدلهای استاندارد
مرجع (14) به جای روابط (1)، (2)، (4) و (7) مدل IEEE، روابط زیر را ارایه داده است:
دینامیک به تغییرات دمای محیط پاسخ دهد و بنابراین دقت مدل افزایش یابد.
در پیوست (Annex G) G راهنمای بارگذاری IEEE (2) پیشنهاد شده است که دمای روغن کف تانک معادلات دیفرانسیل (15) و (16) به صورت ضمنی،‌ به شکل پاسخ نمایی به ورودی پله در روابط (4) و (7) آورده شده است. بیان رابطه (4) به صورت معادله دیفرانسیل (15) این امکان را فراهم می‌کند که دمای روغن قسمت بالا به صورت ترانسفورماتور به عنوان نقطه شروع محاسبات در نظر گرفته شود. با وجود این مشکل که معمولاً دمای روغن بالای تانک اندازه‌گیری می‌شود و نه روغن کف، این پیشنهاد طبق ادعای این استاندارد به بهبود دقت مدل می‌انجامد.
مرجع (15) با توجه به نقش تلفات آهن در ایجاد حرارت و وابستگی آن به ولتاژ و به منظور درنظر گرفتن تاثیر انحراف تلفات آهن از مقدار نامی، رابطه (3)‌را به صورت زیر اصلاح کرده است. در این رابطه V ولتاژ اولیه ترانسفورماتور بر حسب P.u. و q ثابت اصلاح شده استاینمتز است.
ب- مدلهای دوگان حرارتی- الکتریکی:
در نظر گرفتن تغییر تلفات آهن در نتیجه انحراف ولتاژ از مقدار نامی می‌تواند دقت مدل دوگان را نیز افزایش دهد. برای وارد کردن این ایده به مدل باید منبع جریان qfe در شکل 1 را وابسته به ولتاژ در نظر گرفت.
از سوی دیگر کاربرد هوش مصنوعی «الگوریتم ژنتیک» در تعیین پارامترهای مدل همان‌طور که در مرجع (17) آمده است، می‌تواند به افزایش دقت مدل بینجامد.
ج- مدلهای مبتنی بر هوش مصنوعی:
در اکثر کارهایی که در زمینه هوش مصنوعی انجام شده است، دمای محیط تقریباً ثابت و برابر دمایی که در آن اندازه‌گیریهای عملی انجام شده است در نظر گرفته می‌شود. طبیعی است که تعلیم مدل با دماهای محیط مختلف می‌تواند بر دقت نتایج بیفزاید. این مطلب برای سایر پارامترهای جوی مانند سرعت باد، تابش خورشید و ... نیز صادق است.
از سوی دیگر ترکیب روشهای هوش مصنوعی با منطق فازی، مانند ترکیب الگوریتم ژنتیک و فازی (12) به بهبود دقت مدل کمک می‌کند.
به علاوه اگر به نحوی اثر تغییرات ولتاژ اولیه روی تلفات آهن و در نتیجه عملکرد حرارتی ترانسفورماتور را به مدل وارد کنیم، دقت مدل افزایش خواهد یافت. این کار را می‌توان با در نظر گرفتن ولتاژ اولیه ترانسفورماتور به عنوان یک ورودی مستقل مدل و تعلیم مدل با ولتاژهای اولیه مختلف انجام داد.
د- بهبود‌های قابل ایجاد در همه مدلها:
در همه مدلهای موجود،‌ مدلسازی فقط برای یک روش خنک سازی خاص انجام شده است و روشن و خاموش شدن فن‌ها و پمپ‌ها در طول کارکرد ترانسفورماتور در نظر گرفته نشده است. بنابراین راهکاری که به افزایش دقت همه مدلها می‌انجامد، ‌وارد کردن الگوریتم روشن- خاموش شدن فن‌ها و پمپ‌ها در فرآیند مدلسازی است. برای مثال در مدل دوگان این کار با تغییر مقدار n مطابق جدول 2 با توجه به رژیم کاری ترانسفورماتور قابل انجام است.
علاوه بر این همان طور که قبلاً نیز اشاره شد، مدلسازی شرایط جوی مانند شدت تابش نور خورشید، سرعت باد،‌ارتفاع از سطح دریا و ... نیز می‌تواند دقت همه مدلها را بهبود بخشد، گرچه ممکن است این بهبود قابل توجه نباشد.
ه- شبیه‌سازی:
با توجه به کمبود فضا در اینجا به شبیه‌سازی تاثیر در نظر گرفتن تغییرات ولتاژ اولیه روی پاسخ مدل IEEE اکتفا می‌کنیم. مقادیر ثوابت در نظر گرفته شده، در جدول 3 آورده شده است. لازم به ذکر است که طراحی این ترانسفورماتور بر مبنای دمای محیط 30 درجه سانتی‌گراد و دمای نامی نقطه داغ 110 درجه سانتی‌گراد انجام شده است. شکل 5 تغییرات دمای نقطه داغ را نسبت به ولتاژ اولیه نمایش می‌دهد. ملاحظه می‌شود که اگر تغییرات ولتاژ اولیه را در نظر نگیریم،‌انحراف 10 درصدی از ولتاژ نامی می‌تواند به خطایی حدود 25/2 درجه سانتی‌گراد در پیش‌بینی دمای نقطه داغ بینجامد.
نتیجه‌گیری
از آنجا که ممکن است یک ترانسفورماتور به دفعات تحت اضافه بار قرار گیرد،‌تحلیل دقیق رفتار حرارتی آن به منظور استفاده هر چه بیشتر از ظرفیت با توجه به حفظ عمر مفید، ضروری به نظر می‌رسد.
با این هدف ابتدا چند مدل حرارتی رایج ترانسفورماتور و مزایا ومعایب هر کدام تشریح شد. در ادامه مجموعه‌ای از راهکارهای بهبود دقت مدلها (شامل پیشنهادات مراجع مختلف و ایده‌های نویسندگان مقاله حاضر) مورد توجه قرار گرفت. همچنین برای نمونه نقش در نظر گرفتن تغیرات ولتاژ اولیه ترانسفورماتور روی پاسخ مدل IEEE شبیه سازی شد. مشاهده شد که لحاظ کردن افزایش 10 درصدی ولتاژ تغذیه، تخمین دمای نقطه داغ را بیش از 2 درجه سانتی‌گراد بالا می‌برد.
منبع : ماهنامه صنعت برق

[ریپورتر]

اهمیت مانیتور لرزش توربین های بخاری و روشهای آن

توربین های بخاری در یک واحد نیروگاه بخار اهمیت بسزایی دارند. چنانچه توربین بخار از مدار خارج شود ، خسارت مالی شدیدی به نیروگاه و تولید آن وارد می شود. از آنجا که اهمیت توربین بسیار زیاد است لازم است از خارج شدن از مدار بدون برنامه ریزی آن حتی المقدور پرهیز شود. در اینصورت لازم است از عملکرد بدون عیب توربین مطمئن بوده و خروج از مدار آن تحت اختیار نیروگاه باشد. سالم بودن تجهیزات توربین با ملاحظه دقیق پارامترهای مختلف بهره برداری و نگهداری در محدوده مجاز تأمین می گردد. پارامترهای مورد نظر : دما، فشار، بار، موقعیت و لرزش محور می باشند . بیشتر واحدهای جدید دارای تجهیزات کافی برای مشاهده دائمی این پارامترها هستند ولی همه واحدهای قدیمی این امکان را ندارند.
اساسا" چهار سطح مشاهده و مانیتور کردن لرزش توربین وجود دارد. سطح 1 ، اندازه گیری موردی لرزش بصورت دستی است. سطح 2 ، مشاهده دائمی لرزش با استفاده از حس کننده ، که درمحل نصب شده است. در این سطح لازم است پرسنل نیروگاه با مشاهده وضعیت ، در صورت لزوم به واحد تریپ دهند. سطح3 ، مشابه سطح 2 می باشد . ولی یک مدول حفاظتی در صورت نیاز بطور اتوماتیک واحد را تریپ می دهد و بالاخره سطح 4 ، با جمع آوری داده های مختلف و آنالیز طیف لرزش توربین در صورت لزوم واحد را از مدار خارج خواهد کرد.
توربین های بخاری نوعا" جزء تجهیزات بدون یدکی و حساس تلقی می شوند. این جزء مهم ، لازم است حداقل با سیستم مانیتورینگ سطح 2 تجهیز شده باشد. سازندگان ترانسدیوسرهای لرزش اخیرا" شتاب سنجهای ( accelerometer ) جدیدی با خروجی 4-20 mA ارائه داده اند که برای سیستم های کنترل نیروگاههای موجود مناسبند. این ترانسدیوسرها را می توان بر روی یاتاقانها نصب کرد و خروجی آنرا به سیستم DCS نیروگاه ملحق نمود و بدینوسیله یک روش دائمی برای نشان دادن ارتعاشات (Vibration Monitoring ) ایجاد نمود . یک ترانسدیوسر با خروجی دوگانه علاوه بر تولید سیگنال4-20 mA یک سیگنال دینامیکی برای آنالیز عیب یابی نیز تولید می کند.
عوامل اصلی ارتعاشات در توربین های بخاری غیر بالانس بودن جرمی، غیر هم محوری و لقی (clearance) بیش از اندازه در یاتاقانها می باشد. جهت تشخیص علت لرزش یک سیستم سطح 4 آنالیز لرزش مورد نیاز است. یک مرجع خوب جهت تحلیل سیگنال لرزش بخصوص برای توربین های با یاتاقانهای ژورنال، چارتهای ارائه شده توسط John Sohre ( 1968 ) می باشد . این چارتها در کتاب “Sawyer’s Turbomachinery Maintenance Handbook” در سال 1980 ارائه شده اند.
پرسنل نیروگاه با مانیتور دائمی لرزش توربین می توانند از خارج شدن بیمورد توربین از مدار جلوگیری کنند. بعلاوه تحلیل سیگنال لرزش ، خود می تواند راهنمای خوبی جهت تشخیص عامل لرزش و از بین بردن آن قبل از اینکه مسائل جدی رخ دهد باشد.

منبع : ENERGY - TECH

[ریپورتر]

حفاظت حرارتی توربین گازی با استفاده از پوشش های حایل


پوشش های حایل حرارتی ( TBC [1]) بمنظور عایق حرارتی قطعات توربین های گازی مورد استفاده قرار می گیرند . بعلت پایین بودن ضریب هدایت حرارتی این پوشش ها ، دمای سطح فلز کاهش می یابد . کاهش دما موجب کاهش خزش و خستگی و افزایش عمر قطعه می گردد و در عین حال موجب کاهش سرعت اکسیداسیون و خوردگی می شود . با پایین نگهداشتن دمای فلز سازندگان می توانند :
- با استفاده از آلیاژهای نه چندان پیشرفته در طراحی اجزاء موتور ، هزینه ها را کاهش دهند .
- با افزایش دمای کاری بهمراه جریان کم خنک کن ، راندمان سوخت را افزایش دهند .
امروزه با استفاده از مواد و تجهیزات موجود طیف وسیعی از پوشش ها با ساختار و خواص مورد نظر را میتوان ایجاد کرد که برای کاربردهای خاص در توربین های زمینی و هوائی طراحی شده اند .
پوشش های حایل حرارتی از لایه پیوندی مقاوم در برابر اکسیداسیون و لایه فوقانی سرامیکی عایق حرارتی تشکیل می شوند . هر دو لایه توسط روش اسپری پلاسمائی اعمال می شود . سیستم های TBC جدید از یک لایه پیوندی MCrAIY ( M معرف نیکل و یا کبالت می باشد ) عاری از اکسید و متراکم و لایه اکسید زیرکنیم پایدار شده توسط ایتریا ( 7 تا 8 % وزنی ) تشکیل می شوند . لایه زیر کونیا ، متخلخل و دارای ترکهای ریز می باشد . در سیستم های قبلی از لایه پیوندی NiAl یا نیکل کرم بهمراه زیر کونیای پایدار شده با کلسیا ( 5 درصد وزنی ) یا منیزیا ( 24 درصد وزنی ) استفاده می شد . اکسیدهایی از قبیل کلسیا ، منیزیا و ایتریا بعنوان پایدار کننده ساختمان کریستالی عمل می کنند و از تغییرات حجمی زیاد در طی گرم شدن و سرد شدن قطعه پوشش داده شده جلوگیری می کنند . لایه های پیوندی اثر زیادی بر عمر TBC دارند زیرا عناصری مانند کرم و آلومینیم در دماهای بالا پوسته های اکسیدی خیلی چسبنده تشکیل می دهند و شرایط لازم برای اتصال مکانیکی سرامیک به پوشش MCrAIY را فراهم می کنند .
بدون داشتن پودر با کیفیت بالا نمی توان عملکرد مناسبی از پوشش انتظار داشت یا ریز ساختارهای تکرارپذیری ایجاد کرد . سازندگان توربین معمولا مشخصات پودر را تعیین می کنند که این خود کنترل کننده خواص پودر می باشد . بطور کلی روش تولید بر خواص پودر تاثیر می گذارد . توزیع اندازه ذرات پودر یکی از متغیرهای مهم است که ویژگیهای پوشش را تحت تاثیر قرار می دهد . با کنترل اندازه ذرات پودر می توان از ذوب شدن مناسب پودر در شعله پلاسما تحت شرایط اسپری مشخص ، اطمینان حاصل نمود . معمولا اگر چنانچه توزیع اندازه دانه ها خیلی درشت باشد ، ساختارهایی با دانسیته پایین بدست می آید و اگر توزیع اندازه دانه ها ریز باشد ساختار متراکم حاصل می شود .
نوع فرآیند تولید بکار رفته در تولید پودر خواص ماده را کنترل می کند . در حال حاضر چهار روش اصلی برای تولید پودر وجود دارد که عبارتند از روش خشک کردن پاششی ، روش سینتر و آسیاب کردن ، روش ذوب و آسیاب کردن و روش خشک کردن پاششی و ذوب کردن . پودرهای حاصل از روش اول که بعدا ذوب می شوند محاسن آلیاژسازی اولیه و مزایای محصولات ذوب و سینتر شده را تواما دارا می باشند .
صرف نظر از فعالیتهای بعمل آمده در زمینه توسعه مواد و روشهای تولید جدید ، در سالهای اخیر ، بعلت توسعه تجهیزات ، پوشش های TBC عملکرد بهتری داشته اند . فن آوری تجهیزات جدید امکان کنترل ریز ساختار پوشش و باز تولید آنرا فراهم ساخته است . نتایج کلی عبارتند از زمان توقف کمتر دستگاه ، هزینه پوشش دهی پایین و قابلیت اعتماد بیشتر فرآیند این عوامل موجب افزایش فاصله زمانی بین تعمیرات و اورهال می گردد . با استفاده از تفنگ های پلاسمای پیشرفته ، پایداری فرایند ، تکرارپذیری و صرفه اقتصادی پوشش های حایل حرارتی بهبود یافته است . بر خلاف تفنگ های مرسوم ، در این تفنگ ها دمای پلاسما در شعله یکنواخت تر و میزان صدا پایین تر می باشد . عمر اجزای مصرفی طولانی تر است لذا قطعات بزرگ با زمان توقف حداقل پوشش داده می شوند . بعلت شعله پلاسمای یکنواخت ونسبتا آرام ، میزان نشت ماده در واحد زمان بیشتر است .
سیستم های کامپیوتری برای کنترل و مانیتورینگ فرایند اسپری به بازار عرضه شده است . نرم افزارهای مربوطه تاریخچه داده های فرایند اسپری را ثبت می کنند ، امکان تجسم ( Visualization ) فرایند را فراهم می کنند ، قابلیت ذخیره سازی پارامترهای اسپری را دارند و امکان کنترل مدار بسته پارامترهای اسپری از قبیل نوع گازها و توان سیستم را فراهم می کنند .
افشانک های پودر جدید با قابلیت کنترل مدار بسته این امکان را فراهم میکنند که پودر بصورت مناسب و تکرار پذیر و با دقت بالا تزریق گردد . امروزه روباتهای چند محوره بر اساس نیاز مشتری ساخته می شود . استفاده از روبات این مزیت را دارد که فاصله اسپری و موقعیت فضایی تفنگ دقیقا کنترل می شود و در نتیجه راندمان اسپری و ریز ساختار بهینه می گردد . همچنین دمای کاری و سرعت تفنگ نیز کنترل میشود .
بمنظور بهبود فرایند پوشش دهی در زمینه های مرتبط مانند تنظیم سرعت و دمای ذره بصورت مستمر ، روشهای توسعه یافته ارزیابی غیر مخرب و متدهای بهتر و یا کم هزینه تر آماده سازی اولیه نیز پیشرفتهایی صورت گرفته است .

منبع : مؤسسه SULZER METCO

[ریپورتر]

راهنمای متالورژیک شکست لوله های بویلر نیروگاههای بخاری


شکست لوله های بویلر همچنان از دلائل اصلی خارج شدن نیروگاه از مدار تولید است. استفاده از راهنمای جامع آنالیز متالوژیکی می تواند نسبت به تشخیص صحیح عامل شکست موثر بوده و علت واقعی را تعیین کند. EPRIدر سال 1985 دراولین قدم گزارش CS – 3945 را بعنوان راهنمای تشخیص شکست لوله های بویلر منتشر کرد.
بسیاری از نیروگاهها با استفاده از این راهنما برنامه های لازم را پیش بینی کردند. تعیین دقیق علت شکست لوله های بویلر نیاز به تشخیص دقیق متالوژیک شکست می باشد بر اساس بررسی انجام شده در بسیاری از حوادث شکست تشخیص فوق دقیق نبوده و اقدامات بعدی نیز صحیح نبوده است. بر این اساس تصمیم بر این شد که یک راهنمای تشخیص علت شکست تهیه و ارائه گردد.
تیم تهیه کننده راهنما با 30 موسسه بین المللی که در این زمینه فعالیت داشتند تماس برقرار نمود که این موسسات اطلاعات لازم در آنالیز متالوژیکی را فراهم نمودند در نتیجه یک کاتالوگ جدید برای مواد مختلف جنس لوله های بویلر در ارتباط با وضعیت ساختاری ماده لوله و نحوه زوال آن ارائه گردید. این کاتالوگ توسط موسسه الکتریکی ادیسون (EEI) مرور گردید. گزارش قدم به قدم مراحل ارزیابی متالوژیکی لوله بویلر و تشخیص علت شکست لوله های Waterwall و سوپر هیتر را نشان می دهد. هر مکانیزم شکست توسط عکس های مختلف و مثالهای موردی در کاتالوگ آورده شده است بعلاوه درضمائم گزارش اطلاعات مربوط به طراحی وساخت لوله ها، خواص دمائی لوله ها و ریزساختارآنها آورده شده است.
این راهنما در دو جلد تهیه شده است و با توجه به مثالهای موردی که داده شده می تواند راهنمای خوبی در جهت تشخیص صحیح علت شکست باشد بخصوص که مواردی که قبلا" اشتباها" آنالیز شده بودند با ذکر علت آنها آورده شده است. موارد شکست اشاره شده عبارتند از :

*
خوردگی قسمت آتش و اورهیت شدن دراز مدت (long term over heating )
*
آسیب های هیدرژن و خوردگی اسیدهای فسفات
*
خوردگی خستگی و تنش های القائی
*
اورهیت شدن کوتاه مدت ( short term over heating )

پس از انتشار اولین گزارش EPRI ، فهم دلائل شکست لوله های بویلر بیشتر شده بنحویکه پس از جمع بندی اطلاعات موجود در سال 1994 کاتالوگ را تجدیدنظر کرده و غیر از جنبه های فنی (مانند آنالیز ریشه، ارزیابی غیرمخرب nondestructive evalution و محلولها ) مسائل مدیریتی را نیز در آن گنجانید.

منبع : مؤسسه EPRI
__________________

[ریپورتر]

کاهش هزینه ساخت بویلرهای نیروگاهی بکمک مدلسازی سه بعدی

یکی از مشکلات همیشگی طراحی و نصب بویلرها ایجاد نقشه های مربوط به خطوط لوله ها و شیر آلات متنوع و بعضا" پیچیده آن بوده است که باعث صرف وقت و انرژی بسیار زیادی هنگام ایجاد یک نیروگاه جدید می گردد. در طرحی نو شرکت Rebis اقدام به ایجاد نرم افزار بسیار توانایی به نام AutoPlant کرده است. این نرم افزار توانا که دقیقا" جهت تسهیل کارهای طراحی و ساخت نیروگاهی طراحی شده دارای خصوصیات متعددی است که موجب آسانی کار با آن می گردد.
اساس کار این نرم افزار به این صورت است که از ابتدا طرح ها را به صورت سه بعدی پیاده سازی و مدل می نماید. تمام قطعات یک طرح دقیق و مناسب به صورت ذخیره شده در این نرم افزار موجود است و فقط باید انتخاب گردیده و در محل مناسب قرار گیرند.
امکان طراحی سه بعدی وجود هرگونه خطا از جمله برخورد خطوط لوله را به وضوح نشان داده و خطاها را تا حد زیادی تقلیل می دهد. این نرم افزار قابلیت کار با AutoCad را نیز داراست و اصطلاحا" از نوع نرم افزارهای add-on می باشد که پس از آشنایی با AutoCad کار با آن را بسیار ساده می کند.
امکان چرخاندن (Rotate) و عوض کردن دریچه دید (Viewport) و همچنین حذف خطوط پنهان (Shade) و درشت نمایی (Zoom) در آن بسیار یاری دهنده است. ایجاد مدل بویلر به این روش علاوه بر دقت، سرعت عمل را نیز بسیار بالا می برد. اما کار خارق العاده این نرم افزار از این پس صورت می گیرد و آن تهیه تمام مقاطع لازم و برش ها، تمام نقشه های ایزومتریک و پلان های دوبعدی به همراه قیمت مصالح و انواع گزارشها به صورت خودکار می باشد.
پایگاه اطلاعاتی (Database) بسیار قوی این نرم افزار را پشتیبانی می کند که اولا" باعث صرفه جویی مهندسان در وارد کردن توضیحات اضافی می گردد ثانیا" بهترین و کاملترین گزارشها را تهیه می نماید و در اسرع وقت در اختیار می گذارد.
امکان تصحیح اشتباهات و تغییر تمام لیست ها و گزارش ها و نقشه ها بر این اساس و همچنین نشأت گرفتن تمام پلان ها و نقشه ها و برش ها از یک منبع به آن ها اعتبار مضاعفی بخشیده است.
در عمل تیم اجرا نیز به وضوح دریافته که اجرای این نقشه ها بسیار آسانتر و قابل فهم تر بوده است و مشکلات نصب به طور قابل ملاحظه ای کاهش یافته است.

منبع : شرکت Rebis

[ریپورتر]

اینم لینک نرم افزار EES که برا تحلیل سیکلهای ترمودینامیکی کاربرد زیادی داره

موفق باشید

دانلود (http://www.tinypic.info/files/rudok0kdm9vdh2txgm1b.jpg)





مدیریت: Forbidden

[ریپورتر]

ساخت اجزاي توربين بخار با فولادهاي پيشرفته كروم دار


با افزايش‌ دما و فشار بخار بايد مواد مورد استفاده‌ در توربين‌ بخار، اصلاح‌ و تقويت‌شود. اغلب‌ از فولادهايي‌ حاوي‌ 9 تا 12 درصد كروم‌ براي‌ دماهاي‌ بيشتر از 600 درجه‌ سانتي‌گراد استفاده‌ مي‌شود. وجود عناصر مختلف‌ در اين‌ نوع‌ فولادهاي‌آلياژي‌، مشكلاتي‌ را در انجماد شمشهاي‌ بزرگ‌، براي‌ فرايند آهنگري‌ (فورجينگ‌) روتور،ايجاد مي‌كند. در ساخت‌ روتور بايد عواملي‌ مانند طراحي‌ شمش‌ و ساخت‌ فولاد، كنترل ‌مراحل‌ آهنگري‌ و عمليات‌ حرارتي‌ را مدنظر داشت‌. بايد به‌ مشكل‌ سايش‌ قسمتهايي‌ ازروتور كه‌ در تماس‌ با ياتاقانهاست‌ نيز توجه‌ شود. پوششها و حفاظهاي‌ توربين‌ باريخته‌گري‌ فولاد CrMo 9% ساخته‌ شده‌ است‌. عوامل‌ مهم‌ در ريخته‌گري‌ اين‌ قطعات‌عبارت‌ است‌ از:ساخت‌ فولاد، طراحي‌ قالب‌، عمليات‌ حرارتي‌ و روش‌ جوش‌ تعميراتي‌.
در اين‌ نوشتار شرايط عمليات‌ حرارتي‌ و مراحل‌ آهنگري‌، مطرح‌ و بهبود يا تضعيف‌خواص‌ مكانيكي‌، ارزيابي‌ شده‌ است‌.

براي‌ گريز از مسائل‌ زيست‌ محيطي‌ وكاهش‌ مصرف‌ انرژي‌، بايد بازده‌ نيروگاههاي‌ بخار، افزايش‌ يابد. راه‌ مستقيم‌ افزايش‌ بازده ‌سيكلهاي‌ بخار، افزايش‌ دما و فشار بخاراست‌، ولي‌ بايد قطعاتي‌ كه‌ با اين‌ جريان ‌بخار، در تماسند، تقويت‌ شوند. به‌ طور معمول‌از فولادهاي‌ كم‌ آلياژ در اين‌ موارد استفاده‌مي‌شود ولي‌ براي‌ اين‌ فولادها محدوديت‌دماي‌ حداكثر 540 تا 560 درجه‌ سانتي‌گرادوجود دارد. به‌ تازگي‌ فولادهاي‌ فريتي‌ حاوي‌ 9تا 12 درصد كروم‌ براي‌ دماهاي‌ بالاتر از 600درجه‌ سانتي‌گراد توسعه‌ يافته‌ است‌.در اين‌نوشتار ساخت‌ اجزاي‌ توربين‌ بخار از اين‌ مواد پيشرفته‌ و كنترلهاي‌ لازم‌ در عمل‌آوري‌رضايت‌ بخش‌ آنها توضيح‌ داده‌ شده‌ است‌.

بر طبق‌ قراردادي‌ با گروه‌ توربين‌ بخارجك‌ آلستوم‌، دو توربين‌ بخار 412 مگاواتي‌ بابازگرمكن‌ دوگانه‌ براي‌ نيروگاههاي‌سكيربيك‌ و نورديلند در دانمارك‌ ساخته‌ شده‌است‌. شرايط بخار C285bar/580 است‌، كه‌ايجاب‌ مي‌كند اجزايي‌ كه‌ در معرض‌ دماي‌ بالاهستند از فولادهاي‌ 9 تا 12 درصد كروم‌دارپيشرفته‌ ساخته‌ شوند. در شكلهاي‌ (1و2)اجزاي‌ توربين‌ HP/IP(فشار متوسط/فشاربالا) و شير VHPكه‌ از فولادهاي‌ 9 تا 12درصد كروم‌دار ساخته‌ مي‌شوند، نشان‌ داده‌شده‌ است‌.

انتخاب‌ مواد
پيشرفتهاي‌ جديد انجام‌ شده‌ در موادسازنده‌ توربينهاي‌ بخار در اروپا در برنامه‌تحقيقاتي‌ COST501، طي‌ 12 سال‌ انجام‌شده‌ و نتايج‌ رضايت‌ بخشي‌ را به‌ دنبال‌ داشته‌است‌. همكاران‌ برنامه‌ COSTعبارت‌ بودنداز كارگاههاي‌ آهنگري‌ (فورجينگ‌)،كارخانه‌هاي‌ ريخته‌گري‌ فولاد، سازندگان‌ توربين‌ و ديگ‌ بخار، مراكز تحقيقاتي‌ و دانشگاهي‌.
هدف‌ اين‌ برنامه‌ نه‌ تنها توسعه‌ مواد براي‌داشتن‌ خواص‌ لازم‌ بود، بلكه‌ شرح‌ عمليات‌آهنگري‌ و ريخته‌گري‌ در اندازه‌هاي‌ مورداستفاده‌ در نيروگاهها و همچنين‌ تهيه‌مجموعه‌ داده‌هايي‌ از مواد در دماهاي ‌بالاست‌. مشابه‌ اين‌ برنامه‌ تحقيقاتي‌ در ژاپن‌ نيز انجام‌ شده‌ است‌.
روتور: برنامه‌ COST فهرستي‌ از موادي‌كه‌ قابليت‌ ساخت‌ در اندازه‌هاي‌ بزرگ‌ را براي‌روتور داشته‌ باشند، ارايه‌ كرده‌ است‌. با اضافه‌كردن‌ Mo، V، W، Nb، Nو B به‌ آلياژ، به‌خواص‌ مطلوبي‌ در انجماد شمشهاي‌ بزرگ ‌مي‌رسيم‌ كه‌ براي‌ آهنگري‌ روتور استفاده ‌مي‌شوند. قسمت‌ مهم‌ در اين‌ برنامه‌، انجام‌بررسيهاي‌ مخرب‌ براي‌ ارزيابي‌ خواص‌مطلوب‌ مركز مقاطع‌ آهنگري‌ شده‌ بزرگ‌ وكيفيت‌ مشخصه‌هاي‌ بازرسي‌
اولتراسون‌ است‌.
از فولادهاي‌ آزمايش‌ شده‌، سه‌ فولادداراي‌ خواص‌ مطلوب‌ بودند، زمان‌ گسيختگي‌ خزشي‌ در 50 درجه‌ سانتي‌گراد براي‌ آنهاحدود 105 ساعت‌ بود كه‌ بيشتر از فولادهاي‌1CrMoV% است‌. براي‌ روتورتوربينهايي‌ كه‌ جك‌ آلستوم‌ قرار بود بسازد، از فولاد بدون‌ تنگستن‌ استفاده‌ شده‌ است‌.
قطعات‌ ريخته‌گري‌ شده‌: اولين‌ فولادهاي‌ 9 تا 12 درصد كروم‌دار جديد در سال‌ 1980ساخته‌ شده‌ بود. در برنامه‌ COST، ريخته‌گري‌ پيشرفته‌، مطالعه‌ شده‌ و با اضافه‌كردن‌ كمي‌ كربن‌ و يك‌ درصد تنگستن‌ به‌ اين‌گونه‌ فولادها، آلياژ خوبي‌ به‌دست‌ آمده‌ است‌.اين‌ خانواده‌ از فولادها را بايد طوري‌ اصلاح‌كرد كه‌ قابليت‌ ريخته‌گري‌ و جوشكاري‌ خوبي‌داشته‌ باشند و عمليات‌ سخت‌سازي‌ اين‌ گونه ‌قطعات‌ ضخيم‌، بهتر انجام‌ شود. آلياژهاي ‌بررسي‌ شده‌ در COST(با يك‌ درصدتنگستن‌) مقاومت‌ گسيختگي‌ خوبي‌ درزمانهاي‌ كوتاه‌ از خود نشان‌ داده‌اند، ولي‌ در زمانهاي‌ طولاني‌ اين‌ طور نيست‌. جوشكاري‌ راحت‌تر فولادهاي‌ 9CrMo% قديمي‌ و زيادبودن‌ مقاومت‌ گسيختگي‌ بلند مدت‌ آنهاباعث‌ شده‌ كه‌ جك‌آلستوم‌ از اين‌ فولادهاي‌آلياژي‌ براي‌ قطعات‌ ريخته‌گري‌ خود استفاده ‌كند.
براي‌ جوشكاري‌ قطعات‌ ريخته‌ شده‌ درعمليات‌ بهسازي‌ و جوشكاري‌ متعلقات‌ (مثل‌رابطهاي‌ بخار ورودي‌ و خروجي‌) به‌ روش‌جوشكاري‌ با خصوصيات‌ مطلوب‌، نياز است‌.براي‌ جوشكاري‌ فولاد9CrMo% به‌ يك‌ الكترود مناسب‌ نياز داريم‌. اگرچه‌ اين‌ آلياژ به‌خوبي‌، جوشكاري‌ مي‌شود، ولي‌ تركيبات‌بعضي‌ از الكترودهاي‌ موجود، خواص‌ خزشي‌ را ضعيف‌ مي‌كند. در جك‌آلستوم‌ سعي‌ شده‌ كه‌با استفاده‌ از الكترودهاي‌ سازگار، خواص‌خزشي‌ حفظ شود.

تشخيص‌ و ارزيابي‌ سازندگان‌
قبل‌ از دادن‌ سفارشها براي‌ ساخت‌ اجزا بافولادهاي‌ جديد 9 تا 12 درصد كروم‌دار لازم‌است‌ سازندگاني‌ انتخاب‌ شوند كه‌ به‌ طورذاتي‌ در توليد محصولاتي‌ از اين‌ نوع‌ مواد،توانايي‌ داشته‌ باشند. تا سال‌ 1993 تجربيات ‌محدودي‌ در آهنگري‌ قطعات‌ بزرگ‌ وريخته‌گري‌ با اين‌ نوع‌ فولادهاي‌ جديد وجودداشت‌.
براي‌ قطعات‌ حساس‌، مثل‌ روتور وقطعات‌ ريخته‌گري‌ تحت‌ فشار، جك‌ آلستوم ‌به‌ سازندگاني‌ احتياج‌ داشت‌ كه‌ كاملا واجدشرايط باشند. مسلما با توجه‌ به‌ تجربيات‌قبلي‌ سازندگان‌ در ساخت‌ قطعات‌ با اين‌ نوع ‌فولادهاي‌ جديد، مي‌توان‌ بهترين‌ سازنده‌ راانتخاب‌ كرد ولي‌ چنين‌ تجربياتي‌ وجودنداشت‌. براي‌ ارزيابي‌ يك‌ سازنده‌ خوب‌ به‌مواردي‌ توجه‌ شده‌ است‌ كه‌ عبارتند از:
-تجربيات‌ قبلي‌ در توليد اجزاي‌ مشابه‌ با آلياژمورد نظر
-تجربيات‌ قبلي‌ در توليد اجزاي‌ مورد نظر بامواد مشابه‌
-قراردادهاي‌ قبلي‌ با جك‌آلستوم‌
-كارشناسي‌ فني‌ .
براي‌ آخرين‌ مورد، مي‌توان‌ با يك‌سفارش‌ مشروط به‌ سازنده‌، آزمون‌ تعيين‌صلاحيت‌ را نيز موازي‌ با ساخت‌ قطعه‌ اصلي‌انجام‌ داد. بر مبناي‌ پاسخ‌ به‌ پرسشنامه‌هايي‌كه‌ قبلا بين‌ سازندگان‌، توزيع‌ شده‌ بود، تعدادي‌ از آنها براي‌ مصاحبه‌هاي‌ فني‌ بعدي‌انتخاب‌ شدند.
روتور: براي‌ اطمينان‌ از صلاحيت‌ سازنده‌ درساخت‌ روتور، مواردي‌ انجام‌ شد شامل‌:
-آهنگري‌ يك‌ تكه‌ آزمايشي‌ از روتور اصلي‌ولي‌ جدا از آن‌
-آهنگري‌ يك‌ تكه‌ آزمايشي‌ از روتور اصلي‌ولي‌ همراه‌ آن‌
-آهنگري‌ يك‌ قطعه‌ با طول‌ بيشتر از روتوراصلي‌ و انجام‌ آزمايشهاي‌ خواص‌ خط مركزي‌(مقدار ماده‌ اضافي‌ در طي‌ عمليات‌ماشين‌كاري‌ انتهاي‌ شافت‌ برداشته‌ مي‌شود).
استفاده‌ از آلياژي‌ با بيشتر از سه‌ درصدكروم‌ براي‌ ياتاقانها در توربين‌ بخار، پديده‌سايش‌ را ايجاد مي‌كند. اين‌ مشكل‌ باجايگذاري‌ سطح‌ ياتاقانها با ماده‌اي‌ حاوي‌درصد كمتري‌ كروم‌ (كمتر از مقدار بحراني‌)رفع‌ مي‌شود. براي‌ حفاظت‌ بيشتر از روكش‌جوشي‌ استفاده‌ شده‌ است‌.
قطعات‌ ريخته‌گري‌: با بررسي‌ پرسشنامه‌هامعلوم‌ شد كه‌ تعدادي‌ از كارخانه‌هاي‌ريخته‌گري‌، تجربيات‌ محدودي‌ درريخته‌گري‌ فولادهاي‌ 9CrMo% داشته‌اند.ولي‌ اين‌ سازندگان‌ درك‌ درستي‌ از اختلاف‌بين‌ فولادهاي‌ حاوي‌ كروم‌ زياد با فولادهاي‌كم‌ عيار ساده‌ كربني‌ نداشتند، به‌ خصوص‌ در طراحي‌ قالب‌، حد مجاز انقباض‌ و كار با ماسه‌،بعضي‌ از سازندگان‌ ديگر، تجربيات‌ بيشتري‌در توليد فولادهاي‌ كروم‌دار داشتند و ازمشكلات‌، آگاه‌ بودند. از سازندگان‌ ديگري‌ كه‌تجربه‌ قبلي‌ در ريخته‌گري‌ با اين‌ مواد را نداشته‌ ولي‌ توانايي‌ ساخت‌ قطعات‌ بزرگ‌ رادارند، آزمونهايي‌ انجام‌ گرفت‌ تا عواملي‌ مثل‌عمليات‌ حرارتي‌، خواص‌ مورد نظر و عمليات‌ جوشكاري‌ ارزيابي‌ شود.
تعداد زيادي‌ از قطعات‌ ريخته‌گري‌، كمتراز دو تن‌، وزن‌ دارند و بايد كيفيت‌ جوشكاري ‌در كارخانه‌هاي‌ مورد نظر را بررسي‌ كرد.هزينه‌ اين‌ بررسي‌، بخش‌ مهمي‌ ازهزينه‌هاي‌ ريخته‌گري‌ است‌. بنابراين‌ ريخته‌گران‌ قطعات‌ بزرگ‌ به‌ ساخت‌ قطعات‌كوچكتر تشويق‌ شده‌اند.هزينه‌ بررسيهاي‌كيفي‌ جوشكاري‌ در قطعات‌ بزرگ‌، به‌ قطعات‌كوچكتر، اختصاص‌ پيدا كرد. سپس‌ قطعات‌كوچكتر به‌ صورت‌ گروهي‌، تشكيل‌ قطعه‌بزرگي‌ را داده‌ و در نتيجه‌ در هزينه‌هاي‌بررسي‌ كيفي‌، صرفه‌جويي‌ زيادي‌ انجام‌ شده ‌است‌.

تهيه‌ مواد
روتور:براي‌ ساخت‌ روتورهاي‌ مورد نياز،HP/IP وVHP (فشار متوسط/ فشار زياد وفشار خيلي‌ زياد)، با كارخانه‌هاي‌ انگليسي‌،ژاپني‌ و اتريشي‌ قرارداد بسته‌ شد. كارخانه‌انگليسي‌ يكي‌ از همكاران‌ برنامه‌ تحقيقاتي‌COST بود، از اين‌ رو به‌ غير از بررسي‌ كيفيت‌عمل‌ جوش‌ روكشي‌، به‌ هيچ‌ آزمون‌ ديگري‌براي‌ آهنگري‌ روتور مورد نظر، نياز نبود. براي ‌كارخانه‌هاي‌ ژاپني‌ و اتريشي‌ انتخاب‌ شده‌،آزمونهاي‌ تعيين‌ كيفيت‌ انجام‌ شد تا به‌ وسيله‌بررسيهاي‌ مخرب‌، خواص‌ مكانيكي‌ در محلهاي‌ مختلف‌ جسم‌ آهنگري‌ شده‌ وروكش‌ جوشي‌ در محل‌ ياتاقانها تاييد شود.
در ساخت‌ روتور، بدون‌ توجه‌ به‌ آلياژ،موارد مهمي‌ را بايد در نظر گرفت‌ كه‌ عبارتنداز:
-ساخت‌ فولاد و طراحي‌ شمش‌
-كنترل‌ فرايند آهنگري‌
-عمليات‌ حرارتي‌
-بررسيهاي‌ غير مخرب‌.
چون‌ كروم‌ زيادي‌ در ماده‌ وجود دارد، بايدفرايند ساخت‌ فولاد به‌ دقت‌ كنترل‌ شود تا ازاكسيداسيون‌ ماده‌ و وجود عيب‌ در قطعه‌آهنگري‌ شده‌ نهايي‌ جلوگيري‌ شود. براي‌اجتناب‌ از اكسيداسيون‌ دوباره‌ فولاد، شمش‌ريزي‌ با حفاظت‌ آرگون‌ انجام‌ شد. كروم‌زياد و وجود عناصر ديگر در فولاد باعث‌ تجمع‌ناخالصيها در طي‌ انجماد شمش‌ شده‌ كه‌خواص‌ نامطلوبي‌ را در آهنگري‌ نهايي‌ ايجادمي‌كند. با طراحي‌ مناسب‌ شمش‌، ذوب‌ دوباره‌سرباره‌ها براي‌ تغذيه‌ قالب‌ و انجماد مناسب‌شمش‌ مي‌توان‌ اين‌ اثرات‌ را كاهش‌ داد.
ثابت‌ شده‌ كه‌ ترك‌ خوردگي‌ فولاد 9 تا 12درصد كروم‌دار وقتي‌ رخ‌ مي‌دهد كه‌ كرنش‌اضافي‌ در يكي‌ از عمليات‌ آهنگري‌، اعمال‌شود. لازم‌ است‌ كه‌ تعداد عمليات‌ آهنگري‌براي‌ تغيير شكل‌ كلي‌، افزايش‌ يابد. تحكيم‌ و كنترل‌ ساختارها با تعداد بيشتر مراحل‌آهنگري‌ باعث‌ مي‌شود كه‌ ماده‌، بازيافت‌ شده‌و براي‌ كرنشهاي‌ بعدي‌ در مراحل‌ آهنگري‌آماده‌ شود.
بررسيهاي‌ غير مخرب‌ دقيقي‌ روي‌ روتورآهنگري‌ شده‌ انجام‌ مي‌شود تا عيبهاي ‌باقي‌مانده‌ از عمليات‌ آهنگري‌ در طي‌ كارروتور زيادتر نشود. توانايي‌ اولتراسون‌ براي‌آشكار كردن‌ عيبها به‌ ساختار ماده‌ بستگي‌دارد. فولادهاي‌ حاوي‌ كروم‌ زياد، شفافيت‌(قابليت‌ عبور) كمتري‌ در برابر اولتراسون‌دارند. قابليت‌ نفوذ اولتراسون‌ با افزايش‌ضخامت‌ قطعه‌، كمتر مي‌شود. بنابراين‌ مهم‌است‌ كه‌ ساختار ماده‌ براي‌ بررسيهاي‌اولتراسون‌ بهينه‌ شود.
عمليات‌ حرارتي‌، يكي‌ از فرايندهاي‌مهم‌ در كنترل‌ ساختار ماده‌ است‌. علاوه‌ بركيفيت‌ عمليات‌ حرارتي‌ كه‌ خواص‌ مكانيكي‌مطلوبي‌ را ايجاد مي‌كند، كاربرد عمليات‌تابكاري‌ (آنيل‌ كردن‌)، كه‌ باعث‌ ساختارحساس‌ به‌ عمليات‌ حرارتي‌ مي‌شود نيز مهم‌است‌. جك‌آلستوم‌ حداكثر اندازه‌ عيب‌ آشكارشده‌ توسط روش‌ FBHE را mm 1/6 در نظر گرفته‌ است‌.
روكش‌ جوشي‌ در محل‌ ياتاقانها با روش‌جوشكاري‌ با الكترود شناور انجام‌ شده‌ است‌.بنابر طبيعت‌ فرايند جوشكاري‌، ممكن‌ است‌عيبهايي‌ به‌ روتور وارد شود كه‌ براي‌محصولات‌ آهنگري‌ شده‌، مطلوب‌ نيست‌. شرايط كار نيز چنين‌ عيبهايي‌ را ايجاد مي‌كند.بررسيهاي‌ اولتراسون‌ در محل‌ ياتاقانها بااستفاده‌ از روش‌ موج‌ برشي‌ انجام‌ شده‌ است‌.بعضي‌ از روكشهاي‌ قرار داده‌ شده‌ در محل‌ياتاقانها كه‌ غير قابل‌ قبول‌ تشخيص‌ داده‌شده‌اند، بيرون‌ آورده‌ و حفره‌هاي‌ ايجاد شده‌،با عمليات‌ جوشكاري‌ بعدي‌ تعمير مي‌شود.
ضرايب‌ انبساط حرارتي‌ روكش‌ در محل‌ياتاقانها (فولاد كمتر از دو درصد كروم‌) و ماده‌اصلي‌ روتور به‌ قدر كافي‌ اختلاف‌ دارند تاتنشهاي‌ كششي‌ در روكش‌ زياد شود. بعد ازكامل‌ شدن‌ روكش‌، محيط جوش‌ داده‌ شده‌ رادر 620 تا 640 درجه‌ سانتي‌گراد عمليات‌حرارتي‌ مي‌دهند تا از تنشهاي‌ ناشي‌ ازجوشكاري‌ رهايي‌ يابد. انبساط روكش‌ و روتوربين‌ دماي‌ تنش‌گيري‌ و محيط باعث‌ ايجادتنشهاي‌ كششي‌ در روكش‌ مي‌شود. اين‌ اثر رامي‌توان‌ با نورد سرد سطح‌ ياتاقان‌، كم‌ كرد وهرگونه‌ كاهش‌ در مقاومت‌ خستگي‌ جسم‌ را،كه‌ بر اثر تنش‌ كششي‌ زياد ايجاد شده‌، از بين‌برد.
ريخته‌گري‌: 40 قطعه‌ ريخته‌گري‌ شده‌حساس‌ و 40 قطعه‌ معمولي‌ ديگر از جنس‌فولاد9CrMo% نياز بود كه‌ توسطكارخانه‌هايي‌ در انگلستان‌، ايتاليا، فرانسه‌،اتريش‌ و آلمان‌ انجام‌ شد. عوامل‌ مهم‌ درريخته‌گري‌ عبارتند از:
-ساخت‌ فولاد
-طراحي‌ شمش‌ و ماسه‌
-روش‌ جوشكاري‌
-ميزان‌ جوش‌ تعميراتي‌ .
براي‌ حداقل‌ كردن‌ پارگي‌ داغ‌ در حين‌ انجماد،بايد رويه‌ ساخت‌ فولاد طوري‌ باشد كه‌ سولفوركمي‌ ايجاد كند.
همچنين‌ تزريق‌ به‌ موقع‌ نيتروژن‌ از ايجادگازها در طي‌ انجماد، جلوگيري‌ مي‌كند.
حد انقباض‌ قالب‌ بايد طوري‌ باشد كه‌مشخصه‌هاي‌ انبساط حرارتي‌ به‌ خوبي‌ برقرارشود. از ماسه‌هاي‌ كروميتي‌ ديرگداز استفاده‌شده‌ و قسمتهايي‌ از قالب‌ كه‌ در تماس‌ با ماده‌مذاب‌ است‌ با رنگ‌ زيركونيا پرداخت‌ شده‌است‌.
مشكل‌ مهمي‌ در فرايند ريخته‌گري‌ رخ‌ نداده‌ و به‌ خواص‌ مورد نظر، حتي‌ درضخيم‌ترين‌ قسمتها نيز، رسيده‌ايم‌.
همه‌ كارخانه‌ها بايد اصلاح‌ روشهاي‌جوشكاري‌ را بر عهده‌ مي‌گرفتند تا كيفيت‌ مورد نياز در جوشهاي‌ تعميراتي‌ و ساختماني‌برقرار شود. اين‌ كار نيز توسط كارخانه‌هاي‌مربوط انجام‌ شد.
بررسيهاي‌ غير مخرب‌ مرسوم‌ (بازبيني‌ باذرات‌ مغناطيسي‌ و بررسي‌ اولتراسون‌) براي‌ارزيابي‌ قطعات‌ ريخته‌گري‌ شده‌ بكار رفت‌.بررسي‌ اولتراسون‌ با روشهاي‌ موج‌ فشاري‌ وبرشي‌ براي‌ آشكار كردن‌ عيبهاي‌ چروكي‌ وپارگي‌ داغ‌ استفاده‌ شده‌ است‌.عيوب‌ به‌ وجودآمده‌ برطرف‌ و اصلاح‌ حفره‌هاي‌ ايجاد شده‌ به‌جوشهاي‌ تعميراتي‌ بعدي‌ موكول‌ شده‌ است‌.ميزان‌ جوشهاي‌ تعميراتي‌ براي‌ قطعات‌ريخته‌ شده‌ با فولاد9CrMo% در جدول‌ (4)آمده‌ است‌. افزايش‌ نسبتٹ كمي‌ در ميزان‌جوشهاي‌ تعميراتي‌ ديده‌ مي‌شود كه‌ مربوط به‌كارخانه‌هايي‌ است‌ كه‌ تجربه‌ كمتري‌ در ريخته‌گري‌ با فولادهاي‌ 9CrMo% داشته‌اند.
آهنگري‌ عمومي‌، حلقه‌ها و صفحات‌ نوردشده‌: رابطهاي‌ بخار و قطعات‌ داخلي‌ شير باآهنگري‌ معمولي‌ ساخته‌ مي‌شوند براي‌ساخت‌ ديافراگم‌ نيز از نورد استفاده‌ مي‌شود.تمام‌ اين‌ فرايندهاي‌ آهنگري‌ در اروپا(انگلستان‌، ايتاليا و فرانسه‌) انجام‌ شده‌ است‌.فولاد 9CrMo% اصلاح‌ شده‌ كه‌ براي‌ اين‌قطعات‌ انتخاب‌ شده‌ به‌ عنوان‌ مواد اصلي‌ درلوله‌ها كاربرد زيادي‌ دارد. مشكل‌ خاصي‌ درتهيه‌ اين‌ مواد به‌ صورت‌ شمش‌، يا قطعات‌نيمه‌ آهنگري‌ شده‌، براي‌ سازندگان‌ وجودندارد. اين‌ آلياژ هيچ‌ مشكلي‌ را در فرايندهاي‌كارگرم‌ (آهنگري‌ و نورد) ايجاد نمي‌كند.
رابطها يا اتصالات‌ لوله‌هاي‌ بخار: براي‌ساخت‌ محفظه‌ بخار از فولاد 9CrMo%اصلاح‌ شده‌ و براي‌ سيلندر خارجي‌ ازفولادهاي‌ كم‌ عيار استفاده‌ مي‌شود. ارتباطفولاد كم‌ عيار با 9CrMo% مشكلاتي‌ راايجاد مي‌كند. اتصال‌ آلياژهاي‌ غيرمشابه‌مسائلي‌ را ايجاد مي‌كند كه‌ ناشي‌ از اختلاف ‌خواص‌ مكانيكي‌ و اختلاف‌ در عمليات‌حرارتي‌ است‌ و اختلاف‌ غلظت‌ باعث‌نقل‌مكان‌ كربن‌ مي‌شود. به‌ دليل‌ عمليات‌حرارتي‌ متفاوت‌ اين‌ دو ماده‌، دماي‌جوشكاري‌، فرق‌ كرده‌ و استحكام‌ قطعات‌ريخته‌گري‌ شده‌ كمتر از نيازهاي‌ طراحي‌مي‌شود. براي‌ حل‌ اين‌ مشكل‌ از يك‌ قطعه ‌واسطه‌ بين‌ قطعات‌ فولادي‌ كم‌ عيار با قطعات‌آهنگري‌ شده‌ 9CrMo% استفاده ‌مي‌شود.
قطعه‌ واسطه‌ نخست‌ به‌ قطعه‌ آهنگري‌شده‌ 9CrMo% جوش‌ داده‌ مي‌شود و سپس‌تنشهاي‌ ايجاد شده‌ در اين‌ كار، گرفته‌مي‌شود. براي‌ اجتناب‌ از تنش‌گيري‌ زياد،قطعه‌ واسطه‌ طوري‌ تهيه‌ مي‌شود كه‌ دماي ‌تنش‌گيري‌ جوشها از دماي‌ تنش‌گيري‌ قطعه‌واسطه‌ بيشتر نباشد. قطعه‌ واسطه‌ با يك‌ فلزپركننده‌ (فلز جوش‌) از فولاد كم‌ عيار، به‌قطعات‌ ريخته‌گري‌ شده‌ جوش‌ داده‌ مي‌شود.تمام‌ تنش‌ ايجاد شده‌ در اين‌ كار در دماي‌كمتري‌ نسبت‌ به‌ فولاد كم‌عيار، گرفته‌ مي‌شودتا استحكام‌ قطعات‌ ريخته‌گري‌ كاهش‌ نيابد.
اجزاي‌ شير: براي‌ حفاظت‌ از فرسايش‌،سطوح‌ لغزش‌ اجزاي‌ شير با لايه‌ محافظي‌ پوشيده‌ شده‌ است‌. اجزا از قطعات‌ماشين‌كاري‌ شده‌ 9CrMo% ساخته‌ شده‌ وحفاظت‌ سخت‌سازي‌ سطحي‌ كبالت‌ بكاررفته‌ است‌. روي‌ فولاد 9CrMo% راحت‌تر ازفولادهاي‌ پركربن‌ مي‌توان‌ عمليات‌ سخت‌سازي‌ سطحي‌ انجام‌ داد.

جمع‌ بندي‌
تجربه‌ جك‌آلستوم‌ و سازندگان‌ همكارآن‌ در ساخت‌ قطعات‌ با فولاد 9 تا 12 درصدكروم‌دار پيشرفته‌، موفقيت‌آميز بود.اختلافهايي‌ در روند ساخت‌ قطعات‌ با اين‌ نوع‌فولاد نسبت‌ به‌ فولادهاي‌ كم‌ عيار وجود داردكه‌ اين‌ اختلاف‌ شناخته‌ شد و عمل‌آوري‌قطعات‌ تغيير كرد. اين‌ نوع‌ فولادها مشكلات‌خاصي‌ را در توليد ايجاد نمي‌كنند ولي‌ بايد به‌كنترل‌ فني‌ در همه‌ مراحل‌ ساخت‌، توجه‌داشت‌. ساخت‌ انواع‌ قطعات‌ آهنگري‌ و ريخته‌گري‌ شده‌ از فولادهاي‌ 9 تا 12 درصدكروم‌دار و سوار كردن‌ آنها زيربناي‌ محكمي‌است‌ براي‌ آينده‌ كه‌ با افزايش‌ دما و فشاربخار از اين‌ خانواده‌ فولادها بيشتر استفاده‌مي‌شود.

[ریپورتر]

نيروگاه هاي بخار

در اين نوع نيروگاه ها که عموما داراي ظرفيت توليد برق بالايي ميباشند، از سوخت مازوت و يا گاز طبيعي براي توليد بخار توسط بويلر جهت به حرکت درآوردن پره هاي توربين و روتور ژنراتور استفاده شده و در نهايت موجب توليد برق ميگردد. در اين نيروگاه ها از سيستم خنک کننده خشک و تر جهت خنک کردن آب حاصل از چگالش بخار خروجي از توربين بخار استفاده ميگردد. اين نيروگاه ها معمولا به يکي از دو منظور ذيل مورد استفاده قرار مي گيرند:
1. نيروگاه هاي بخاري جهت توليد برق

2. نيروگاه هاي بخاري جهت مصارف صنعتي

درشبکه سراسري برق ايران حدود 65 % از برق توليدي توسط نيروگاه هاي بخارتأمين ميشود.

بزرگترين نيروگاه بخاري ايران نيروگا رامين اهواز است.

نيروگاه هاي بخار به منظور تامين انرژي الکتريکي به سه نوع تبديل انرژي نياز دارند:

1. انرژي شيميايي موجود در سوخت هاي فسيلي به انرژي حرارتي تبديل مي شود و توسط حرارت توليد شده آب مايع به بخار تبديل مي شود. اين کار در ديگ بخار انجام مي شود.

2. تبديل انرژي حرارتي بخار به انرژي مکانيکي، اين کار توسط توربين انجام مي شود.

3. تبديل انرژي مکانيکي به انرژي الکتريکي، اين کار توسط ژنراتور انجام مي شود.

مطابق شکل ديگ بخار با استفاده از حرارت منبع حرارتي، بخار مورد نياز تآمين مي شود. اين بخار با فشار و دماي بالا وارد توربين شده و توربين را به حرکت در مي آورد؛ بخار خروجي از توربين بايد به نحوي وارد سيکل نيروگاه شود که از آنجايي که امکان پمپ نمودن بخار وجود ندارد، بخار خروجي توربين ابتدا در سيستم خنک کننده تبديل به مايع شود و توسط پمپ آب مجدداًوارد سيکل نيروگاه شود.

اين نوع نيروگاهها ( توربين ها ) از نظر فشار بخار توليدي در بويلر و بخار مصرفي در توربين بدو دسته عمده تقسيم مي گردند .

در توربين هاي از نوع فشار ثابت (constant pressure) بويلر و توربين هيچ نوع انعطافي از خودنشان نمي دهند و لذا از اين نوع توربين ها ( نيروگاهها ) در جهت توليد بار پايه استفاده مي گردد.

در توربين هاي از نوع فشار متغير (sliding pressure ) مي توان بر روي بويلر و توربين ، تغييرات فشار را اعمال نمود . اين نوع مولدها معمولا جهت توليد بار مياني هفته بکار مي روند .
قدرت قابل دسترسي اين نوع مولدها از چند مگا وات تا يک هزار مگاوات متغير است . هزينه سرمايه گذاري براي هر کيلو وات قدرت نصب شده متناسب با حجم تجهيزات کمکي و قدرت واحد و نوع آن از پانصد تا يک هزار دلار متغير است و مدت زمان اجراي آن معمولاٌ پنج سال طول مي کشد .

از آنجائي که در اين نوع نيروگاهها هزينه قدرت نصب شده به ازاي هر کيلو وات با افزايش قدرت واحد ، کاهش مي يابد ِ، از اين رو سير افزايش قدرت قابل ساخت و نصب اين نوع واحدها از سرعت بيشتري برخوردار است . لازم به توضيح است که راندمان اين نوع نيروگاهها تا 40 درصد هم مي رسد .

روش توليد برق در اين نوع نيروگاهها به اين ترتيب است که سوخت فسيلي ( ذغال سنگ ،گاز، گازوئيل، مازوت ) بوسيله مشعل هاي خاصي ، به محفظه اي بنام کوره ، پاشيده مي گردد و با اشتعال آن در مجاورت هوا که بوسيله فن هاي بزرگي تامين مي شود ، حرارت قابل توجهي در اين محفظه توليد مي گردد. حرارت حاصله، آب ( گرمي ) راکه با پمپ از داخل لوله هاي تعبيه شده در آن عبور مي کند پس از طي مراحلي به بخاري با درجه حرارت بالا و فشار زياد که در اصطلاح به آن بخار خشک مي گويند ، تبديل مي نمايد. بخار خشک حاصله پس از خروج از کوره وارد توربين مي شود.

بخار وارده به توربين آن را به حرکت در مي آورد و ژنراتور را که با توربين هم محور و کوپله است به همراه آن به گردش در مي آيد و جريان برق توليد مي شود . بخار ورودي به توربين با از دست دادن بخش عمده اي از حرارت و فشار خود وارد محوطه اي بنام کندانسور مي شود .در کندانسور اين بخار به لحاظ تماس با سطح سرد ، تقطير مي شود و به آب تبديل مي گردد .آب تقطير شده مجدداً از هيتر هاي متعددي عبور داده شده و گرم مي شود و در نهايت توسط پمپ مجدداً به درون کوره هدايت مي شود و سيکل خود را دوباره طي مي کند .
آب خنک کن ( آبي که جهت ايجاد سطوح سرد در کنداسور بکار مي رود ) که خود ضمن سرد کن بخار خروجي از توربين ، گرم شده است به برج خنک کن هدايت مي شود و پس از خنک شدن دوباره به مدار خود باز مي گردد.

راندمان نيروگاههاي بخاري در حدود 40 درصد است . تقريبا 10 درصد انرژي در اگزوز و 50 درصد نيز از طريق کندانسور تلف مي شود .

سيستم آتش نشاني

آب: کليه قسمتهاي نيروگاه (ساختمان شيمي ، ماشين خانه ، بويلر ، کارگاه ، انبار و ...) و محوطه مجهز به سيستم آب آتش نشاني مي‌باشند.

فوم: کليه قسمتهاي سوخت رساني اعم از مخازن سوخت سبک و سنگين و ايستگاه تخليه سوخت ، بويلر ديزل اضطراري و بويلر کمکي مجهز به سيستم فوم مي‌باشند.

گاز CO2: کليه سيستمهاي الکتريکي از قبيل ساختمان الکتريکي و... توسط گاز CO2 حفاظت مي‌گردد.

[ریپورتر]

مهندسي مجازي در نيروگاه هاي آينده http://banel.parsaspace.com/smile/tit.gif

وزارت انرژي آمريكا، برنامه هاي بسياري براي آينده توليد انرژي از نيروگاه هاي زغال سنگ سوز درنظرگرفته است. نيروگاه هاي پيشرفته آينده بازده بالاتر وآلايندگي بسيار كمتري خواهند داشت، آنقدر كم كه برخي آنها را نيروگاه هاي با «خروجي آلاينده نزديك به صفر مي دانند».
نيروگاه هاي آينده نه تنها با انواع كنوني تفاوت خواهند داشت كه ابزار طراحي آنها نيز بسيار متفاوت خواهند بود. براي كاهش هزينه وكوتاه كردن زمان اجراي طرح هاي نيروگاه هاي آينده، وزارت انرژي، مهندسي مجازي را به عنوان يك فناوري توانمند به كار مي گيرد. اين فناوري، مهندسان آينده را قادر خواهد ساخت كه ايده هاي بيشتري را كه تا پيش از اين با روش هاي سنتي مدت ها به طول مي انجاميد، سريع تر آزمايش كنند. نه تنها در زمينه ساخت نيروگاه هاي جديد كه دربسياري زمينه هاي ديگر مهندسي نيز، مي توان از اين فناوري سود جست.
طرح هاي جديد براي مجتمع هاي نيروگاهي مي بايد به طورسنتي در انواع مقياس ها ساخته مي شدند تا امكان آزمايش روي آنها فراهم مي شد. اين فرآيند نيازمند صرف هزينه و زمان بسياري است. اين روش، محدوديت هاي عملي و اجرايي فراروي ايده هاي خلاقانه و نوگرا مي گذارد. هدف سيستم مهندسي مجازي اين است كه به طراحان نسل بعد نيروگاه ها اجازه دهد فناوري هاي روز آمد را آزمايش كنند و توسعه دهند. نيروگاه هايي مانند نيروگاه هايي مانند نيروگاهاي هواپاك، شكاركننده كربن و نيروگاه هاي استخراج هيدروژن از زغال سنگ، پيش از اجرا مي توانند طراحي و آزمايش شوند. وزارت انرژي درنظر دارد با كاهش دوره طراحي و افزايش سرعت ساخت نيروگاه ها و به بهره برداري رساندن آنها، هرچه سريع تر نسل جديد نيروگاه ها را بسازد. اين سامانه را پژوهشگران آزمايشگاه مليAmes در دانشگاه ايالتي آيوا، دانشگاه كارنگي ملون و شركاي صنعتي پروژه از جملهReaction Engineering Int, Fluent Inc توليدكرده اند.
پژوهشگران در مركز كاربري حقيقت مجازي در دانشگاه آيوا مدل هاي محاسباتي را با مشاهده چشمي و ابزار مجازي با قابليت بر هم كنشي همراه مي سازند تا امكان تحقيق و اعمال تغييرات هم زمان روي طرح هاي پيشنهادي وجود داشته باشد. اين ابزار مهندسان را قادر مي سازد كه سامانه ها و اجزاي آنها را درفضاي مجازي طراحي كنند، تغييردهند و عيب يابي كنند، درست مانند هنگامي كه با اجزاي واقعي كار مي كنند. اجزاي جديدي در نيروگاه ها قرارداده خواهند شد و كارآيي آنها آزمايش خواهد شد، بدون اين كه به ساخت مدل هاي فيزيكي نياز باشد. اجزاي سامانه در زمان(real time) بدون اين كه نيازي به مدل سازي و آناليز دوباره مدل ها باشد، قابل اصلاح و بهينه سازي هستند.
طراح يكVisual Interface دراختيار خواهد داشت كه همانند يك نيروگاه حقيقي براي استفاده بهينه مهندسان ساخته شده و مزيت هايي به آن افزوده شده است. ابعاد نيروگاه مجازي مدل سازي شده را مي توان دراندازه هاي گوناگون تنظيم كرد. مهندس طراح قادر خواهد بود درنيروگاه مجازي قدم بزند، كاركرد آن را تماشا كند، به درون *****هاي تميزكننده گام بگذارد، يا بر تكه اي زغال سوار شود و مسير آن را درون نيروگاه بپيمايد.
اين ابزار زمان توليد را پايين مي آورند و طراحي مهندسي و كيفيت توليدات را بهبود مي بخشند. هسته دست يابي به اين مزيت ها افزودن شبيه سازي محاسباتي عددي با درنظرگرفتن تمام جزئيات Numerical Simulations و در دسترس بودن اجزاي طراحي شده در طرح مجازي است.
نرم افزار به گروه مهندسي اجازه مي دهد كه شكل، اندازه، شرايط كاري و ديگر ويژگي هاي تجهيزات موجود دريك نيروگاه را تغيير دهند و اثر اين تعميرات را برعملكرد نيروگاه را مشاهده و بررسي كنند. براي مثال، اگر مهندسي بخواهد ويژگي هاي عملكردي يك كوره زغال سنگ سوز را با تنظيم پارامترهاي نازل(قطر، زاويه، طول و...)تغيير دهد، مي تواند با اعمال اين تغييرات برنحوه تزريق دوغاب اكسيژن و زغال سنگ بدون كوره اثر بگذارد، آنگاه سامانه مهندسي مجازي تعيين خواهد كرد كه اين تغيير چه اثري بر تركيبات گازمصنوعي توليد شده درنيروگاه خواهد گذارد، درضمن محاسبه هم زمان بازده و هزينه نيز، شدني است. تقريباً تمام زاويه هاي شبيه سازي(Simulation) نيروگاه، به لحاظ طراحي، ساخت و يا نگهداري را پوشش مي دهد. شبيه سازهاي نفتي، فرآينديoff-line محسوب مي شوند و محاسبات و آناليز داده ها درآنها پيش تر انجام شده است. زمان تكرار هرآزمايش مجازي مي تواند از يك روز تا چند هفته به طول بينجامد. برپايه تصميم گيري مهندسي و نتايج شبيه سازي هاي پيشين، فرآيند آماده سازي يك نرم افزار شبيه سازي با اعمال تغييرات كوتاه مدت، زمان بسياري به درازا خواهد كشيد. سپس نتايج مدل هاي محاسباتي دراختيار ساير مهندسان،گروه طراحي و مديريت قرار مي گيرد. حتي اگر ابزارهاي آناليز سه بعدي به كار گرفته شوند، باز هم حضور گروه طراحي در فرآيند ناپيوسته خواهد بود، زيرا آنها تنها هنگامي مي توانند فعالانه درفرآيند طراحي شركت كنند كه نتايج محاسبات تكميل، بازبيني و تصحيح شده باشند.
به دليل اين كه اين فرآيند ذاتاً زمانبر است، محاسبات سيالاتي و انتقال حرارتي معمولاً نزديك به زمان پايان فرآيند طراحي استفاده مي شوند تا ديدگاه بهتري به طراحان بدهند، حال آن كه اين محاسبات خود مي توانند مبناي طرح هاي جديد قرار گيرند. به دليل اين كه تغييرات بنيادين به هنگام انجام فرآيند طراحي پرهزينه اند، تأثير مدل سازي تحليلي محاسباتي برجزئيات طرح نهايي اندك است؛ از اين رو روند سنتي، توان طراحي on-line را ندارد. طراحي برهم كنشي (Collaboratire) كه درآن مهندس، روند پويايي را براي طراحي درپيش مي گيرد، نيازمند كسب درك آني از عملكرد طبيعي كار نيروگاه است. روند قديمي همچنين اجازه كاوش درباره پرسش هاي مهندسان، طراحان و مديران را نمي دهد. اين شيوه كار تعداد راه حل هاي فراروي گروه هاي طراحي را محدود و خلاقيت در روند طراحي را ضعيف مي كند. پرسش هايي همچون «چه مي شد اگر» كه از اركان اساسي طراحي است، زياد پرسيده نمي شود.
مهندسي مجازي با آفريدن فضاي كاري مجازي و ارتقاي بسياري از فناوري هاي محاسباتي پيچيده همچون مهندسي و طراحي به كمك رايانه(CAD)، ديناميك تحليلي سيالات، آناليز المان محدود، محاسبات پرسرعت، كنترل فرآيند هوشمند، مديريت اطلاعات و تجهيزات واقعيت مجازي پيشرفته، راهي براي چيرگي بر مشکلات طراحي مي جويد. اين محيط کار مهندسي تمام فعاليت هاي نيروگاهي، نتايج تحليلي، مدل هاي اقتصادي و هر گونه اطلاعات کيفيتي و کميتي را که براي فرآيند طراحي مهندسي لازم است، در بر مي گيرد.
اين محدوده وسيع از اطلاعات و توانمندي ها، تمام متوليان را قادر مي سازد که به طور کامل و با فهم عميق تر و دقيق تر، تحليل ها و نتايج را بررسي و بيشترين بهره را از همين نتايج برداشت کنند و راهکارهاي مهندسي نوآورانه تري را به بوته آزمايش بگذارند.
تکنيک هاي مهندسي مجازي نيازمند گردآوري اطلاعات از منابعي گوناگون است که تمام مراحل تولد تا مرگ يک نيروگاه را بررسي مي كنند و از آن پس، قضاوت مهندسي و تجربه را با هم در مي آميزند تا اطلاعات خام را به دانشي کاربردي تبديل كنند. اطلاعات اگر به گونه اي مؤثر به بشر عرضه شوند، امکان تحليل الگوهاي پيچيده، ساخت فرصت هاي نو و آناليز فرآيندهاي جانشين را در اختيار او مي گذارند. با عجين ساختن برنامه هاي شبيه سازي، نقشه هاي با اندازه هاي دقيق و محصولات بينايي مجازي با دقت بالا مي توان بازرسي شبيه به بازرسي با حضور فيزيکي در محل را شبيه سازي کرد. در چنين محيطي، افرادي با رشته هاي تحصيلي متفاوت اما با هدفي مشترک، امکان همکاري دو جانبه دارند. اين همکاري منشأ فرصت هاي بي نظيري براي بهينه سازي طرح، رويارويي با موارد پيش بيني نشده و ارتقاي توانمندي حل مسائل خواهد بود.
براي همراه ساختن تمام اين بخش ها در يک محيط آشنا و طبيعي، نياز به نرم افزاري بسيار توانمند است. گروه پژوهشي مهندسي مجازي دانشگاه ايالتي آيوا، اين نرم افزار را ساخته است. ابزار مهندسي مجازي آن کيت VE-Suite است که از سه موتور نرم افزاري اصلي VE-Xplore، VE-CE و VE-Conductor تشکيل شده است که وظيفه انتقال داده ها از مهندسي طراح به اجزاي مجازي را برعهده دارند.
VE-CE وظيفه سينکرونيزه کردن داده ها در ميان تحليل هاي متفاوت، مدل هاي فرآيندها و موتور نرم افزار را برعهده دارد. VE-Xplore محيط تصميم گيري است و به مهندس طراح اجازه مي دهد که با مدل هاي تجهيزات در يک محيط مجازي کار کند. VE-Conductor سازكار کنترلي مهندسي براي کنترل مدل ها و ديگر اطلاعات خواهد بود. با يک استاندارد Open-Source، VE-Open به نرم افزار VE-Suite اين امکان داده مي شود که مهندس طراح و ديگر متوليان به تمام اطلاعات نيروگاه مجازي دسترسي داشته باشند. هدف اصلي از به کارگيري VE-Suite توانمند کردن کاربران براي به کارگيري اجزاي (نيروگاه) و مدل هاي گرافيکي دوبعدي و سه بعدي آنها براي طراحي قطعات و اجزاي جديد در نيروگاه است.
محاسباتي که مي بايد به دقت در طراحي نيروگاه ها به کار گرفته شوند، مربوط به جريان سيال، انتقال جرم، حرارت و واکنش هاي شيميايي اثرگذار بر عملکرد نيروگاه هستند؛ از اين رو مي توان اميدوار بود که نيروگاه هايي با خروجي گازهاي آلاينده نزديک به صفر، درآينده اي نزديک توليد شوند.

[ریپورتر]

نيروگاههاي هسته اي

بخش اول

نيروگاههاي هسته اي حدود 17 درصد برق را تأمين مي کنند برخي کشورها براي توليد نيروي الکتريکي خود، وابستگي بيشتري به انرژي هسته اي دارند. براساس آمار آژانس انرژي اتمي، 75 درصد برق کشور فرانسه در نيروگاههاي هسته اي توليد مي شود و در ايالات متحده، نيروگاههاي هسته اي 15 درصد برق را تأمين مي کنند. بيش از چهارصد نيروگاه هسته اي در سراسر دنيا وجود دارد که بيش از يکصد عدد آنها در ايالات متحده واقع شده است. يک نيروگاه هسته اي بسيار شبيه به يک نيروگاه سوخت فسيلي توليد کننده انرژي الکتريکي است و تنها تفاوتي که دارد، منبع گرمايي توليد بخار است. اين وظيفه در نيروگاه هسته اي برعهده رآکتور هسته اي است.
رآکتور هسته اي
همه رآکتورهاي هسته اي تجاري از طريق شکافت هسته اي گرما توليد مي کنند. همانطور که مي دانيد، شکافت اورانيوم نوترون هاي زيادي آزاد مي کند، بيشتر از آنکه لازم باشد. اگر شرايط واکنش مساعد باشد فرآيند به طور خود به خودي انجام مي شود و يک زنجيره از شکافت هاي هسته اي به وجود مي آيد. نوترونهايي که از فرآيند شکافت آزاد مي شوند، بسيار سريعند و هسته هاي ديگر نمي توانند آنها را به راحتي جذب کنند. از اين رو در اکثر رآکتورها قسمتي به نام کند کننده نوترون وجود دراد که در آن از سرعت نوترونها کاسته مي شود و در نتيجه نوترونها به راحتي جذب مي شوند. چنين نوترونهايي آن قدر کند مي شوند تا با هسته راکتور به تعادل گرمايي برسند. نام گذاري اين نوترونها به نوترونهاي گرمايي يا نوترونهاي کند هم از همين رو است.
مقدار انرژي گرمايي که در يک رآکتور پارامتر بحراني است و با کنترل آن مي توان رآکتور را در حالت عادي نگاه داشت. اين کار با تنظيم تعداد ميله هاي کنترل درون رآکتور صورت مي گيرد. ميله کنترل از مواد جذب کننده نوترون ساخته شده است و با افزايش يا کاهش جذب نوترون، مي توان گسترش واکنش زنجيره اي را کاهش يا افزايش داد. البته با استفاده از کند کننده هاي نوترون يا تغيير دادن نحوه قرار گيري ميله هاي سوخت هم مي توان انرژي خروجي رآکتور را کنترل کرد.

طراحي يک رآکتور
رآکتورهاي هسته اي براي انجام واکنش هاي هسته اي در مقياس وسيع طراحي مي شوند. گرما، اتمهاي جديد و تابش بسيار شديد نوترون، محصولات واکنش انجام شده در رآکتور هستند و بسته به استفاده اي که از رآکتور مي شود، از يکي از محصولات استفاده مي شود. در يک نيروگاه هسته اي توليد برق از انرژي گرمايي توليد شده براي چرخاندن توربين و درنهايت توليد انرژي الکتريکي استفاده مي شود. در برخي رآکتورهاي نظامي و آزمايشي بيشتر از باريکه نوترون پر انرژي استفاده مي شود تا مواد ساده را به عناصر کم ياب و جديدي تبديل کنند.
هدف از رآکتور هر چه باشد، براي به دست آوردن اين محصولات لازم است يک واکنش هسته اي زنجيره اي به طور پيوسته ادامه يابد. براي ادامه يک واکنش زنجيره اي هم رآکتور بايد در حالت بحراني يا فوق بحراني قرار داشته باشد. کند کننده و وسيله کنترل در فراهم آوردن چنين شرايطي نقش بسيار مهمي برعهده دارند.
رآکتوري که از کند کننده استفاده مي کند، رآکتور گرمايي يا رآکتور کند ناميده مي شود. اين رآکتورها با توجه به نوع کند کننده اي که مورد استفاده قرار مي گيرد طبقه بندي مي شوند. آب معمولي ( آب سبک )، آب سنگين و گرافيت، مواد رايج کند کننده هستند. البته گرافيت مشکلات فراواني را به وجود مي آورد و بسيار خطرآفرين است، مانند حادثه انفجار چرنوبيل يا آتش سوزي وانيدسکيل.
رآکتورهايي که از کند کننده ها استفاده نمي کنند، رآکتورهاي سريع خوانده مي شوند. در اين نوع رآکتورها فشار ذرات نوترون بسيار بالا است و از اين رو مي توان برخي واکنش هاي هسته اي را در آنها انجام داد که ترتيب دادن آنها در رآکتور کند بسيار مشکل است. شرايط خاصي که در رآکتورهاي سريع وجود دارد، سبب مي شود بتوان هسته اتم توريوم و برخي ايزوتوپ هاي ديگر را به سوخت هسته اي قابل استفاد تبديل کرد. چنين رآکتوري مي تواند سوختي بيش از حد نياز خود را توليد کند و به همين دليل به آن رآکتور سوخت ساز هم گفته مي شود.

در همه رآکتورها، قلب رآکتور که دماي بسيار زيادي دارد بايد خنک شود. در يک نيروگاه هسته اي، سيستم خنک ساز به نوعي طراحي مي شود که از گرماي آزاد شده به بهترين شکل ممکن استفاده شود. در اغلب اين سيستمها از آب استفاده مي شود. اما آب نوعي کند کننده هم محسوب مي شود و از اين رو نمي تواند در رآکتورهاي سريع مورد استفاده قرار گيرد. در رآکتورهاي سريع از سديم مذاب يا نمک هاي سديم استفاده مي شود و دماي عملياتي خنک ساز بالاتر است. در رآکتورهايي که براي تبديل مورد طراحي شده اند، به راحتي گرماي آزاد شده را در محيط آزاد مي کنند.
در يک نيروگاه هسته اي، رآکتور کند منبع آب را گرم مي کند و آن را به بخار تبديل مي کند. بخار آب توربين بخار را به حرکت در مي آورد ، توربين نيز ژنراتور را مي چرخاند و به اين ترتيب انرژي توليد مي شود. اين آب و بخار آن در تماس مستقيم با راکتور هسته اي است و از اين رو در معرض تابش هاي شديد راديواکتيو قرار مي گيرند. براي پيشگيري از هر گونه خطر مرتبط با اين آب راديواکتيو، در برخي رآکتورها بخار توليد شده را به يک مبدل حرارتي ثانويه وارد مي کنند و از آن به عنوان يک منبع گرمايي در چرخه دومي از آب و بخار استفاده مي کنند. بدين ترتيب آب و بخار راديواکتيو هيچ تماسي با توربين نخواهند داشت.

انواع رآکتورهاي گرمايي
در در رآکتورهاي گرمايي علاوه برکند کننده، سوخت هسته اي ( ايزوتوپ قابل شکافت القايي)، مخزن بخار و لوله هاي منتقل کننده آن، ديواره هاي حفاظتي و تجهيزات کنترل و مشاهده سيستم رآکتور نيز وجود دارند. البته بسته به اين که اين رآکتورها از کانالهاي سوخت فشرده شده، مخزن بزرگ بخار يا خنک کننده گازي استفاده کنند، مي توان آنها را به سردسته تقسيم کرد.
الف – کانالهاي تحت فشار در رآکتورهاي rbmk و candu استفاده مي شوند و مي توان آنها را در حال کارکردن رآکتور، سوخت رساني کرد.
ب – مخزن بخار پرفشار داغ، رايج ترين نوع رآکتور است و در اغلب نيروگاههاي هسته اي و رآکتورهاي دريايي ( کشتي، ناوهواپيمابر يا زيردريايي ) از آن استفاده مي شود. اين مخزن مي تواند به عنوان لايه حفاظتي نيز عمل کند.
ج – خنک سازي گازي: در اين رآکتورها به جاي آب، از يک سيال گازي شکل براي خنک کردن رآکتور استفاده مي شود. اين گاز در يک چرخه گرمايي با منبع حرارتي راکتور قرار مي گيرد و معمولاً از هليوم براي آن استفاده مي شود، هر چند که نيتروژن و دي اکسيد کربن نيز کاربرد دارند. در برخي رآکتورهاي جديد، رآکتور به قدري گرما توليد مي کند که گاز خنک کن مي تواند مستقيما يک توربين گازي را بچرخاند، در حالي که در طراحي هاي قديمي تر گاز خنک کن را به يک مبدل حرارتي مي فرستادند تا در يک چرخه ديگر، آب را به بخار تبديل کند و بخار داغ، يک توربين بخار را بگرداند.

بقيه اجزاي نيروگاه هسته اي
غير از رآکتور که منبع گرمايي است، تفاوت اندکي بين نيروگاه هسته اي و يک نيروگاه حرارتي توليد برق با سوخت فسيلي وجود دارد.
مخزن بخار تحت فشار معمولا درون يک ساختمان بتوني تعبيه مي شود که اين ساختمان به عنوان يک سد حفاظتي در برابر تابش راديواکتيو عمل مي کند. اين ساختمان هم درون يک مخزن بزرگتر فولادي قرار مي گيرد. هسته رآکتور و تجهيزات مرتبط با آن درون اين مخزن فولادي قرار گرفته اند و کارکنان مي توانند راکتور را تخليه يا سوخت رساني کنند. وظيفه اين مخزن فولادي، جلوگيري از نشت هر گونه گاز يا مايع راديواکتيو از درون سيال است.
در نهايت اين مخزن فولادي هم به وسيله يک ساختمان بتوني خارجي محافظت مي شود. اين ساختمان به قدري محکم است که در برابر اصابت يک هواپيماي جت مسافربري ( مشابه حادثه يازده سپتامبر ) هم تخريب نمي شود. وجود اين ساختمان حفاظتي دوم براي جلوگيري از انتشار مواد راديواکتيو در اثر هرگونه نشت از حفاظ اول ضروري است. در حادثه انفجار چرنوبيل، فقط يک ساختمان حفاظتي وجود داشت و همان موجب شد موادراکتيو در سطح اروپا پخش شود.

رآکتورهاي هسته اي طبيعي
در طبيعت هم مي توان نشانه هايي از رآکتور هسته اي پيدا کرد، البته به شرطي که تمام عوامل مورد نياز به طور طبيعي در کنار هم قرار گرفته باشند. تنها نمونه شناخته شده يک رآکتور هسته اي طبيعي دو ميليارد سال پيش در منطقه اوکلو در کشور گابون ( قاره آفريقا ) فعاليتش را آغاز کرده است. البته ديگر چنين رآکتورهايي روي زمين شکل نمي گيرند، زيرا واپاشي راديواکتيو اين مواد ( به خصوص u-235 ) در اين زمان طولاني 5/4 ميليارد ساله ( سن زمين )، فراواني u-235 را در منابع طبيعي اين رآکتورها بسيار کاهش داده است، به طوري که مقدار آن به پايين تر از حد مورد نياز آغاز يک واکنش زنجيره اي رسيده است.
اين رآکتورهاي طبيعي زماني شکل گرفتند که معادن غني از اورانيوم به تدريج از آب زيرزميني يا سطحي پر شدند. اين آب به صورت کند کننده عمل کرد و واکنش هاي زنجيره اي شديدي به وقوع پيوست. با افزايش دما، آب کند کننده بخار مي شد و رآکتور خاموش شد. پس از مدتي، اين بخارها به مايع تبديل مي شدند و دوباره رآکتور به راه مي افتاد. اين سيستم خودکار و بسته، يک رآکتور را کنترل مي کرد و براي صدها هزار سال، اين رآکتور را فعال نگاه مي داشت.
مطالعه و بررسي اين رآکتورهاي هسته اي طبيعي بسيار ارزشمند است، زيرا مي تواند به تحليل چگونگي حرکت مواد راديواکتيو در پوسته زمين کمک کند. اگر زمين شناسان بتوانند را از اين حرکت ها را شناسايي کنند، مي توانند راه حل هاي جديدي براي دفن زباله هاي هسته اي پيدا کنند تا روزي خداي ناکرده، اين ضايعات خطرناک به منابع آب سطح زمين نشت نکنند و فاجعه اي بشري به بار نياورند

[ریپورتر]

نیروگاه هسته ای
بخش دوم


انواع رآکتورهاي گرمايي
الف – کند سازي با آب سبک:
a- رآکتور آب تحت فشار Pressurized Water Reactor(PWR)
b- رآکتور آب جوشان Boiling Water Reactor(BWR)
c- رآکتور D2G

ب- کند سازي با گرافيت:
a- ماگنوس Magnox
b- رآکتور پيشرفته با خنک کنندي گازي Advanced Gas-Coaled Reactor (AGR)
c- RBMK
d- PBMR

ج – کند کنندگي با آب سنگين:
a – SGHWR
b – CANDU

رآکتور آب تحت فشار، PWR
رآکتور PWR يکي از رايج ترين راکتورهاي هسته اي است که از آب معمولي هم به عنوان کند ساز نوترونها و هم به عنوان خنک ساز استفاده مي کند. در يک PWR، مدار خنک اوليه از آب تحت فشار استفاده مي کند. آب تحت فشار، در دمايي بالاتر از آب معمولي به جوش مي آيد، از اين دوچرخه خنک ساز اوليه را به گونه اي طراحي مي کنند که آب با وجود آنکه دمايي بسيار بالا دارد، جوش نيايد و به بخار تبديل نشود. اين آب داغ و تحت فشار در يک مبدل حرارتي، گرما را به چرخه دوم منتقل ميکند که يک نوع چرخه بخار است و از آب معمولي استفاده مي کند. دراين چرخه آب جوش مي آيد و بخار داغ تشکيل مي شود، بخار داغ يک توربين بخار را مي چرخاند، توربين هم يک ژنراتور و در نهايت ژنراتور، انرژي الکتريکي توليد مي کند.
PWR به دليل دارابودن چرخه ثانويه با BWR تفاوت دارد. از گرماي توليدي در PWR به عنوان سيستم گرم کننده درنواحي قطبي نيز استفاده شده است. اين نوع رآکتور، رايج ترين نوع رآکتورهاي هسته اي است و در حال حاضر، بيش از 230 عدد از آنها در نيروگاههاي هسته اي توليد برق و صدها رآکتور ديگر براي تأمين انرژي تجهيزات دريايي مورد استفاده قرار مي گيرند.
خنک کننده
همان طور که مي دانيد، برخورد نوترونها با سوخت هسته اي درون ميله هاي سوخت، موجب شکافت هسته اتمها مي شود و اين فرآيند هم به نوبه خود، گرما و نوترونهاي بيشتري آزاد مي کند. اگر اين حرارت آزاد شده منتقل نشود، ممکن است ميله هاي سوخت ذوب شوند و ساختار کنترلي رآکتور از بين برود ( و البته خطرهاي مرگ آوري که به دنبال آن روي مي دهند. ) در PWR، ميله هاي سوخت به صورت يک دسته در ساختاري، ترسيمي قرار گرفته اند و آب از کف رآکتور به بالا جريان پيدا مي کند. آب از ميان اين ميله هاي سوخت عبور مي کند و به شدت گرم مي شود، به طوري که به دماي 325 درجه سانتي گراد مي رسد. درمبدل حرارتي، اين آب داغ موجب داغ شدن آب در چرخه دوم مي شود و بخاري با دماي 270 درجه سانتي گراد توليد مي کند تا توربين را بچرخاند.

کند کننده
نوترونهاي حاصل از يک شکافت هسته اي بيش از آن حدي گرمند که بتوانند يک واکنش شکافت هسته اي را آغاز کنند. انرژي آنها را بايد کاهش داد تا با محيط اطراف خود به تعادل گرمايي برسند. محيط اطراف نوترونها ( قلب رآکتور ) دمايي در حدود 450 درجه سانتي گراد دارد.
در يک PWR، نوترونها در پي برخورد با مولکولهاي آب خنک ساز، انرژي جنبشي خود را از دست مي دهند؛ به طوري که پس از 8 تا 10 برخورد ( البته به طور متوسط ) با محيط هم دما مي شوند. در اين حالت، احتمال جذب نوترونها از سوي هسته U-235 بسيار زياد است ودر صورت جذب، بالافاصله هسته U-236 جديد دچار شکافت مي شود.
مکانيسم حساسي که هر رآکتور هسته اي را کنترل مي کند، سرعت آزاد سازي نوترونها در طول يک فرآيند شکافت است به طور متوسط از هر شکافت، دونوترون و مقدار زيادي انرژي آزاد مي شود. نوترونهاي آزاد شده اگر با هسته U-235 ديگري برخورد کنند، شکافت ديگري را سبب مي شوند و در نهايت يک واکنش زنجيره اي روي مي دهد. اگر تمام اين نوترونها در يک لحظه آزاد شوند، تعدادشان به قدري زياد مي شود که باعث ذوب شدن راکتور خواهد شد. ( تعداد ذرات پر انرژي، دماي يک سيستم را تعيين مي کند. معادله بوتنرمن، اين ارتباط را توصيف مي کند. ) خوشبختانه برخي از اين نوترونها پس از يک بازه زماني نه چندان کوتاه ( حدود يک دقيقه ) توليد مي شوند و سبب مي شوند ديگر عوامل کنترل کننده از اين تاخير زماني استفاده کرده، اثر خود را داشته باشند.
يکي از مزيت هاي استفاه از آب در PWR، اين است که اثر کند سازي آب با افزايش دما کاهش مي يابد. در حالت عادي، آب در فشار 150 برابر فشار يک اتمسفر قرار دارد ( حدود 15 مگا پاسکال ) و در قلب رآکتور به دماي 325 درجه سانتي گراد مي رسد. درست است که آب با فشار پانزده مگا پاکسال در اين دما جوش نمي آيد، ولي به شدت از خاصيت کند کنندگي اش کاسته مي شود، بنابراين آهنگ واکنش شکافت هسته اي کاهش مي يابد، حرارت کمتري توليد مي شود و دما پايين مي آيد. دما که کاهش يابد، توان رآکتور افزايش مي يابد و دما که افزايش يابد توان راکتور کاهش مي يابد؛ پس خود سيستم PWR داراي يک سيستم خود تعادلي در رآکتور است و تضمين مي کند توان رآکتور در کمترين ميزان مورد نياز براي تأمين گرماي سيستم بخار ثانويه است.
در اغلب رآکتورهاي PWR، توان رآکتور را در دوره فعاليت معمولي با تغييرات غلظت بورون ( در شکل اسيد بوريک ) در چرخه خنک کننده اوليه کنترل اوليه کنترل مي کنند سرعت جريان خنک کننده اول در رآکتورهاي PWR معمولي ثابت است. بورون يک جذب کننده قوي نوترون است و با افزايش يا کاهش غلظت آن، مي توان شدت فعاليت راکتور را کاهش يا افزايش داد. براي اين کار، يک سيستم کنترلي پيچيده شامل پمپ هاي فشار بالا که آب را در فشار 15 مگا پاسکال از چرخه خارج مي کند، تجهيزات تغيير غلظت اسيد بوريک و تزريق مجدد آب به چرخه خنک ساز مورد نياز است.
يکي از اشکالات راکتورهاي شکافت، اين است که حتي پس از توقف واکنش شکافت، هنوز هم واپاشي هاي راديواکتيوي انجام مي شود و حرارت زيادي آزاد مي شود که مي تواند راکتور را ذوب کند. البته سيستم هاي حفاظتي و پشتيباني متعددي براي جلوگيري از اين واقعه وجود دارند، با اين حال ممکن است در اثر پيچيدگي هاي اين سيستم، برهمکنش هاي پيش بيني نشده يا خطاهاي عملياتي مرگ آفريني در شرايط اضطراري روي دهند. در نهايت، هر رآکتور با يک حفاظ ساختماني بتوني احاطه شده است که آخرين سد در برابر تشعشعات راديواکتيو است.

رآکتور آب جوشان، BWR
در رآکتور آب جوشان، از آب سبک استفاده مي شود. آب سبک، آبي است که در آن فقط هيدروژن معمولي وجود دارد. ) BWR اختلاف زيادي با رآکتور آب تحت فشار ندارد، غير از اينکه در BWR فقط يک چرخه خنک کننده وجود دارد و آب مستقيما در قلب راکتور به جوش مي آيد. فشار آب در BWR کمتر از PWR است، به طوري که در بيشترين مقدار به 75 برابر فشار جو مي رسد ( 5/7 مگا پاسکال ) و بدين ترتيب آب در دماي 285 درجه سانتي گراد به جوش مي آيد.
رآکتور BWR به شکلي طراحي شده که بين 12 تا 15 درصد آب درون قلب رآکتور به شکل بخار در قسمت بالاي آن قرار مي گيرد. بدين ترتيب عملکرد بخش بالايي و پاييني هسته رآکتور با هم تفاوت دارند. در بخش بالايي قلب رآکتور، کند سازي کمتري صورت مي گيرد و در نتيجه بخش بالايي کمتر است.
در حالت کلي دو مکانيسم براي کنترل BWR وجود دارد: استفاده از ميله هاي کنترل و تغيير جريان آب درون راکتور.
الف – بالا بردن يا پايين آوردن ميله هاي کنترل، روش معمولي کنترل توان رآکتور در حالت راه اندازي رآکتور تا رسيدن به 70 درصد حداکثر توان است. ميله هاي کنترل حاوي مواد جذب کننده نوترون هستند؛ در نتيجه پايين آوردن آنها موجب افزايش جذب نوترون در ميله ها، کاهش جذب نوترون در سوخت و درنهايت کاهش آهنگ شکافت هسته اي و پايين آمدن توان رآکتور مي شود. بالا بردن ميله هاي سوخت دقيقاً نتيجه معکوس مي دهد.
ب – تغييرات جريان آب درون رآکتور، زماني براي کنترل رآکتور مورد استفاده قرار مي گيرد که راکتور بين 70 تا صد درصد توان خود کار مي کند. اگر جريان آب درون رآکتور افزايش يابد، حباب هاي بخار در حال جوش سريع تر از قلب راکتور خارج مي شوند و آب درون قلب رآکتور بيشتر مي شود. افزايش مقدار آب به معني افزايش کندسازي نوترون و جذب بيشتر نوترونها از سوي سوخت است و اين يعني افزايش توان راکتور. با کاهش جريان آب درون رآکتور، حباب ها بيشتر در رآکتور باقي مي مانند، سطح آب کاهش مي يابد و به دنبال آن کندسازي نوترونها و جذب نوترون هم کاهش مي يابد و در نهايت توان رآکتور کاهش مي يابد.
بخار توليد شده در قلب رآکتور از شيرهاي جدا کننده بخار و صفحات خشک کن ( براي جذب هر گونه قطرات آب داغ ) عبور مي کند و مستقيماً به سمت توربين هاي بخار که بخشي از مدار رآکتور محسوب مي شوند، مي رود. آب اطراف رآکتور همواره در معرض تابش و آلودگي راديواکتيو است و از آنجا که توربين هم در تماس مستقيم با اين آب است، بايد پوشش حفاظتي داشته باشد. اغلب آلودگي هاي درون آب عمر کوتاهي دارند ( مانند N16 که بخش اعظم آلودگي هاي آب را تشکيل مي دهد و نيمه عمرش تنها 7 ثانيه است )، بنابراين مدت کوتاهي پس از خاموش شدن رآکتور مي توان به قسمت توربين وارد شد.
در رآکتور BWR، افزايش نسبت بخار آب به آب مايع درون رآکتور موجب کاهش گرماي خروجي مي شود. با اين حال، يک افزايش ناگهاني در فشار بخار، سبب بروز يک کاهش ناگهاني در نسبت بخار به آب مايع درون رآکتور مي شود که خود، سبب افزايش توان خروجي مي شود. اين شرايط و ديگر حالت هاي خطرساز، موجب شده است از سيستم کنترلي اسيد بوريک ( بورون ) نيز استفاده شود، بدين شکل که در سيستم پشتيبان خاموش کننده اضطراري، محلول اسيد بوريک با غلظت بالا به چرخه خنک کننده تزريق مي شود. خوبي اين سيستم اين است که اسيد اوريک، يک خورنده قوي است و معمولا در PWR سبب مي شود تلفات ناشي از خوردگي قابل توجه باشد. در بدترين شرايط اضطراري که تمام سيستم هاي امنيتي از کار افتاد، هر رآکتور به وسيله يک ساختمان حفاظتي از محيط اطراف جدا شده است. در يک رآکتور BWR جدي، حدود 800 دسته واحد سوخت قرار مي گيرد و در هر دسته بين 74 تا 100 ميله سوخت قرار مي گيرد. اين چنين حدود 140 تن اورانيوم در قلب رآکتور ذخيره مي شود.

• رآکتور D2G
رآکتور هسته اي D2G را مي توان در تمام ناوهاي دريايي ايالات متحده مي توان پيدا کرد. D2G مخفف عبارت زيراست:
رآکتور ناو جنگي D=Destroyer-sized reactor
نس دوم 2=Second Geneation
ساخت جنرال الکتريک G= General – Electric built
بدين ترتيب، D2G را مي توان مخفف اين عبارت دانست: رآکتور هسته اي نسل دوم ويژه ناوهاي جنگي ساخت جنرال الکتريک. اين رآکتور براي توليد حداکثر 150 مگا وات انرژي الکتريکي و عمر مفيد 15 سال مصرف معمولي طراحي شده است.
در اين رآکتور، براي مخزن بخار دو رآکتور وجود دارد و طوري طراحي شده که بتوان هر دو اتاق توربين را با يک رآکتور به راه انداخت. اگر هر دو رآکتور فعال باشند، ناو به سرعت 32 گره مي رسد. اگر يک رآکتور فعال باشد و توربين ها متصل به هم باشند، سرعت ناو به 25 تا 27 گره خواهد رسيد و اگر فقط يک رآکتور فعال باشد ولي توربين ها جدا باشند، سرعت فقط 15 گره خواهد بود.

[ریپورتر]

با توجه به ارتیاط تنگاتنگ مقوله انرژی با تولید نیرو
کتاب مرجع انرژی رو براتون میزارم
دانلود (http://rapidshare.com/files/32525920/gigapedia__0881735420.rar)



مدیریت: Unknow Password

[ریپورتر]

با اتاق کنترل نیروگاهها اشنا شوید


دانلود (http://www.4shared.com/file/118091779/baa5c758/Control-Room.html)





دانلود از سرور سایت (http://uc-njavan.ir/file/do.php?id=1375)

[ریپورتر]

مقاله ای درزمینه تاثیر سایش وارتعاش برشفتهای دوار

لینک دانلود (http://www.4shared.com/file/135328070/698803f1/Effects_of_Shaft_Rub_on_Bearing_Housing_Vibration. html)





دانلود از سرور سایت (http://uc-njavan.ir/file/do.php?id=1376)

[ریپورتر]

پایان نامه ای در رابطه با نیروگاههای گازی ..........البته بیشتر به گزارش کار آموزی می خوره تا پایان نامه ولی برای اشنایی با نیروگاه خوبه

http://quickbigfile.com/file.php?file=5395gas_t..doc (http://quickbigfile.com/file.php?file=5395gas_t..doc)





لینک دانلود معیوب است: مدیریت

[ریپورتر]

پروژه : سیستم های خنک کنندگی نیروگاه
فایل pdf
107 صفحه

http://quickbigfile.com/file.php?fil...ir,proje16.pdf (http://quickbigfile.com/file.php?file=4563power2.ir,proje16.pdf)





لینک دانلود معیوب است: مدیریت

[ریپورتر]

واحد های گازی v94.2

فایل pdf
65 صفحه
تهیه کننده:عباس عالی خانی
منبع :www.power2.ir (http://www.power2.ir/)

http://quickbigfile.com/file.php?fil...er2.ir,124.pdf (http://quickbigfile.com/file.php?file=2132power2.ir,124.pdf)





لینک دانلود معیوب است: مدیریت

[ریپورتر]

سمینار گزارش مشکلات و حوادث واحدهای v94.2 (http://quickbigfile.com/file.php?file=798power2.ir,70.pdf)

نیروگاه سیکل ترکیبی کازرون




لینک دانلود معیوب است: مدیریت

[ریپورتر]

معرفی وبررسی نقشه های نیروگاه نوتردام
با یه تیپ دیگه از نیروگاهها اشنا بشید

دانلود (http://www.nd.edu/~sea/resources/powerplant.ppt)




دانلود از سرور سایت (http://uc-njavan.ir/file/do.php?id=1377)

[ریپورتر]

Steam generator of the nuclear power plant Stade (KKS, Germany)

دانلود (http://www.iaea.org/OurWork/ST/NE/NEFW/IDN/Feinhals%20-%202.pdf)





دانلود از سرور سایت (http://uc-njavan.ir/file/do.php?id=1378)

[ریپورتر]

نیروگاه حرارتی (http://quickbigfile.com/file.php?file=4915power2.ir_,_proje5.pdf)


فایل پی دی اف
تعداد صفحه 260





لینک دانلود معیوب است: مدیریت

[ریپورتر]

نیروگاه گازی (توربین گاز مدل v94.2) (http://quickbigfile.com/file.php?file=9841power2.ir,49.rar)





لینک دانلود معیوب است: مدیریت

[ریپورتر]

سیستم های حفاظت قدرت (http://quickbigfile.com/file.php?file=447power2.ir,proje42.pdf)

تعداد صفحه 149




لینک دانلود معیوب است: مدیریت

[ریپورتر]

دانلود کتاب بسیار مفید نیروگاههای بخار
کتابی که به صورت تخصصی به نیروگاههای حرارتی پرداخته است


دانلود کنید
فایل های پیوست شدهhttp://www.noandishaan.com/forums/images/attach/rar.gifSTEAM POWER PLANTS - FOSSIL FUELED.rar (http://www.noandishaan.com/forums/attachment.php?attachmentid=1144&d=1279705595) (1.03 مگابایت, 38 نمایش)





مدیریت: Registered User

[ریپورتر]

اشنایی با سیستمهای الکتریکی نیروگاهها
فایلی مختصر ومفید درزمینه سیستمهای الکتریکی واجزای الکتریکال نیروگاه

دانلود (http://www.persiangig.com/pages/download/?dl=http://kavir3.persiangig.com/PowerPlants-Chapter6-ElectricalSystems.pdf)





دانلود از سرور سایت (http://uc-njavan.ir/file/do.php?id=1379)

[ریپورتر]

پروژه کارآموزی نیروگاه


http://www.box.net/shared/jx4it1qcl6 (http://www.box.net/shared/jx4it1qcl6)




دانلود از سرور سایت (http://uc-njavan.ir/file/do.php?id=1380)

[ریپورتر]

دانلود مجموعه مقالات کنفرانس نیروگاههای حرارتی وصنعت برق
لیست مقالاتی که برای دانلود ارائه شده اند
1. بررسي تاثير داكت برنر بر عملكرد بويلر بازياب و سيكل تركيبي
2. بررسي اثر ريكوپراتور بر راندمان سيكل توربين گاز و تعيين نرخ بازگشت سرمايه سيكل هاي
داراي ريكوپراتور
3. بررسي پديده ضربه قوچ وكاويتاسيون در توربو ماشين ها و راه هاي جلوگيري
?HP 4. كاربرد روش عمليات حرارتي تمپرينگ جهت اصلاح سختي درروتورهاي نيروگاهي
GEC ALSTHOM شركت T240- 5. آناليز تخريب فن خنك كاري ژنراتور مدل 370
6. تحليل شكست پره هاي فن خنك كن ژنراتور توربين گاز
7. پيشگيري و كاهش ريسك خوردگي سرد در بويلرهاي بازياب
8. تأثير ممانعت كننده هاي پاية پليمري بر كنترل خوردگي و رسوب در آبهاي خورنده
MS 9. آناليز تخريب سر شفت روتور توربين گاز هيتاچي مدل 5001
10 . روشهاي نگهداري و تعميرات پيشگيرانه در صنعت و مروري بر روشهاي مراقبت وضعيت
11 . كاربرد مانيتورينگ بلادرنگ عمر باقيمانده در سيستم نگهداري بويلر
12 . بررسي تركيب شيميايي، خواص خوردگي و علل تخريب پره هاي رديف اول توربين هاي گازي
FSX- از جنس سوپر آلياژ پايه كبالت 414
13 . طراحي هيدروليكي و بررسي ضربه قوچ سيستم خنك كن نيروگاه سيكل تركيبي نكا و مقايسه آن
AWWA- با استاندارد 45
14 . مدلسازي و تحليل تنش لوله هاي ورودي اصلي سيستم خنك كن نيروگاه سيكل تركيبي نكا
15 . مديريت تعميرات پيشگيرانه
16 . مفهوم اكسرژي وبررسي آن براي سيكل رانكين نيروگاه
17 . تعميرات دوره اي در واحد هاي صنعتي
18 . مطالعه موردي و متدولوژي تعيين وضعيت و برآورد عمر باقيمانده اجزاء يك بويلر 440 مگاواتي
19 . نگهداري و مراقبت از وضعيت ماشين آلات با استفاده از آناليز روغن
20 . مقايسه و بررسي انواع سطوح تقال حرارت و مواد مورد استفاده در صنعت ساخت ريكوپراتور
21 . توليد همزمان، شدت نياز به گرمايش، شدت نياز به بخار، شعاع اقتصادي
مجموعه مقالات را درادامه مطلب میتوانید دانلود کنید


دانلود مجموعه مقالات کنفرانس نیروگاههای حرارتی وصنعت برق

این مجموعه را ازلینک زیردریافت کنید


دانلود (http://www.4shared.com/file/j7cWiTJl/Maghalat.html)
پسورد: spow





دانلود از سرور سایت:



http://uc-njavan.ir/file/do.php?id=1381
http://uc-njavan.ir/file/do.php?id=1382

[Asghar2000]

کلیه لینک های سالم این بخش به سرور سایت منتقل شدند!!![cheshmak]

[mohamadaliv]

با توجه به ارتیاط تنگاتنگ مقوله انرژی با تولید نیرو
کتاب مرجع انرژی رو براتون میزارم
دانلود (http://njavan.com/forum/redirector.php?url=http%3A%2F%2Frapidshare.com%2Ff iles%2F32525920%2Fgigapedia__0881735420.rar)



مدیریت: Unknow Password

رمز عبور این فایل:
gigapedia