ما هي محطة الطاقة النووية: العمل وتطبيقاتها

الطاقة الحرارية في الطاقة النووية محطة توليد الكهرباء يمكن توليدها من خلال تفاعل نووي أو انشطار نووي. العناصر الثقيلة للانشطار النووي هي اليورانيوم / يتم تنفيذ الثوريوم داخل جهاز خاص يسمى المفاعل النووي. يمكن توليد كمية هائلة من الطاقة بسبب الانشطار النووي. الأجزاء المتبقية داخل المحطات النووية ، وكذلك المحطات الحرارية التقليدية ، هي نفسها. يولد انشطار 1 كجم من اليورانيوم طاقة حرارية تعادل الطاقة المولدة من خلال 4500 طن من الفحم عالي الجودة. هذا يقلل بشكل كبير من تكلفة نقل الوقود ، لذلك فهي فائدة كبيرة لهذه المحطات. يوجد في جميع أنحاء العالم رواسب ضخمة من الوقود ، وبالتالي ، يمكن لهذه المصانع توفير الطاقة الكهربائية بشكل مستمر لمئات السنين. محطات الطاقة النووية توليد 10٪ من الكهرباء من الكهرباء في العالم

ما هي محطة الطاقة النووية؟

تعريف: محطة توليد الكهرباء التي تستخدم لتسخين المياه لتوليدها بخار ، فيمكن استخدام هذا البخار في تدوير توربينات ضخمة لتوليد الكهرباء. تستخدم هذه المصانع الحرارة لتسخين المياه الناتجة عن الانشطار النووي. لذا فإن الذرات في الانشطار النووي سوف تنقسم إلى ذرات أصغر مختلفة لتوليد الطاقة. ال مخطط محطة الطاقة النووية هو مبين أدناه.

مبدأ عمل محطة الطاقة النووية

في محطة توليد الكهرباء ، يحدث الانشطار في المفاعل ويعرف منتصف المفاعل باسم اللب الذي يحتوي على وقود اليورانيوم ، ويمكن أن يتشكل هذا في كريات من سيراميك . كل حبيبة تولد 150 جالونًا من طاقة الزيت. يتم تكديس إجمالي الطاقة المتولدة من الكريات في قضبان وقود معدنية. تُعرف مجموعة من هذه القضبان بتجميع الوقود ، ويشتمل قلب المفاعل على العديد من مجموعات الوقود.

أثناء الانشطار النووي ، يمكن توليد الحرارة داخل قلب المفاعل. يمكن استخدام هذه الحرارة لتسخين الماء وتحويله إلى بخار بحيث يمكن تنشيط شفرات التوربينات. بمجرد تنشيط ريش التوربينات ، فإنها تدفع مولدات كهرباء لتوليد الكهرباء. في محطة توليد الكهرباء ، يتوفر برج تبريد لتبريد البخار في الماء وإلا فإنهم يستخدمون المياه من مصادر مختلفة. أخيرًا ، يمكن إعادة استخدام الماء المبرد لتوليد البخار.

مخطط كتلة محطة الطاقة النووية

مكونات محطة الطاقة النووية

في مخطط كتلة محطة الطاقة النووية أعلاه ، هناك مكونات مختلفة تشمل ما يلي.

مفاعل نووي

في محطة الطاقة ، يعتبر المفاعل النووي مكونًا أساسيًا مثل مصدر الحرارة الذي يشمل الوقود وتفاعلها مع السلسلة النووية بما في ذلك نفايات المنتجات النووية. الوقود النووي المستخدم في المفاعل النووي هو اليورانيوم وتفاعلاته هي حرارة متولدة في المفاعل. بعد ذلك ، يمكن نقل هذه الحرارة إلى مبرد المفاعل لتوليد الحرارة لجميع الأجزاء في محطة الطاقة.

هناك أنواع مختلفة من المفاعلات النووية التي تستخدم في تصنيع البلوتونيوم والسفن والأقمار الصناعية والطائرات للأغراض البحثية والطبية. لا تشمل محطة الطاقة المفاعل فحسب ، بل تشمل أيضًا التوربينات والمولدات وأبراج التبريد ومجموعة متنوعة من أنظمة الأمان.

توليد البخار

في جميع محطات توليد الطاقة ، يكون إنتاج البخار عامًا ، ولكن ستتغير طريقة التوليد. تستخدم معظم المصانع مفاعلات الماء باستخدام حلقتين من الماء الدوار لتوليد البخار. تحمل الحلقة الأولية الماء الساخن جدًا لتسخين التبادل بمجرد تدوير الماء عند ضغط منخفض ، ثم تقوم بتسخين الماء لتوليد البخار لينتقل إلى قسم التوربين.

مولد وتوربين

بمجرد توليد البخار ، ينتقل بضغوط عالية لتسريع التوربين. يمكن استخدام دوران التوربينات لتدوير مولد كهربائي لتوليد الكهرباء التي تنتقل إلى الشبكة الكهربائية.

أبراج التبريد

في محطة الطاقة النووية ، الجزء الأكثر أهمية هو برج التبريد الذي يستخدم لتقليل حرارة الماء. يرجى الرجوع إلى هذا الرابط لمعرفة المزيد عن ما هو برج التبريد - المكونات والبناء والتطبيقات

عمل محطة الطاقة النووية

يتم رفع دعوى قضائية ضد عناصر مثل اليورانيوم أو الثوريوم تفاعل الانشطار النووي لمفاعل نووي. بسبب هذا الانشطار ، يمكن توليد كمية هائلة من الطاقة الحرارية ويتم نقلها إلى مفاعل التبريد. هنا ، المبرد ليس سوى ماء ، معدن سائل بخلاف الغاز. يتم تسخين الماء للتدفق في مبادل حراري بحيث يتحول إلى بخار عالي الحرارة. ثم يُسمح للبخار الذي يتم إنتاجه بعمل أ توربينات البخار يركض. مرة أخرى ، يمكن إعادة البخار إلى سائل التبريد وإعادة تدويره لاستخدامه في المبادل الحراري. لذلك ، التوربين والمولد متصلان لإنتاج الكهرباء. باستخدام المحول ، يمكن زيادة الكهرباء التي يتم إنتاجها لاستخدامها في الاتصالات بعيدة المدى.

كفاءة محطة الطاقة النووية

يمكن تحديد كفاءة محطة الطاقة النووية بالتساوي مع المحركات الحرارية الأخرى لأن المحطة من الناحية الفنية هي محرك حراري كبير. مجموع الطاقة الكهربائية المولدة لكل وحدة طاقة حرارية ستوفر للمحطة الكفاءة الحرارية وبسبب القانون الثاني للديناميكا الحرارية ، هناك حد أعلى لمدى كفاءة محطات الطاقة هذه.

تبلغ كفاءة محطات الطاقة النووية العادية ما يقرب من 33 إلى 37 ٪ ، أي ما يعادل محطات الوقود الأحفوري. درجات الحرارة العالية والمزيد من التصاميم الحالية مثل مفاعلات الجيل الرابع يمكن أن تحصل على كفاءة تزيد عن 45٪.

أنواع محطات الطاقة النووية

هناك نوعان من محطات الطاقة النووية مثل مفاعل الماء المضغوط ومفاعل الماء المغلي.

مفاعل الماء المضغوط

في هذا النوع من المفاعلات ، يتم استخدام الماء العادي كمبرد. يتم الاحتفاظ بها بقوة عالية للغاية حتى لا تغلي. يقوم المبادل الحراري في هذا المفاعل بنقل الماء الساخن حيث يتم تحويل الماء من دائرة المبرد الثانوية إلى بخار. لذلك ، هذه الحلقة خالية تمامًا من المواد المشعة. في هذا المفاعل ، يعمل الماء المبرد كمهدئ. بسبب هذه الفوائد ، يتم استخدام هذه المفاعلات بشكل متكرر.

مفاعل الماء المغلي

في هذا النوع من المفاعلات ، تتوفر حلقة تبريد واحدة فقط. يُسمح بتسخين الماء داخل المفاعل. ينتج البخار من المفاعل عندما يخرج من المفاعل ويتدفق البخار في جميع أنحاء التوربين البخاري. العيب الرئيسي لهذا المفاعل هو أن الماء المبرد يقترب من قضبان الوقود والتوربين. لذلك ، يمكن أن توجد المواد المشعة فوق التوربين.

اختيار الموقع لمحطة الطاقة النووية

يمكن اختيار موقع برنامج PowerPoint النووي من خلال مراعاة المتطلبات الفنية. يعتمد ترتيب وتشغيل محطة الطاقة النووية بشكل أساسي على خصائص الموقع.
أثناء تصميم المصنع ، يجب مراعاة المخاطر من الموقع. يجب أن يتعامل تصميم المصنع مع الأحداث الطبيعية الهائلة والإجراءات التي يسببها الإنسان ، دون الإضرار بالأمن التشغيلي للمصنع.

يجب أن يوفر كل موقع الضروريات اللازمة مثل أحواض الحرارة المهملة والمتحللة ، وتوافر إمدادات الطاقة ، والاتصالات الممتازة ، وإدارة الأزمات بكفاءة ، وما إلى ذلك. والتشغيل.

محطات الطاقة النووية في الهند

توجد سبع محطات للطاقة النووية في الهند والتي تشمل ما يلي.

• محطة كودانكولام للطاقة النووية ، وتقع في تاميل نادو
• مفاعل تارابور النووي ، يقع في ولاية ماهاراشترا
• محطة راجستان للطاقة الذرية ، وتقع في ولاية راجاستان
• Kaiga Atomic Power Plant ، وتقع في ولاية كارناتاكا
• محطة كالاباكام للطاقة النووية ، وتقع في تاميل نادو
• مفاعل نارورا النووي ، ويقع في ولاية أوتار براديش
• محطة كاكارابار للطاقة الذرية ، وتقع في ولاية غوجارات

مزايا

ال مزايا محطات الطاقة النووية تشمل ما يلي.

• يستخدم مساحة أقل مقارنة بمحطات الطاقة الأخرى
• إنها اقتصادية للغاية وتولد طاقة كهربائية ضخمة.
• تقع هذه المحطات بالقرب من مركز التحميل لعدم وجود حاجة لوقود ضخم.
• يولد كمية هائلة من الطاقة في عملية كل انشطار نووي
• إنها تستخدم وقودًا أقل لتوليد طاقة ضخمة
• عملها موثوق
• عند مقارنتها بمحطات الطاقة البخارية ، فهي نظيفة جدًا وأنيقة
• تكلفة التشغيل صغيرة
• لا ينتج غازات ملوثة

سلبيات

ال مساوئ محطات الطاقة النووية تشمل ما يلي.

• تكلفة التركيب الأولي مرتفعة للغاية عند مقارنتها بمحطات الطاقة الأخرى.
• الوقود النووي باهظ الثمن لذا فإن استعادته صعبة
• تكلفة رأس المال المرتفعة مقارنة بمحطات الطاقة الأخرى
• المعرفة التقنية مطلوبة لتشغيل هذه اللوحة. لذا فإن الصيانة بالإضافة إلى الراتب ستكون مرتفعة.
• هناك فرصة للتلوث الإشعاعي
• الاستجابة ليست فعالة
• يتم مقارنة متطلبات مياه التبريد مع محطة توليد الطاقة البخارية.

التطبيقات

ال تطبيقات محطات الطاقة النووية تشمل ما يلي.

تُستخدم الطاقة النووية في صناعات مختلفة في جميع أنحاء العالم لتحلية مياه المحيطات ، وإنتاج الهيدروجين ، وتبريد / تدفئة المناطق ، وإزالة موارد النفط من الدرجة الثالثة واستخدامها في تطبيقات العمليات الحرارية مثل التوليد المشترك للطاقة ، وتحويل الفحم إلى سوائل ، والمساعدة في تخليق المواد الخام الكيميائية.

أسئلة وأجوبة

1). ما هي محطة الطاقة النووية؟

هذه محطة طاقة حرارية تستخدم مفاعلًا نوويًا كمصدر حرارة. يمكن استخدام الحرارة المتولدة لتشغيل التوربين المتصل بمولد لتوليد الكهرباء.

2) ، في الهند ، كم عدد المحطات النووية الموجودة؟

هناك سبع محطات نووية متوفرة في الهند

3). أي ولاية في الولايات المتحدة لديها المزيد من محطات الطاقة؟

بنسلفانيا

4). ما هي أكبر محطة كهرباء في العالم؟

حاليًا ، تعد 'محطة الطاقة Kashiwazaki-Kariwa' في اليابان أكبر محطة طاقة في العالم.

5). ما هو التصميم الأكثر أمانا للمفاعلات النووية؟

SMR (مفاعل معياري صغير) هو التصميم الأكثر أمانًا.

6). ما هي الأنواع الشائعة لمحطات الطاقة النووية؟

هذه متوفرة في نوعين هما الماء المضغوط ومفاعل الماء المغلي

7). ما هي المكونات المستخدمة في محطة الطاقة النووية؟

هم المفاعلات النووية ، وتوليد البخار ، وبرج التبريد ، والتوربينات ، والمولدات ، إلخ.

وبالتالي ، هذا كل شيء عن لمحة عامة عن محطات الطاقة النووية . في الهند ، تولد محطات الطاقة النووية 6.7 جيجاواط من الطاقة من خلال المساهمة بنسبة 2 ٪ من الكهرباء في البلاد. يمكن التحكم في هذه المحطات في الهند من خلال NPCIL - مؤسسة الطاقة النووية الهندية. إليكم سؤال ما هي محطة الطاقة النووية الشهيرة في الهند؟