, ,

Nükleer santral

Nükleer santral, bir veya daha fazla sayıda nükleer reaktörün yakıt olarak radyoaktif maddeleri kullanarak elektrik enerjisinin üretildiği tesisdir. Radyoaktif maddeler kullanılmasından dolayı diğer santrallerden farklı ve daha sıkı güvenlik önlemlerini, teknolojileri içerisinde barındırır.

Çalışma prensibi

Reaktörün kalbinde, elde edilen ısıl enerji suya aktarılır, su almış olduğu bu enerji sebebiyle faz değiştirir ve kızgın buhar haline dönüşür. Elde edilen bu buhar daha sonra elektrik jeneratörüne bağlı olan buhar türbinine verilir. Su buharı, türbin mili üzerinde bulunan türbin kanatları üzerinden geçerken daha önceden almış olduğu ısıl enerjiyi kullanarak, türbin milini döndürür. Bu mekanik dönme hareketi sonucunda alternatörlerde elektrik elde edilir. Jeneratörde oluşan elektrik ise iletim hatları denilen iletken teller ile kullanılacağı yere gönderilir. Türbinden çıkan, ısıl enerjisi yani sahip olduğu basınç ve sıcaklığı düşmüş olan buhar, tekrar kullanılmak üzere yoğuşturucuda (kondenser) yoğuşturulup su haline dönüştürüldükten sonra, tekrar reaktörün kalbine gönderilir. Yoğuşturucuda su buharının faz değişimini yapabilmek için çevrede bulunan deniz, göl gibi su kaynaklarını soğutucu olarak kullanır.

Nükleer Reaktör Tipleri

Basınçlı Su Reaktörü – PWR

PWR tipi reaktör tasarımı, ABD donanmasının Nükleer denizaltı yapım programı sırasında düşünülmüştür. İlk Prototip olan STR MARK-I reaktörü 1953 Martında kritikliğe eriştikten 2 yıl sonra, 1955 Ocak ayında ilk nükleer denizaltı Nautillius denize indirilmiştir.Bugün, dünyada ticari olarak en yaygın kullanılan reaktör tipidir.

Bu Reaktörler, %3-%5 oranında zenginleştirilmiş uranyum yakıt kullanır.

Üretilen enerji Birincil devre soğutucusu (hafif su) vasıtasıyla reaktörün kalbinden çekilir. Reaktöre giriş sıcaklığı 290°C ve çıkış sıcaklığı 330°C civarında olan soğutucu, kaynamaması için atmosfer basıncının 150 katı basınç altında tutulur.

Bu şekilde çekilen enerki buhar üreteçlerinde ikincil devreye aktarıldıktan sonra saoğutucu birincil devre pompası tarafından reaktörün kalbine geri gönderilir.

İkincil devreye aktarılan ısı enerjisiyle buhar üretecinde üretilen buhar,türbin-jeneratör biriminde elektrik üretir.

Yoğuşturucuda sıvı fazına dönen ikincil devre soğutucusu yeniden buhar üretecine gönderilir.

Reaktör kontrolünde ve kapatılmasında kullanılan kontrol çubukları, sistem basıncını ayarlayan basınçlayıcı ve bir kaza durumunda reaktörün kalbini soğutan acil durum kalp soğutma sistemi önemli bileşenler ve sistemler arasında sayılabilir.

Kaynar Sulu Reaktörler – BWR

Dünyada elektrik enerjisi üreten reaktörler tipleri arasında basınçlı su reaktörlerinden sonra en yaygın olarak kullanılan Kaynar Sulu Reaktörlerin (BWR) ticari amaçlı ilk örneği olan 180 MWe gücündeki Dresden-1 reaktörünün yapımına, General Electric firması tarafından 1957 yılında ADB’de başlanmış ve bu reaktör 1961 yılında işletmeye alınmıştır.

Bu Reaktörlerde, %3-%5 oranında zenginleştirilmiş uranyum yakıt kullanır.

Üretilen enerjinin çekilmesi giriş sıcaklığı 275°C, çıkış sıcaklığı 290°C olan, atmosfer 70 katı basınç altında tutulan ve kaynamasına izin verilen soğutucu (hafif su) vasıtasıyla sağlanır.

Buharlaşan soğutucu nem ayırıcı ve kurutuculardan geçtikten sonra taşıdığı ısı enerjisi türbin-jeneratör biriminde elektrik enerjisine dönüştürülür.

Yoğuşturucuda sıvı fazına dönen soğutucu yeniden reaktör kalbine gönderilir.

Reaktör kontrolünde ve kapatılmasında kullanılan kontrol çubukları, kalp içerisinde düzgün bir ısı dağıtımı sağlamakta kullanılan kalp içi çevrim pompaları ve ve bir kaza durumunda reaktörün kalbini soğutan acil durum kalp soğutma sistemi önemli bileşenler arasında sayılabilir.

Basınçlı Ağır Su Reaktörleri – PHWR

Ağır sulu reaktörler, tasarımında fiziksel ve termodinamik özellikleri suya çok benzeyen ancak nötronik özellikleri farklı olan ağır suyu (D2O) soğutucu ve yavaşlatıcı olarak kullanan reaktörlerdir. Ağır suyun nötron yavaşlatma gücünün normal sudan daha iyi olması ve soğuma özelliğinin daha az olması, bu tip reaktörlerde yakıt olarak doğal uranyumun kullanılmasına olanak verir.Ağır sulu reaktörler içinde en çok tercih edilen tip basınçlı ağır su reaktörleridir. Bu reaktörlerde soğutucunun PWR’lerde olduğu gibi basınç altında tutularak kaynaması önlenir. Basınçlı ağır su reaktörleri Kadara tarafından geliştirilip ticari hale getirildiği için Kanada teknolojisi basınçlı ağır su reaktörünün ismi olan CANDU (Canadian Deuterium Uranium) ile özdeşleşmiştir. Bu nedenle PHWR tipi reaktörler aynı zamanda CANDU tipi olarakta adlandırılmaktadır.

CANDU reaktörü, basınç tüpü tasarımına sahip bir PHWR’dir. Reaktör kazanı büyük silindir şeklinde bir tanktır.Bu tankın içinden yakıt kanalları adı verilen birkaç yüz tüp geçer. Yakıt kanallarına yakıt demetleri yerleştirilir.Bunlar kaynamanın engellenmesi için atmosfer basıncının 100 katı basınç altında tutulan ağır su soğutucu ile soğutulur.

Soğutucu, önce yakıt kanallarına, buradan buhar üreteçlerine pompalanır. Buhar üretecinde enerjisini bırakarak çıkan soğutucu başka bir kanaldan veya ters yönden yeniden reaktör kalbine gönderilir. ve burdan çıktıktan sonra diğer buhar üretecine gider.

Elektrik üretimi, sistemin ikincil bölümünde PWR reaktörüne benzer bir şekilde gerçekleşir.

Önemli sistem bileşenleri arasında basınçlayıcı, yakıt değiştirme makinası, farklı kapatma sistemi ve acil durum kalp soğutma sistemi sayılabilir.

Sistem doğal uranyum kullanacak şekilde tasarlanmıştır ve yakıt değiştirme makinası vasıtasıyla reaktör çalışırken yakıt değiştirilebilmektedir.

Dünyada nükleer santral Olan yada Nükleer Santral plamlayan ülkeler

Students snap the site tackle video-game design,