btowPJxXH3Jb5BQl.jpg

فرآيند عملياتي نيروگاه اتمي بوشهر

1 ستاره2 ستاره3 ستاره4 ستاره5 ستاره (به این مطلب امتیاز دهید!)
Loading...

فرآيند عملياتي نيروگاه اتمي بوشهر

عليرغم پيچيدگي فناوري يک نيروگاه هسته اي از نوع نيروگاه بوشهر، فرآيند توليد انرژي الکتريکي در نيروگاه هسته اي را مي توان به طور ساده به سه مرحله کاملاً مجزا تقسيم نمود که در سه مدار مستقل شامل مدار اول، مدار دوم و مدار خنک کننده انجام مي پذيرد.
مدار اول شکافت اورانيوم غني شده در راکتور منبع توليد انرژي به صورت گرمايي است. اين انرژي گرمايي توسط آب مدار اول که در يک مسير بسته (چهار حلقه) جريان دارد به مولد هاي بخار منتقل مي شود. مولد بخار يک مبدل حرارتي است که آب مدار اول درون لوله هاي U شکل فولادي آن جريان دارد و آب مدار دوم در يک سيکل کاملاً مجزا با گردش در اطراف اين لوله ها، ضمن برداشت حرارت به بخار تبديل مي شود.
آب مدار اول پس از خروج از مولد بخار توسط پمپ مدار اول براي برداشت مجدد گرما به راکتور بازگردانده مي شود.مدار دوم در مدار دوم، بخار توليد شده درمولد بخار به توربين هدايت شده و در آن جا به انرژي مکانيکي تبديل مي شود (چرخش توربين به طور مستقيم ژنراتور نيروگاه را به حرت درآورده، که منجر به توليد انرژي الکتريکي مي شود). سپس بخار خروجي از توربين، به وسيله کندانسور به آب تبديل شده و مجدداً براي تمکيل و تکرار اين چرخه به مولد بخار بازگردانده مي شود.
مدار خنک کننده براي چگالش بخار خروجي از توربين، آب دريا به عنوان خنک کننده، در يک مدار کاملاً مجزا از مدار دوم توسط پمپ هاي سيکرولاسيون به کندانسور هدايت مي شود و پس از برداشت گرما، از طريق يک کانال روباز به طول 400 متر و به دنبال آن چهار تونل 1200 متري در زير بستر دريا، در عمق 7 متري به دريا باز مي گردد.نقش اصلي راکتور در نيروگاه هسته اي توليد انرژي گرمايي است. فرآيندي که در اين راکتور سبب توليد گرما مي شود شکافت هسته اي نام دارد. شکافت، فرآيندي است که در طي آن يک هسته اتم سنگين به دو يا چند هسته کوچتر تبديل مي شود و ضمن اين عمل مقداري انرژي به صورت گرما و تابش ساطع مي گردد.
در نيروگاه هسته اي با آب سبک، فرايند شکافت غالباً توسط نوترون‌هاي حرارتي انجام مي گيرد. هسته اورانيوم 235 پس از جذب نوترون ناپايدار شده، به دو يا چند جز به نام شاف‌پاره تقسيم مي شود. علاوه بر شاف‌پاره ها، دو تا سه نوترون بعلاوه مقداري انر}ي و ذرات آلفا، بتا و تابش گاما نيز در هر شافت به دست مي‌آيد (نوترون هاي آزاد شده به طور متوسط داراي انر}ي Mev2 بوده ه براي انجام شافت هسته اورانيوم 235 بايستي انر}ي جنبشي خود را از دست داده، با اتم هاي محيط خود به تعادل حرارتي دست يابند؛ يعني انر}ي آنها به چند صدم ev برسد. اين عمل در نتيجه برخوردهاي متوالي نوترون با هسته اتم هاي هيدرو}ن مولول هاي آب درون راتور صورت مي گيرد).
به اين طريق، يعمل شافت مي تواند منجر به شافت‌هاي ديگري شود ه آنها هم به نوبه خود شافت هاي ديگري را به دنبال خواهند داشت. به اين وانش ه به صورت تسلسلي شل ادامه مي‌يابد، وانش شافت زنجيره اي گويند.
لازم به ذر است ه پايدار ماندن وانش زنجيره اي در قلب راتور مستلزم وجود جرم بحراني در قلب راتور مي‌باشد.انر}ي آزاد شده از فرايند شافت به گرما تبديل مي شود. حرارت توليد شده توسط آب مدار اول برداشت شده، به آب مدار دوم انتقال مي يابد و در مدار دوم براي توليد بخار و چرخاندن توربين مورد استفاده قرار مي گيرد.تنظيم مقدار انر}ي آزاد شده در يراتور هسته‌اي با تعداد شافت‌هايي ه اتفاق مي‌افتد، نترل مي گردد.
اين عمل با نترل ردن تعداد نوترون‌هايي ه براي انجام عمل شافت موجود مي‌باشد صورت مي‌گيرد. هر چه تعداد چنين نوترون هايي متر باشد، تعداد شافت ها نيز متر است. يي از روش‌هاي رسيدن به چنين نترلي، اين است ه ماده اي را در راتور قرار دهند ه به آساني نوترون‌ها را جذب ند.
بنابراين با تنظيم مقدار اين ماده در راتور، تعداد نوترون‌هاي موجود براي عمل شافت مي تواند به ميزان مطلوب تنظيم شود.راتور نيروگاه هسته اي بوشهر از نوع آب سبتحت فشار مي‌باشد ه توان توليد Mw(t)3000 انر}ي گرمايي را داشته و متشل از يپوسته از جنس فولاد ربني است ه با فولاد ضد زنگ پوشش داده شده است و درون آن قلب راتور (Core)، سپر حرارتي و نوتروني (Core baffle)، نگهدارنده قلب (Core barrel، محافظ انال‌هاي هادي (Protective Tube Unit) قرار گرفته و توسط درپوش راتور (Upper Unit) بسته مي‌شود.
آب ه به عنوان ند ننده نوترون و خنننده استفاده مي‌شود، توسط پمپ‌هاي مدار اول با فشار bar157 و حرارت ˚C291 از طريق 4 نازل خط سرد (Cold Leg) وارد راتور مي‌شود و پس از برداشت حرارت از قلب راتور با حرارت ˚C321 از طريق 4 نازل خط گرم (Hot Leg) به سمت مولدهاي بخار هدايت شده، و در آنجا با تبادل حرارت با آب مدار دوم بخار توليد مي‌شود.
منبع توليد گرما، سوخت هسته اي از نوع دي ايد اورانيوم غني شده با غناي 02/4%، 62/3%، 4/2%، 6/1% مي‌باشد. سوخت هسته‌اي به صورت قرص‌هاي استوانه‌اي به قطر 57/7 و ارتفاع 12 ميلي متر ساخته شده ه درون ميله‌هاي سوخت قرار دارد.
تعداد 311 ميله سوخت با آرايش شش ضلعي، يمجتمع سوخت را مي‌سازند و تعداد 163 مجتمع سوخت در نار هم قلب راتور را تشيل مي‌دهند. مانيزم توليد گرما، وانش هسته‌اي شافت اورانيوم و تبديل آن به پاره هاي شافت سبتر است ه همراه با آزاد شدن انر}ي و توليد نوترون براي ادامه اين زنجيره است.نترل وانش هسته‌اي و در نتيجه نترل راتور به ماسيدبوريمحلول در آب، به همراه ميله‌هاي نترل ه به محر‌هاي سيستم نترل و حفاظت متصل است، انجام مي‌شود.اجزاي راتور
1- محرميله‌هاي نترل
5- محافظ انال‌هاي هادي
2- درپوش راتور
6- قلب راتور
3- پوسته اصلي راتور
7- ورودي خنننده
4- نگهدارنده قلب راتور
8- خروجي خنننده مجموعه توربين بخار K  1000  3000/60  3 با قدرت نامي 1000 مگاوات و سرعت 3000 دور در دقيقه جهت به حرت درآوردن }نراتور جريان متناوب به ار مي‌رود. }نراتور به همراه مجموعه توربين بر روي يسازه بتني سوار شده ه اين سازه به صورت مجزا از سازه اصلي ساختمان توربين، بر روي فنرهاي مخصوصي (جهت خنثي ردن ارتعاشات ناشي از دورهاي بحراني) قرار گرفته است.
توربوست نيروگاه اتمي بوشهر شامل چهار توربين از جمله يتوربين فشار بالا و سه توربين فشار پايين مي باشد. مجموعه توربين مذور تمحوري و هر چهار توربين از نوع دو طرفه متقارن است ه در هر طرف داراي پنج رديف پره مي باشند.
روتور توربين هاي فشار پايين و فشار بالا به روش آهنگري و به صورت يپارچه و بدون سوراخ مرزي ساخته مي شود ه اين ار باعث اهش تمرز تنش در روتور خواهد شد.سيل آب و بخار نيروگاه اتمي بوشهر اين گونه است ه بخار توليد شده در مولدهاي بخار به ساختمان توربين هدايت و با حداثر، رطوبت 2/0% و فشار bar8/58 r وارد توربين فشار قوي شده و پس از انجام ار به علت اهش فشار و حرارت اوليه مرطوب مي شود.
براي اين ه اين رطوبت به پره هاي توربين فشار ضعيف آسيب نرساند، بخار خشو مجدداً گرم مي شود تا به پارامترهاي مطلوب دست يابد و پس از آن با فشار bar8/6 r به توربين فشار ضعيف هدايت مي شود، به دنبال آن در ندانسور تغيير حالت داده، طي مراحلي احيا شده (پيش گرم و گاززدايي گرديده و تا C˚ 222گرم مي شود) و مجدداً به مولدهاي بخار باز مي گردد.واحد توربين نيروگاه اتمي بوشهر داراي مدار پيشرفته احياء از جمله چهار مرحله هيتر فشار پايين، دئراتور (هوازدا)، يمرحله هيتر فشار بالا و پمپ انتقال ندانس بخار گرم ننده است. تمام هيترهاي فوق به غير از دئراتور ه از نوع مخلوطي است.
از نوع تبادل حرارت سطحي مي باشند. تمام هيترهاي احياء ننده غير از هيتر فشار پايين شماره چها ر و دئراتور، شامل دو پوسته مي باشند و در دو خط موازي قرار دارند. }نراتور ژنراتور نيروگاه اتمي بوشهر از نوع سنرون سه فاز مي باشد که سيم پيچ استاتور آن با آب خنمي گردد. خنننده روتور و هسته استاتور آن نيز هيدرو}ن مي باشد.
قدرت خروجي آن 1000 مگاوات و داراي دو قطب بوده و با مارصنعتي TBB  1000- 27/2  T3 معرفي مي گردد. ولتا}خروجي استاتور آن نيز kv27 مي باشد.پست نيروگاه اتمي بوشهر داراي دو پست kv230 و kv400 مي باشد ه پست kv400 از نوع GIS (گاز ايزوله کننده بين نتات ها) بوده و از طريق دو خط به پست چغادو شبه سراسري متصل مي گردد و پست kv230 از نوع AIS (هوا ايزوله ننده بين نتات ها) مي باشد و اتصال آن به شبه سراسري توسط دو خط و از طريق پست بوشهر صورت مي پذيرد.
اگر راکتور را قلب يک نيروگاه اتمي بدانيم، بدون شک سيستم کنترل و ابزار دقيق، مغز و شبه عصبي اين تأسيسات مهم و گسترده مي باشد. سيستم کنترل و ابزار دقيق نيروگاه اتمي بوشهر يکي از پيشرفته ترين سيستم هاي اتوماسيون موجود در جهان و به صورت يسيستم نترل توزيع شده (DCS) بوده، که از نظر لايه هاي کنترلي به سه سيستم سطح بالا (TLSU)، مياني (TPTS) و پايين (سنسورها و عملگرها) تقسيم مي شود. (Top Level System of the power Unit) TLSU از يک شبکه کامپيوتري با سرعت MBit/s100 تشيل شده است که بالاترين لايه کنترلي نيروگاه به حساب مي آيد، اطلاعات را از سطح مياني دريافت کرده، آنها را بر روي ايستگاه هاي کاري نشان داده و امکان کنترل مرزي را ايجاد مي‌کند.
تابلوهاي TPTS از چندين (Software Hardware Complex) SHC تشکيل شده که وظيفه نظارت و کنترل سيستم ها و تجهيزات فني را بر اساس دستورالعمل هاي جاري بهره برداري نيروگاه اتمي بوشهر عهده‌دار است. TPTS از طريق Gateway به TLSU متصل شده و تبادل داده مي‌نمايد.
نيروگاه اتمي بوشهر و محيط زيست امروزه از انرژي هسته اي به عنوان يکي از رهيافت‌هاي زيست محيطي برای مقابله با افزايش دماي کره زمين و کاهش آلودگي محيط زيست ياد مي شود. در حال حاضر نيروگاه هاي هسته اي جهان با ظرفيت نصب شده فعلي توانسته اند سالانه از انتشار 8 درصد از گازهاي گلخانه اي در فضا جلوگيري نند.
ساخت و بهره برداري از تأسيسات هسته اي در هر شور عضو آژانس بين المللي انرژي اتمي، مشمول ضوابط و مقررات ويژه ايمني هسته‌اي و نظارت مستمر قانوني بر کليه فعاليت‌ها در مراحل انتخاب محل، طراحي، ساخت قطعات و تجهيزات، احداث، راه اندازي، بهره برداري و از کاراندازي تأسيسات فوق الذکر است.
لازم به ذکر است در نيروگاه هاي اتمي تماماً خروجي‌ها (گازها و مايعات) به محيط اطراف از نقطه نظر اکتيويته و شيميايي نترل مي‌شود و ملزم به رعايت نُرم‌ها و استانداردهاي لازم مي باشند، به طوري ه در مسير خروجي آب و گاز به محيط اطراف فيلترهاي مختلفي وجود دارد ه در آنها اتيويته به صورت خودار و پيوسته و همچنين به صورت دستي و دوره اي نترل مي شوند و تا اکتيويته آنها به حد مجاز قابل خروج نرسد، در محيط رهاسازي نمي شوند.نُرم مجاز براي آب هاي خروجي 11-10 وري بر ليتر و براي گازهاي بي اثر خروجي از هواکش نيروگاه 50 وري در شبانه روز مي باشد. دُزِ مجاز دريافتي سالانه پرسنل گروه A (پرسنل راکتور) 20 ميلي سيورت مي باشد.
در حالي که دز دريافتي سالانه مردم از منابع پرتوزاي طبيعي، اشعه کيهاني، استفاده هاي پزشکي و انفجارات اتمي حدود 3/2 ميلي سيورت مي باشد. مقدار دز مجاز دريافتي سانين اطراف نيروگاه هاي هسته اي حداثر برابر با 5/1 ميلي سيورت مي باشد که در مقايسه با دز دريافتي از ديگر منابع پرتوزا بسيار انداست.
در حال حاضر در سراسر دنيا ايمني نيروگاه هاي هسته اي بر پايه «دفاع در عمق» بنا نهاده مي شود. چنين ديدگاهي طراحان را بر آن وا مي دارد تا سلسله اي از حايل هاي فيزيکي را به صورت پشت سر هم در مسير انتشار مواد راديو اکتيو به محيط مدنظر قرار دهند.
وجود چند لايه حايل فيزيکي از آثار سوء مواد راديو اکتيو به پرسنل بهره بردار، محيط پيرامون نيروگاه و مردمي که در اطراف نيروگاه زندگي مي کنند، جلوگيري مي نمايد. اين حايل ها به ترتيب عبارتند از: شبه سراميکي قرص هاي سوخت، غلاف ميله هاي سوخت، تجهيزات مدار اول، کره فولادي و در نهايت کره بتوني. لازم به ذکر است که بيش از 98% محصولات شکافت (مواد راديواکتيو) در داخل شبه سراميکي قرص هاي سوخت محبوس مي گردند.
واحد اول نيروگاه هسته اي بوشهر از راتور آب تحت فشار نوع VVER  1000 مدل V-446 تشيل يافته که از نظر ساختاري و اساس کار، کاملاً با نيروگاه هسته اي چرنوبيل متفاوت بوده و متناظر با نيروگاه هاي هسته اي غربي با راکتور PWR مي باشد که داراي ايمني ذاتي هستند، بدين معني که با افزايش قدرت نوتروني راکتور، دماي آب در آن افزايش يافته که اين نيز به نوبه خود باعث کاهش قدرت نوتروني و مهار واکنش زنجيره اي شکافت پايا در قلب راکتور مي گردد.
در صورت به خطر افتادن نيروگاه و پايين آمدن شاخص هاي ايمني آن، طبق دستورالعمل هاي بهره برداري نيروگاه، قدرت راکتور تا سطح لازم کاهش داده شده، يا اساساً خاموش مي‌گردد تا ايمني راکتور به سطح مورد نظر رسانده شود. در صورت بروز احتمالي حادثه، سيستم‌هاي چهارکاناله ايمني، وظيفه خاموش ردن راکتور و برداشت انرژي حرارتي پسماند قلب راکتور را به عهده دارند. وجود يک کانال و عملکرد درست آن در هنگام بروز حادثه کاملاً کفايت ميکند و وجود سه کانال ديگر جهت بالا بردن ضريب اطمينان عمل سيستم در نظر گرفته شده است.
اين کانال ها کاملاً از همديگر جدا بوده و مستقل عمل مي‌کنند.وظيفه سيستم‌هاي ايمني در هنگام بروز احتمالي حادثه:
1- متوقف کردن واکنش زنجيره اي شکافت هسته‌اي پايا
2- خنک کردن راکتور
3- محدود نمودن آثار حادثه مي‌باشد.اين سيستم‌ها مجهز به ديزل ژنراتورهاي خاص خود بوده ه در صورت قطعي کامل برق در نيروگاه، مي‌توانند به کار خود ادامه دهند.
ساختمان راتور در مقابل برخورد مستقيم هواپيماي غول پيکر بوينگ 747، هواپيماهاي جنگي و زلزله اي به شدت 8 ريشتر مقاوم بوده و در صورت بروز چنين سوانحي هيچ صدمه‌اي به تأسيسات راکتور و قلب آن وارد نمي‌شود و سيستم کنترل و حفاظت خودکار نيروگاه به راحتي آن را خاموش و به وضعيت ايمن مي‌رساند.نمودار ايمني نمودار ايمني داراي بخش هاي زير است:
  1. راتور
  2. سيستم خنننده اضطراري قلب
  3. مولد بخار
  4. پمپ تزريق اضطراري
  5. پمپ اصلي مدار اول
  6. مخزن ذخيره محلول اسيد بوري
  7. حفاظ بيولوژيکي
  8. تأسيسات تهويه
  9.  محوطه تردد
  10. تأسيسات فيلتراسيون
  11. ره فولادي
  12. سيستم دفع گرماي پسماند
  13. پوشش بتني
  14.  سيستم نترل خلاء
  15. هواکش
  16. محفظه آب آلوده ره فولاد منبع:روابط عمومي سازمان انرژي اتمي
متولد آذر 1369. کارشناس بهداشت حرفه ای ناپیوسته از دانشگاه کرمانشاه می باشم. باتوجه به پراکندگی موضوعات تصمیم به راه اندازی این سایت گرفته ام و در این راستا به یاری همه مهندسین نیازمندم. انشا... بتونیم به کمک همه، سایت پر محتوایی برای همکاران داشته باشیم.
با عضویت در خبرنامه ایمیلی جدیدترین مطالب را در ایمیل تان دریافت کنید. اعضاء خبرنامه و صفحات اجتماعی ACGIH از امکانات ویژه ای برخوردار خواهند شد !!! تعداد افراد فیدبرنر
0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟
در گفتگو ها شرکت کنید.

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

معادله را حل کنید *