آشنایی با انواع نیروگاه

اختصاصی از فی گوو آشنایی با انواع نیروگاه دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

این مطلب از مطالب آزاد موجود در اینترنت جمع آوری شده است و در مورد آشنایی با انواع نیروگاه و در 135 صفحه می باشد و در زیر قسمتی از متن آورده شده است :
مقدمه
اگرچه که الکتریسته به عنوان نتیجه واکنش شیمیایی ای که در یک پیل الکترولیک از زمانی که الساندرو ولتا در سال1800م این آزمایش را انجام داد، شناخته می شده است، اما تولید آن به این روش گران بوده و هست. در سال 1831م، میشل فارادی ماشینی ابداع کرد که از حرکت چرخشی تولید الکتریسته می کرد، اما حدود پنجاه سال طول کشید تا این فن آوری از نظر اقتصادی مقرون به صرفه شود. در سال 1878م، توماس ادیسون جایگزین عملی تجاری ای را برای روشنایی های گازی و سیستم های حرارتی ایجاد کرد و به فروش رساند که از الکتریسته جریان مستقیمی استفاده می کرد که بطور منطقه ای تولید و توزیع شده بود، استفاده می کرد. در سیستم جریان مستقیم ادیسون، ایستگاه های تولید توان اضافی می بایست نصب می شدند. بدلیل اینکه ادیسون قادر نبود سیستمی را تولید کند که به ژنراتورهای چندگانه اجازه بدهد که به یکدیگر متصل شوند، گسترش سیستم او نیاز داشت که تمامی ایستگاه های تولید جدید مورد نیاز ساخته شوند.
نیاز به نیروگاه های اضافی ابتدا توسط قانون اهم بیان شده است: بدلیل اینکه تلفات با مربع جریان یا بار و با خود مقاومت متناسب است، بکار بردن کابل های طولانی در سیستم ادیسون به مفهوم داشتن ولتاژهای خطرناک در برخی نقاط یا کابل های بزرگ و گران قیمت و یا هر دوی اینها بود.
نیکولا تسلا که مدت کوتاهی برای ادیسون کار می کرد و تئوری الکتریسته را بگونه ای درک کرده بود که ادیسون درک نکرده بود، سیستم جایگزینی را ابداع کرد که از جریان متناوب استفاده می کرد. تسلا بیان داشت که دو برابر کردن ولتاژ جریان را نصف می کند و منجر به کاهش تلفات به میزان 4/3 می شود و تنها یک سیستم جریان متناوب اجازه انتقال بین سطوح ولتاژ را در قسمت های مختلف آن سیستم ممکن می سازد. او به توسعه و تکمیل تئوری کلی سیستم اش ادامه داد و جایگزین تئوری و عملی ای را برای تمامی ابزارهای جریان مستقیم آن زمان ابداع کرد و ایده های بدیعش را در سال 1887م در 30 حق انحصاری اختراع به ثبت رساند.
1-1نیروگاه
به طور کلی در فلسفه انتقال انرژی هر چه منبع تولید کننده به بار نزدیکتر باشد تلفات نیز به مراتب پایین تر خواهد آمد ! اما با یک نگاه متوجه میشویم که اکثر نیروگاهها در خارج از شهرها قرار گرفته اند ! علت اصلی این امر وجود آلودگی و نیاز مبرم نیروگاه به فضای عظیم و منابغ آبی بالاست ! لذا معمولا نیروگاه را در خارج از شهر بنا میکنند .
معمولا در یک شبکه از چندین نیروگاه برای تامیین انرژی مورد نیاز استفاده میشود ! نیروگاهها انواع مختلفی دارند که کاربردی ترین آنها به شرح زیر است :
تأثیر خواص تولید و انتقال
چهار خاصیت منبع الکتریسیته وجود دارد که تأثیرعمیق روی موضوع مهندسی آن دارد.
آنها بصورت زیر هستند:
- الکتریسیته, مانند گاز و آب, نمی‌تواند ذخیره شود و تهیه کنندهدر هرزمانی کنترل کوچکی بر بار دارد. برای نگهداری خروجی ژنراتورها متناسب با با ر متصل شده در ولتاژ و فرکانس مخصوص. مهندسین کنترل تلاش می‌کنند.
- افزایش متناوبی در تقاضا برای توان وجود دارد. اگرچه در بسیاری از کشورهای صنعتی سرعت افزایش در سالهای اخیر کاهش پیدا کرده است, حتی سرعت معتدل مستلزم کستردگیها و افزایشا ت عظیم در سیستم‌های موجود است.
- در سالهای اخیر ملاحظات منابع طبیعی و محیطی اهمیت عمده و تأثیرگزاردرهزینه ساختار,وعملکرد نیروگاه ها را بعهده گرفته است. همچنین بدلیل تاخیرات در شروع پروژه‌ها بخاطر مراحل قانونی که باید طی شوند طراحی نیز تحت تأثیر واقع می‌شود.
- نیروگا هابه دلیل تولید گازهاوخاصیت آلودگی آنها ضربه های به زیست محیط وارد می کنند خصوصا نیروگاه های هسته‌ای که این خاصیت در طراحی وتعیین محل احداثتاثیر گذار می باشد.
در دنیا 6 منبع انرژی، که تقریباً تمام برق دنیا را مهیا می‌‌کنند،

گزارش کاراموزی بررسی نیروگاه سیکل ترکیبی شهید رجایی قزوین

اختصاصی از فی گوو گزارش کاراموزی بررسی نیروگاه سیکل ترکیبی شهید رجایی قزوین دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*

 

فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

 

تعداد صفحه:95

فهرست و توضیحات:

مقدمه

3

مشخصات نیروگاه سیکل ترکیبی شهید رجایی

10

بویلر Boiler

اجزاء تشکیل دهنده بویلر

20

Feed water heater

20

Dearator

23

Economizer

25

Drum

27

Down commer and evaprator

32

Super heater

35

Blow Down

40

Diverter Damper

41

توربین Turbine

فوندانسیون

45

پوسته CASE

47

روتور Rotor

49

پره ها Blades

51

کوپلینگ ها Couplings

56

یاتاقان ها Bearings

56

گلندهای توربین  Turbine Glands

58

کندانسور Condansor

اکسترکشن پمپ  Extraction Booster Pump

65

تصفیه آب خروجی از کندانسور Condansor Booster Pump

68

Main ejector

72

گلند کندانسور Gland condansor

75

سیستم آب خنک کن Cooling

برج های خنک کن و مسیرهای آن Cooling and Cooling Tower

87

پمپ های گردش آب در برج های خنک کن C.W.P

91

مقدمه :

مصرف انرژی در دنیای امروز به طور سرسام آوری رو به افزایش است . بشر مترقی امروز ، برای تولید آب آشامیدنی ، برای تولید مواد غذایی و برای کلیه کارهای روزمره خود به استفاده از انرژی نیاز دارد و بدون آن زندگی او با مشکلات فراوانی روبرو خواهد بود .

طبق برآوردهایی که دانشمندان می نمایند ، از ابتدای خلقت تا سال 1230 ه .ش ، بشر معادل  کیلووات ساعت و در فاصله 1230 تا 1330 نیز  کیلووات ساعت انرژی مصرف نموده است.

و پیش بینی می شود که فاصلۀ 1330 تا 1430 مصرف انرژی  تا  کیلو وات ساعت باشد.

امروزه قسمت اعظم مصرف انرژی به وسیله کشورهای صنعتی بوده و هر چه کشوری صنعتی تر بوده و از نظر اقتصادی مرفه تر باشد مصرف انرژی سرانه آن نیز بیشتر خواهد بود. به طوری که رابطه مستقیمی بین مصرف انرژی به خصوص مصرف انرژی الکتریکی و درآمد سرانه هر کشوری وجود دارد. با افزایش روزافزون مصرف انرژی در دنیا بشر همواره در جستجوی منابع جدید و یافتن راههای اقتصادی استفاده از آنها برای تأمین احتیاجات خانگی و صنعتی بوده است و در این بین، چون انرژی الکتریکی صورتی از انرژی است که راحت تر به انرژی های دیگر ( قابل استفاده بشر) تبدیل می شود و انرژی تمیزی از نظر ضایعات می باشد ، تلاش های بشری بیشتر در زمینه تولید انرژی الکتریکی می باشد . چند نمونه از منابع شناخته شده انرژی که خداوند در اختیار بشر قرار داده است و بشر می تواند از آن برای تولید انرژی الکتریکی استفاده کند عبارتند از :

1- انرژی سوخت های فسیلی   2- انرژی آب    3- انرژی باد

4- انرژی واکنش های هسته ای    5- انرژی  جزر و مد امواج دریا  

6- حرارت زیر پوستۀ زمین

که هر یک از این انرژیهای برای اینکه بتواند به انرژی الکتریکی تبدیل شود باید مراحلی را طی کند که مسائل و مشکلات تولید برق برای بشر امروز نیز در طی همین مراحل است. برای مثال یکی از راه هایی که بشر از انرژی سوخت برای تولید سوخت استفاده می کندایجاد نیروگاههای حرارتی بخار، گازی و یا سیکل ترکیبی می باشد.

پایان نامه | بهره برداری نیروگاه در شرایط غیر عادی (پایان نامه برق - قدرت)

اختصاصی از فی گوو پایان نامه | بهره برداری نیروگاه در شرایط غیر عادی (پایان نامه برق - قدرت) دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

مقدمه

انرژی الکتریکی یکی از حامل های با ارزش انرژی بوده و از آن برای به حرکت درآوردن بارهای مکانیکی، توید روشنایی و گرما و تولید حامل های با ارزش دیگر مانند هوای فشرده استفاده می شود. از مزایای این حامل می توان به پاکیزه بودن آن و انتقال آسان آن اشاره نمود. انرژی الکتریکی به دلیل قابلیت اندازه گیری و کنترل بهتر و همین طور محدودیت ناشی از عدم امکان ذخیره سازی از سایر انواع انرژی متمایز است.

اگر این حامل انرژی را در یک زنجیره ای از تولید تا مصرف نهایی در نظر بگیریم در گذر از هر مرحله این زنجیره خواه ناخواه تلفاتی از این انرژی را خواهیم داشت. از آنجائی که ظرفیت تولید انرژی الکتریکی با توجه به هزینه سنگین سرمایه گذاری در آن محدود می باشد، لذا افزایش میزان بهره وری از ظرفیت موجود در کشور تأثیر بسیار مطلوبی در زمینه و سرمایه گذاری در بخش تولید، انتقال و توزیع انرژی الکتریکی را بدنبال خواهد داشت.

پایان نامه | بهره برداری نیروگاه در شرایط غیر عادی (پایان نامه برق - قدرت) در 130 صفحه ورد

دانلودمقاله ساختار نیروگاه های اتمی جهان

اختصاصی از فی گوو دانلودمقاله ساختار نیروگاه های اتمی جهان دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

برحسب نظریه اتمی عنصر عبارت است از یک جسم خالص ساده که با روش های شیمیایی نمی توان آن را تفکیک کرد. از ترکیب عناصر با یکدیگر اجسام مرکب به وجود می آیند. تعداد عناصر شناخته شده در طبیعت حدود ۹۲ عنصر است.
هیدروژن اولین و ساده ترین عنصر و پس از آن هلیم، کربن، ازت، اکسیژن و... فلزات روی، مس، آهن، نیکل و... و بالاخره آخرین عنصر طبیعی به شماره ۹۲، عنصر اورانیوم است. بشر توانسته است به طور مصنوعی و به کمک واکنش های هسته ای در راکتورهای اتمی و یا به کمک شتاب دهنده های قوی بیش از ۲۰ عنصر دیگر بسازد که تمام آن ها ناپایدارند و عمر کوتاه دارند و به سرعت با انتشار پرتوهایی تخریب می شوند. اتم های یک عنصر از اجتماع ذرات بنیادی به نام پرتون، نوترون و الکترون تشکیل یافته اند. پروتون بار مثبت و الکترون بار منفی و نوترون فاقد بار است.
تعداد پروتون ها نام و محل قرار گرفتن عنصر را در جدول تناوبی (جدول مندلیف مشخص می کند. اتم هیدروژن یک پروتون دارد و در خانه شماره ۱ جدول و اتم هلیم در خانه شماره ۲ ، اتم سدیم در خانه شماره ۱۱ و... و اتم اورانیوم در خانه شماره ۹۲ قرار دارد. یعنی دارای ۹۲ پروتون است .
ایزوتوپ های اورانیوم
تعداد نوترون ها در اتم های مختلف یک عنصر همواره یکسان نیست که برای مشخص کردن آنها از کلمه ایزوتوپ استفاده می شود. بنابراین اتم های مختلف یک عنصر را ایزوتوپ می گویند . مثلاً عنصر هیدروژن سه ایزوتوپ دارد: هیدروژن معمولی که فقط یک پروتون دارد و فاقد نوترون است. هیدروژن سنگین یک پروتون و یک نوترون دارد که به آن دوتریم گویند و نهایتاً تریتیم که از دو نوترون و یک پروتون تشکیل شده و ناپایدار است و طی زمان تجزیه می شود .
ایزوتوپ سنگین هیدروژن یعنی دوتریم در نیروگاه های اتمی کاربرد دارد و از الکترولیز آب به دست می آید. در جنگ دوم جهانی آلمانی ها برای ساختن نیروگاه اتمی و تهیه بمب اتمی در سوئد و نروژ مقادیر بسیار زیادی آب سنگین تهیه کرده بودند که انگلیسی ها متوجه منظور آلمانی ها شده و مخازن و دستگاه های الکترولیز آنها را نابود کردند .
غالب عناصر ایزوتوپ دارند از آن جمله عنصر اورانیوم، چهار ایزوتوپ دارد که فقط دو ایزوتوپ آن به علت داشتن نیمه عمر نسبتاً بالا در طبیعت و در سنگ معدن یافت می شوند. این دو ایزوتوپ عبارتند از اورانیوم ۲۳۵ و اورانیوم ۲۳۸ که در هر دو ۹۲ پروتون وجود دارد ولی اولی ۱۴۳ و دومی ۱۴۶ نوترون دارد. اختلاف این دو فقط وجود ۳ نوترون اضافی در ایزوتوپ سنگین است ولی از نظر خواص شیمیایی این دو ایزوتوپ کاملاً یکسان هستند و برای جداسازی آنها از یکدیگر حتماً باید از خواص فیزیکی آنها یعنی اختلاف جرم ایزوتوپ ها استفاده کرد. ایزوتوپ اورانیوم ۲۳۵ شکست پذیر است و در نیروگاه های اتمی از این خاصیت استفاده می شود و حرارت ایجاد شده در اثر این شکست را تبدیل به انرژی الکتریکی می نمایند. در واقع ورود یک نوترون به درون هسته این اتم سبب شکست آن شده و به ازای هر اتم شکسته شده ۲۰۰ میلیون الکترون ولت انرژی و دو تکه شکست و تعدادی نوترون حاصل می شود که می توانند اتم های دیگر را بشکنند. بنابراین در برخی از نیروگاه ها ترجیح می دهند تا حدی این ایزوتوپ را در مخلوط طبیعی دو ایزوتوپ غنی کنند و بدین ترتیب مسئله غنی سازی اورانیوم مطرح می شود .
ساختار نیروگاه اتمی
به طور خلاصه چگونگی کارکرد نیروگاه های اتمی را بیان کرده و ساختمان درونی آنها را مورد بررسی قرار می دهیم .
طی سال های گذشته اغلب کشورها به استفاده از این نوع انرژی هسته ای تمایل داشتند و حتی دولت ایران ۱۵ نیروگاه اتمی به کشورهای آمریکا، فرانسه و آلمان سفارش داده بود. ولی خوشبختانه بعد از وقوع دو حادثه مهم تری میل آیلند (Three Mile Island) در ۲۸ مارس ۱۹۷۹ و فاجعه چرنوبیل (Tchernobyl) در روسیه در ۲۶ آوریل ۱۹۸۶ ، نظر افکار عمومی نسبت به کاربرد اتم برای تولید انرژی تغییر کرد و ترس و وحشت از جنگ اتمی و به خصوص امکان تهیه بمب اتمی در جهان سوم، کشورهای غربی را موقتاً مجبور به تجدیدنظر در برنامه های اتمی خود کرد .
نیروگاه اتمی در واقع یک بمب اتمی است که به کمک میله های مهارکننده و خروج دمای درونی به وسیله مواد خنک کننده مثل آب و گاز، تحت کنترل درآمده است. اگر روزی این میله ها و یا پمپ های انتقال دهنده مواد خنک کننده وظیفه خود را درست انجام ندهند، سوانح متعددی به وجود می آید و حتی ممکن است نیروگاه نیز منفجر شود، مانند فاجعه نیروگاه چرنوبیل شوروی. یک نیروگاه اتمی متشکل از مواد مختلفی است که همه آنها نقش اساسی و مهم در تعادل و ادامه حیات آن را دارند. این مواد عبارت اند از :
1- ماده سوخت متشکل از اورانیوم طبیعی، اورانیوم غنی شده، اورانیوم و پلوتونیم است .
عمل سوختن اورانیوم در داخل نیروگاه اتمی متفاوت از سوختن زغال یا هر نوع سوخت فسیلی دیگر است. در این پدیده با ورود یک نوترون کم انرژی به داخل هسته ایزوتوپ اورانیوم ۲۳۵ عمل شکست انجام می گیرد و انرژی فراوانی تولید می کند. بعد از ورود نوترون به درون هسته اتم، ناپایداری در هسته به وجود آمده و بعد از لحظه بسیار کوتاهی هسته اتم شکسته شده و تبدیل به دوتکه شکست و تعدادی نوترون می شود. تعداد متوسط نوترون ها به ازای هر ۱۰۰ اتم شکسته شده ۲۴۷ عدد است و این نوترون ها اتم های دیگر را می شکنند و اگر کنترلی در مهار کردن تعداد آنها نباشد واکنش شکست در داخل توده اورانیوم به صورت زنجیره ای انجام می شود که در زمانی بسیار کوتاه منجر به انفجار شدیدی خواهد شد .
در واقع ورود نوترون به درون هسته اتم اورانیوم و شکسته شدن آن توام با انتشار انرژی معادل با ۲۰۰ میلیون الکترون ولت است این مقدار انرژی در سطح اتمی بسیار ناچیز ولی در مورد یک گرم از اورانیوم در حدود صدها هزار مگاوات است. که اگر به صورت زنجیره ای انجام شود، در کمتر از هزارم ثانیه مشابه بمب اتمی عمل خواهد کرد .
اما اگر تعداد شکست ها را در توده اورانیوم و طی زمان محدود کرده به نحوی که به ازای هر شکست، اتم بعدی شکست حاصل کند شرایط یک نیروگاه اتمی به وجود می آید . به عنوان مثال نیروگاهی که دارای ۱۰ تن اورانیوم طبیعی است قدرتی معادل با ۱۰۰ مگاوات خواهد داشت و به طور متوسط ۱۰۵ گرم اورانیوم ۲۳۵ در روز در این نیروگاه شکسته می شود و همان طور که قبلاً گفته شد در اثر جذب نوترون به وسیله ایزوتوپ اورانیوم ۲۳۸ اورانیوم ۲۳۹ به وجود می آمد که بعد از دو بار انتشار پرتوهای بتا (یا الکترون) به پلوتونیم ۲۳۹ تبدیل می شود که خود مانند اورانیوم ۲۳۵ شکست پذیر است . در این عمل ۷۰ گرم پلوتونیم حاصل می شود. ولی اگر نیروگاه سورژنراتور باشد و تعداد نوترون های موجود در نیروگاه زیاد باشند مقدار جذب به مراتب بیشتر از این خواهد بودو مقدار پلوتونیم های به وجود آمده از مقدار آنهایی که شکسته می شوند بیشتر خواهند بود. در چنین حالتی بعد از پیاده کردن میله های سوخت می توان پلوتونیم به وجود آمده را از اورانیوم و فرآورده های شکست را به کمک واکنش های شیمیایی بسیار ساده جدا و به منظور تهیه بمب اتمی ذخیره کرد .
2- نرم کننده ها موادی هستند که برخورد نوترون های حاصل از شکست با آنها الزامی است و برای کم کردن انرژی این نوترون ها به کار می روند. زیرا احتمال واکنش شکست پی در پی به ازای نوترون های کم انرژی بیشتر می شود. آب سنگین (D2O) یا زغال سنگ (گرافیت ) به عنوان نرم کننده نوترون به کار برده می شوند .
3- میله های مهارکننده : این میله ها از مواد جاذب نوترون درست شده اند و وجود آنها در داخل رآکتور اتمی الزامی است و مانع افزایش ناگهانی تعداد نوترون ها در قلب رآکتور می شوند. اگر این میله ها کار اصلی خود را انجام ندهند، در زمانی کمتر از چند هزارم ثانیه قدرت رآکتور چند برابر شده و حالت انفجاری یا دیورژانس رآکتور پیش می آید. این میله ها می توانند از جنس عنصر کادمیم و یا بور باشند .
4- مواد خنک کننده یا انتقال دهنده انرژی حرارتی : این مواد انرژی حاصل از شکست اورانیوم را به خارج از رآکتور انتقال داده و توربین های مولد برق را به حرکت در می آورند و پس از خنک شدن مجدداً به داخل رآکتور برمی گردند. البته مواد در مدار بسته و محدودی عمل می کنند و با خارج از محیط رآکتور تماسی ندارند. این مواد می توانند گاز CO2 ، آب، آب سنگین، هلیم گازی و یا سدیم مذاب باشند .

انواع راکتور
راکتورهای اتمی را معمولا برحسب خنک کننده، کند کننده، نوع و درجه غنای سوخت در آن طبقه بندی می کنند. معروفترین راکتورهای اتمی، راکتورهایی هستند که از آب سبک به عنوان خنک کننده و کند کننده و اورانیوم غنی شده(2 تا 4 درصد اورانیوم 235) به عنوان سوخت استفاده می کنند. این راکتورها عموما تحت عنوان راکتورهای آب سبک (LWR ) شناخته می شوند. راکتورهای WWER,BWR,PWR از این دسته اند. نوع دیگر، راکتورهایی هستند که از گاز به عنوان خنک کننده، گرافیت به عنوان کند کننده و اورانیوم طبیعی یا کم غنی شده به عنوان سوخت استفاده می کنند. این راکتورها به گاز - گرافیت معروفند. راکتورهای HTGR,AGR,GCR از این نوع می باشند. راکتور PHWR راکتوری است که از آب سنگین به عنوان کندکننده و خنک کننده و از اورانیوم طبیعی به عنوان سوخت استفاده می کند. نوع کانادایی این راکتور به CANDU موسوم بوده و از کارایی خوبی برخوردار می باشد. مابقی راکتورها مثل FBR ( راکتوری که از مخلوط اورانیوم و پلوتونیوم به عنوان سوخت و سدیم مایع به عنوان خنک کننده استفاده کرده و فاقد کند کننده می باشد ) LWGR( راکتوری که از آب سبک به عنوان خنک کننده و از گرافیت به عنوان کند کننده استفاده می کند) از فراوانی کمتری برخوردار می باشند. در حال حاضر، راکتورهای PWR و پس از آن به ترتیب PHWR,WWER,BWR فراوانترین راکتورهای قدرت در حال کار جهان می باشند .
به لحاظ تاریخی اولین راکتور اتمی در آمریکا بوسیله شرکت " وستینگهاوس" و به منظور استفاده در زیر دریائیها ساخته شد. ساخت این راکتور پایه اصلی و استخوان بندی تکنولوژی فعلی نیروگاههای اتمی PWR را تشکیل داد. سپس شرکت جنرال الکتریک موفق به ساخت راکتورهایی از نوع BWR گردید. اما اولین راکتوری که اختصاصا جهت تولید برق طراحی شده، توسط شوروی و در ژوئن 1954در "آبنینسک" نزدیک مسکو احداث گردید که بیشتر جنبه نمایشی داشت، تولید الکتریسیته از راکتورهای اتمی در مقیاس صنعتی در سال 1956 در انگلستان آغاز گردید. تا سال 1965 روند ساخت نیروگاههای اتمی از رشد محدودی برخوردار بود اما طی دو دهه 1966 تا 1985 جهش زیادی در ساخت نیروگاههای اتمی بوجود آمده است. این جهش طی سالهای 1972 تا 1976 که بطور متوسط هر سال 30 نیروگاه شروع به ساخت می کردند بسیار زیاد و قابل توجه است. یک دلیل آن شوک نفتی اوایل دهه 1970 می باشد که کشورهای مختلف را برآن داشت تا جهت تأمین انرژی مورد نیاز خود بطور زاید الوصفی به انرژی هسته ای روی آورند. پس از دوره جهش فوق یعنی از سال 1986 تاکنون روند ساخت نیروگاهها به شدت کاهش یافته بطوریکه بطور متوسط سالیانه 4 راکتور اتمی شروع به ساخت می شوند .
کشورهای مختلف در تولید برق هسته ای روند گوناگونی داشته اند. به عنوان مثال کشور انگلستان که تا سال 1965 پیشرو در ساخت نیروگاه اتمی بود، پس از آن تاریخ، ساخت نیروگاه اتمی در این کشور کاهش یافت، اما برعکس در آمریکا به اوج خود رسید. کشور آمریکا که تا اواخر دهه 1960 تنها 17 نیروگاه اتمی داشت در طول دهه های 1970 و 1980 بیش از 90 نیروگاه اتمی دیگر ساخت. این مسئله نشان دهنده افزایش شدید تقاضای انرژی در آمریکاست. هزینه تولید برق هسته ای در مقایسه با تولید برق از منابع دیگر انرژی در امریکا کاملا قابل رقابت می باشد. هم اکنون فرانسه با داشتن سهم 75 درصدی برق هسته ای از کل تولید برق خود درصدر کشورهای جهان قرار دارد. پس از آن به ترتیب لیتوانی(73درصد)، بلژیک(57درصد)، بلغارستان و اسلواکی(47درصد) و سوئد (8/46 درصد) می باشند. آمریکا نیز حدود 20 درصد از تولید برق خود را به برق هسته ای اختصاص داده است .
گرچه ساخت نیروگاههای هسته ای و تولید برق هسته ای در جهان از رشد انفجاری اواخر دهه 1960 تا اواسط 1980 برخوردار نیست اما کشورهای مختلف همچنان درصدد تأمین انرژی مورد نیاز خود از طریق انرژی هسته ای می باشند. طبق پیش بینی های به عمل آمده روند استفاده از برق هسته ای تا دهه های آینده همچنان روند صعودی خواهد داشت. در این زمینه، منطقه آسیا و اروپای شرقی به ترتیب مناطق اصلی جهان در ساخت نیروگاه هسته ای خواهند بود. در این راستا، ژاپن با ساخت نیروگاههای اتمی با ظرفیت بیش از 25000 مگا وات درصدر کشورها قرار دارد. پس از آن چین، کره جنوبی، قزاقستان، رومانی، هند و روسیه جای دارند. استفاده از انرژی هسته ای در کشورهای کاندا، آرژانتین، فرانسه، آلمان، آفریقای جنوبی، سوئیس و آمریکا تقریبا روند ثابتی را طی دو دهه آینده طی خواهد کرد .
غنی سازی اورانیم
سنگ معدن اورانیوم موجود در طبیعت از دو ایزوتوپ ۲۳۵ به مقدار ۷/۰ درصد و اورانیوم ۲۳۸ به مقدار ۳/۹۹ درصد تشکیل شده است. سنگ معدن را ابتدا در اسید حل کرده و بعد از تخلیص فلز، اورانیوم را به صورت ترکیب با اتم فلئور (F) و به صورت مولکول اورانیوم هکزا فلوراید UF6 تبدیل می کنند که به حالت گازی است. سرعت متوسط مولکول های گازی با جرم مولکولی گاز نسبت عکس دارد این پدیده را گراهان در سال ۱۸۶۴ کشف کرد. از این پدیده که به نام دیفوزیون گازی مشهور است برای غنی سازی اورانیوم استفاده می کنند.در عمل اورانیوم هکزا فلوراید طبیعی گازی شکل را از ستون هایی که جدار آنها از اجسام متخلخل (خلل و فرج دار) درست شده است عبور می دهند. منافذ موجود در جسم متخلخل باید قدری بیشتر از شعاع اتمی یعنی در حدود ۵/۲ انگشترم ( ۰۰۰۰۰۰۰۲۵/۰ سانتیمتر) باشد. ضریب جداسازی متناسب با اختلاف جرم مولکول ها است.روش غنی سازی اورانیوم تقریباً مطابق همین اصولی است که در اینجا گفته شد. با وجود این می توان به خوبی حدس زد که پرخرج ترین مرحله تهیه سوخت اتمی همین مرحله غنی سازی ایزوتوپ ها است زیرا از هر هزاران کیلو سنگ معدن اورانیوم ۱۴۰ کیلوگرم اورانیوم طبیعی به دست می آید که فقط یک کیلوگرم اورانیوم ۲۳۵ خالص در آن وجود دارد. برای تهیه و تغلیظ اورانیوم تا حد ۵ درصد حداقل ۲۰۰۰ برج از اجسام خلل و فرج دار با ابعاد نسبتاً بزرگ و پی درپی لازم است تا نسبت ایزوتوپ ها تا از برخی به برج دیگر به مقدار ۰۱/۰ درصد تغییر پیدا کند. در نهایت موقعی که نسبت اورانیوم ۲۳۵ به اورانیوم ۲۳۸ به ۵ درصد رسید باید برای تخلیص کامل از سانتریفوژهای بسیار قوی استفاده نمود. برای ساختن نیروگاه اتمی، اورانیوم طبیعی و یا اورانیوم غنی شده بین ۱ تا ۵ درصد کافی است. ولی برای تهیه بمب اتمی حداقل ۵ تا ۶ کیلوگرم اورانیوم ۲۳۵ صددرصد خالص نیاز است .
عملا در صنایع نظامی از این روش استفاده نمی شود و بمب های اتمی را از پلوتونیوم ۲۳۹ که سنتز و تخلیص شیمیایی آن بسیار ساده تر است تهیه می کنند. عنصر اخیر را در نیروگاه های بسیار قوی می سازند که تعداد نوترون های موجود در آنها از صدها هزار میلیارد نوترون در ثانیه در سانتیمتر مربع تجاوز می کند. عملاً کلیه بمب های اتمی موجود در زراد خانه های جهان از این عنصر درست می شود.روش ساخت این عنصر در داخل نیروگاه های اتمی به صورت زیر است: ایزوتوپ های اورانیوم ۲۳۸ شکست پذیر نیستند ولی جاذب نوترون کم انرژی ( نوترون حرارتی هستند. تعدادی از نوترون های حاصل از شکست اورانیوم ۲۳۵ را جذب می کنند و تبدیل به اورانیوم ۲۳۹ می شوند. این ایزوتوپ از اورانیوم بسیار ناپایدار است و در کمتر از ده ساعت تمام اتم های به وجود آمده تخریب می شوند. در درون هسته پایدار اورانیوم ۲۳۹ یکی از نوترون ها خودبه خود به پروتون و یک الکترون تبدیل می شود.بنابراین تعداد پروتون ها یکی اضافه شده و عنصر جدید را که ۹۳ پروتون دارد نپتونیم می نامند که این عنصر نیز ناپایدار است و یکی از نوترون های آن خود به خود به پروتون تبدیل می شود و در نتیجه به تعداد پروتون ها یکی اضافه شده و عنصر جدید که ۹۴ پروتون دارد را پلوتونیم می نامند. این تجربه طی چندین روز انجام می گیرد .

تعاریف اصطلاحات در فیزیک هسته ای
ویژه هسته: یک هسته خاص با اعداد پروتونی (Z) و نوترونی (N) معین را گویند .
ایزوتوپ ها: ویژه هسته هایی با پروتون های یکسان و نوترون های مختلف را گویند.مثال:ایزوتوپ هیدروژن 21 H و 31 H می باشند .
ایزوتون ها: ویژه هسته هایی با نوترون برابر و پروتون مختلف را گویند .
ایزوبارها: ویژه هسته هایی با عدد جرمی A ی برابر (A=Z+N) را می گویند .
ایزومر: ویژه هسته هایی در حالت بر انگیخته با نیم عمر قابل اندازه گیری را ایزومر می نامند .
نوکلئون: ذرات تشکیل دهنده هسته) نوترون یا پروتون ) نوکلئون نام دارند .
مزون ها: ذراتی هستند با جرمی بین جرم الکترون و جرم پروتون . شناخته شده ترین مزون ها عبارتند از: مزون های پی که نقش مهمی در نیروهای هسته ای باز می کند و مزون های مو که در پدیده های پرتو کیهانی مهم است .
پوزیترون: الکترون با بار مثبت به عبارتی ذره ای با جرمی برابر جرم الکترون و باری برابر بار الکترون با علامت مثبت .
فوتون: کوانتوم تابش الکترومغناطیسی که معمولاً بصورت نور اشعه ایکس یا اشعه گاما ظاهر می شودبه عبارت دیگر کوچکترین ذرات سازنده نور فوتون ها هستند .
اسپین: صرفنظر از انرژی مربوط به چرخش الکترون به دور هسته اتمی الکترون نیز انرژی اضافی دیگری دارد که مربوط به چرخش حول محور خود می باشد .علاوه بر الکترون ذراتی دیگر مثل پروتون ، نوترون و فنون ها نیز به نوبه خود دارای اسپین می باشد .
آب سنگین: اصطلاحی که معمولا برای مولکول آب دارای دو اتم هیدروژن سنگین بکار می رود در این مولکول دو اتم دوتریوم بجای دو اتم هیدروژن جایگزین می شود (D2o). آب سنگین دارای خواص غیر عادی بوده و در راکتور های هسته ای نقش ایفا می کنند .
بتاترون: یک شتاب دهنده چرخه ای است این دستگاه شامل یک محفظه حلقوی بدون هوا است.که بین قطبهای یک الکترومغناطیس جای دارد یک چشمه الکترونی نیز داخل آن محفظه قرار گرفته است .
سوخت هسته ای پلوتنیم: یک عنصر شیمیائی یا عدد اتمی 92 و جرم اتمی 239 و یک فلز سمی است. به سادگی در هوا آتش می گیرد. کاربرد عمده پلوتونیم در راکتورهای هسته ای ، بمب های هسته ای ، چشمه ذره آلفا و اشعه گاما در پزشکی است .
کوانتا (Cuonta ): در سال 1901 فیزیکدان معاصر آلمانی ماکس پلانک پیشنهاد نمود که در انتقالات فیزیکی و تاثیرات متقابل اتم های ماده ، انرژی بصورت مقادیر مجزا یا "بسته های" کوچک نشر یافته و یا جذب می شوند. در نتیجه مطابق این تئوری، انرژی دارای مقادیر پیوسته ای نمی باشد. این قسمتهای کوچک نام کوانتوم بخود گرفت .
لباسهای بادی (Pneumatic suit ): لباسهای مخصوص که برای کار در هوای آلوده به مواد رادیو اکتیو ) بخارهای گازها ، ذرات بسیار ریز) بکار می رود .
مهندسی هسته ای:شاخه ای از مهندسی مواد که انرژی هسته ای و نیز موارد استفاده از آن را برای احتیاجات کلی و دفاعی مطالعه و بررسی می کند .
نوترنیو (Neutrino): ذراتی هستند خنثی که تشخیص و حتی به تله انداختن آنها خیلی مشکل است ضمن واپاشی بتای هسته های اتمی همراه الکترون یا پوزیترون گسیل می شود .
نیم عمر (Half Life): یکی از مهمترین کمیت های مشخصه مواد رادیو اکتیو نیم عمر آنها می باشد و طبق تعریف مدت زمانی است که فعالیت چشمه به نصف مقدار اولیه می رسد .
راکتورهای هسته ای: وسیله که درآن واکنش شکافت زنجیری کنترل شده انجام می شود. راکتور هسته ای نام دارد. اورانیوم و پلوتونیم به عنوان سوخت هسته ای به کار می رود .
پرتوهای کیهانی:تابش های کیهانی عبارتست از ذرات مثبت تند ( پروتون ها ) و شماری ذرات آلفا و هسته های دیگر ذرات اولیه. پرتوهای کیهانی دارای انرژی عظیم از مرتبه میلیارد الکترون ولت است گاهی این انرژی به مقادیر حیرت آور از مرتبه 21 ev 10 می رسد این پرتوها قادرند تا عمق اقیانوس ها و زمین هم نفوذ کنند .
جرم سکون (Rest Mass): جرم یک ذره ای که سرعت آن صفر بوده و یا صفر می شود را جرم سکون گویند .
جرم بحرانی سوخت هسته ای (Critical Mass): جرم بحرانی برای انجام یک واکنش زنجیری شکست عبارتست از کمترین مقدار سوخت هسته ای بطوریکه هر دوره نوترون باعث تولید یک دوره بعدی یا همان تعداد نوترون گردد یعنی کاهش نوترون در سوخت هسته ای بطور کامل جبران شود .
تعریف جرم بحرانی: کمترین مقدار لازم جرم فیزیکی ماده سوختنی جهت سوختن را جرم بحرانی گویند
چرا سقف نیروگاه های اتمی گنبدی شکل است؟
تعریف گنبد
اگر شبکه ای در دو جهت دارای انحنا باشد گنبد نامیده می شود شاید رویه یک گنبد بخشی از یک کره یا یک مخروط یا اتصال چندین رویه باشد . گنبد ها سازه هایی با صلبیت بالا می باشند و برای دهانه های بسیار بزرگ تا حدود 250 متر مورد استفاده قرار می گیرند . ارتفاع گنبد باید بزرگتر از 15% قطر پایه گنبد باشد . گنبدها دارای مرکز هستند
نمونه گنبد :

مثالهایی از این گنبد ها را در شکل زیر می بینید :

گنبد شکلa یک نوع گنبد از نوع دنده ای می باشد . در صورتیکه تعداد دنده ها زیاد باشد باید به مسئله شلوغی اعضا در در راس گنبد توجه شود که برای اجتناب از این مسئله بهتر است که برخی از دنده های نزدیک راس حذف شود (شکل b )
گنبد دیگری به نام اشفدلر (مهندس آلمانی ) در شکل c نشان داده شده است که تعداد زیادی از این نوع گنبدها بعد از قرن 19 توسط اشفدلر و دیگران ساخته شده است . از ایرادات این گنبد می توان به مسئله شلوغی اعضا در راس اشاره کرد ،که برای حل این مشکل همان راه حل بالا ارائه می شود (شکل d)
نمونه دیگری از گنبدها گنبد "لملا " است .این گنبد را می توان به نوع ترکیبی از یک یا چند حلقه که با یکدیگر متقاطع هستند ،دانست (شکل های e-f )
شکل های g و h نوع دیگری از خانواده ی گنبدها را به نام گنبدهای دیامتیک نشان می دهد .
در شکل های iوj نمونه دیگری از گنبد های حبابی ملاحظه می کنید .
در شکل های k و l نمونه دیگری از گنبد ها به نا م گنبدهای ژئودزدیک ملاحظه می شود
اتصالات در گنبد های دنده ای و اشفلدر حتما صلب هستند .از لحاظ پخش منظم نیرو ، گنبد هاس ژئودزدیک ، دیامتیک و حبابی بسیار مناسب هستند .

از امتیازات سقف های گنبدی ذخیره مقاومتی بیشتر، به دلیل داشتن درجات نامعینی بالا، در مقایسه با سایر سازه های متداول دارد و همچنین سختی و صلبیت زیاد قابلیت استثنایی برای حمل بارهای بزرگ متمرکز و غیر متقارن می باشد .
استفاده از سقف های گنبدی شکل در نیروگاه های هسته ای
سوخت یک نیروگاه هسته ای ، اورانیوم است. اورانیوم عنصری است که در اکثر مناطق جهان از زیرزمین استخراج می شود. اورانیوم بعداز مرحله کانه آرایی بصورت قرصهای بسیار کوچکی در داخل میله های بلند قرار گرفته و داخل رآکتور نیروگاه نصب می شوند. کلمه «Fission» به معنی شکافت است. در داخل رآکتور یک نیروگاه اتمی ، اتمهای اورانیوم تحت یک واکنش زنجیره ای کنترل شده ، شکافته می شوند. در یک واکنش زنجیره ای ، ذرات حاصل از شکافت اتم به سایر اتمهای اورانیوم برخورد کرده و باعث شکافت آنها می گردند. هریک از ذرات آزاد شده مجدداً باعث شکافت سایر اتمها در یک واکنش زنجیره ای می شود. درنیروگاههای هسته ای ، معمولاً از یک سری میله های کنترل جهت تنظیم سرعت واکنش زنجیره ای استفاده می گردد. عدم کنترل این واکنشهامی تواند منجربه تولید بمب اتم شود. اما در بمب اتم ، تقریباً ذرات خالص اورانیوم 235 یا پلوتونیوم (باشکل و جرم معینی) باید با نیروی زیادی در کنارهم قرار گیرند. چنین شرایطی در یک رآکتور هسته ای وجود ندارد.

فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد

تعداد صفحات این مقاله   39 صفحه

پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید

دانلود مقاله نیروگاه ها و پستهای برق

اختصاصی از فی گوو دانلود مقاله نیروگاه ها و پستهای برق دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

پستهای برق
شبکه ها و پست های برق جهت رساندن انرژی الکتریکی از نیروگاههاو به محلهای مصرف و تبدیل آن به صورت قابل استفاده برای مصرف کننده احداث می شوند. پستهای برق از نظر طراحی و تجهیزات با توجه به نوع مصرف کننده های محل و ظرفیت نیروگاهها، طول و ولتاژ خطوط انتقال، شرایط جوی و فاکتورهای دیگر، اشکال متفاوتی به خود می گیرند. آنها ممکن است افزاینده یا کاهنده، مربوط به خط انتقال یا توزیع، میانراهی یا انتهایی و سرباز یا سربسته باشند.
کندانساتور سنکرون که به وسیله آن بار راکتیو شبکه را کنترل می کنند، یک عامل کامل کننده در پست برق به حساب می آید. تجهیزات مورد استفاده در پستها برای کلیه ولتاژهای استاندارد ساخته شده و از تنوع زیادی برخوردارند. مثلا؛ پستهای فشار قوی در سطح ولتاژهای 330، 500، 750 و 1150 کیلو ولت متناوب با پیشرفته ترین لوازم و ادوات، مجهز می باشند که از این جمله می توان از کندانساتورهای سنکرون با قدرت 50000 الی 100000 کیلو ولت آمپر، تعداد زیادی ترانسفورماتور یا اتوترانسفورماتور و کلیدهای فشار قوی نام برد.
کندانساتورهای سنکرون معمولا با خنک کننده هیدورژنی یا آبی و با تحریک تریستوری و یا لامپی (محتوی بخار جیوه) ساخته می شوند.
پستهای فوق که معمولا در یک شبکه سراسری قدرت قرار دارند اغلب در فضای گسترده احداث شده و توسط پرسنل متخصص نگهداری و بهره برداری می شوند، و بهره دهی صحیح و عملکرد بدون خسارت در انها قابل حصول
می باشد مگر با اتکاء به سیستم پیشرفته ای از کنترل و حفاظت و همچنین ارتباطات سریع، وقفه ناپذیر و کامل بین پرسنل محلی و دیسپاچر مرکزی شبکه برق.
پستهای برق D.C (kv800 یا بیشتر) نیر دارای تجهیزات پیچیده ای از قبیل رکتیفایرها و اینورتورها می باشند که نگهداری و بهره برداری از آنها نظارت و دقت ویژه ای را مطالبه می کند. در حال حاضر تعداد محدودی از پستها و خطوط انتقال D.C در جهان موجود است، ولی به لحاظ این که این خطوط با حذف بار راکتیو خط، نقش مهمی در ایجاد پایداری شبکه قدرت بازی می کنند، اخیرا مورد توجه قرار گرفته اند.
پستهای 110 تا 220 کیلو ولت سربسته عموما در نواحی شلوغ و پر جمعیت و یا مناطق صنعتی نصب شده و بخاطر محدودیت فضا اغلب در ابعاد کوچک احداث می شوند. این پستها معمولا با ظرفیتهای قابل گسترش طراحی شده و با استفاده از تدابیر مخصوصی سعی می شود که کمترین پارازیت را در محیط ایجاد نمایند.
پستهای 35 تا 110 کیلو ولت و بعضا 220 کیلو ولت با مدارهای ساده طراحی شده و در اغلب موارد در طرف فشار قوی آنها کلید قطع بار(دژنگتور) نصب شده و در طرف فشار ضعیف نیز کلیدهای نوع تابلویی 10-6 کیلو ولت که تجهیزات مربوط به حفاظت، فرمان و سیگنال نیز در آن تعبیه شده است، بکار برده می شود. برای کنترل و سیگنالینگ چنین پستهایی اغلب از برق A.C و D.C استفاده شده و نگهداری و بهره برداری آنها توسط اکیپهای سیار صورت میگیرد.
پستهای 10-6 کیلو ولت شهری یا روستایی نیز به طور برنامه ریزی شده توسط اکیپهای سیار بازرسی و نگهداری می شوند.

مراقبتها و تعمیرات پیشگیری کننده در مورد تجهیزات الکتریکی
عایقها، سیم پیچها، هادیها، یاتاقانها و قسمتهای دیگر تجهیزات الکتریکی به مرور زمان فرسوده و مستهلک می شوند،به همین جهت در نیروگاهها وشبکه های برق، سلسله اقداماتی به نام مراقبتهای پیشگیری کننده، طبق برنامه های مشخص صورت می گیرد(به صورت دوره ای).
هدف از این اقدامات همانگونه که از نامگذاری آن مشهود است، عبارتست از یافتن نواقص و تعویض یا ترمیم قسمتهای معیوب تا از بروز خسارتهای سنگین و حوادث ناگوار جلوگیری به عمل آید. اعمالی را که به عنوان پیشگیری می توان انجام داد به صورت ذیل دسته بندی می شوند:
الف) مدرنیزه کردن و اصلاح قسمتهای مختلف با هدف افزودن مدت
بهره دهی، بال بردن کیفیت کار و راندمان سیستم مثلا افزایش فشار هیدروژن از MPa 005/0 به MPa 3/0 در مورد توربوژنراتورهایی که با هیدروژن خنک می شوند، امکان ظرفیت ژنراتور تا حد 15 درصد را میسر خواهد ساخت.
ب) انجام کارهایی نظیر مسدود نمودن منافذی که باعث ورود گرد و غبار به داخل کلید خانه های سربسته می شوند و کنترل درجه حرارت آنها، تدارک هیترهای مخصوص برای تجهیزات تا از تشکیل شبنم روی قسمتهای سرد آنها در زمستان جلوگیری شود، تعویض و اشرهای لاستیکی فرسوده و نظایر آن. هر قسمت از شبکه قدرت باید ذخیره ای از قطعات مستهلک شونده سیستم را در اختیار داشته باشد، از این جمله می توان به جرقه گیر دژنگتورها، جاروبکهای ذغالی، یاتاقان الکتروموتورها و غیره اشاره نمود. طبیعی است که تعمیرات و مراقبتهای فوق بایستی در مناسبترین زمان صورت گیرد. در مورد نیروگاههای حرارتی و پستها، قصلهای بهار و تابستان که به دلیل افزایش درجه حرارت محیط الزاما بایستی بار را کاهش داد، نسبت به فصول پاییز و زمستان ارجحیت دارند، در حالی که در مورد نیروگاههای آبی بهترین زمان برای تعمیرات دوره ای ماههای کم آبی رودخانه می باشد. در عین حال برنامه تعمیرات فوق بایستی طوری ترتیب داده شود که در هر مقطع کاهش بار لازم برای انجام کار به حداقل ممکن برسد.
تمام قسمتهای عمل کننده باید به صورتی هماهنگ شوند که هر دستگاه همراه با متعلقات آن همزمان مورد تعمیر قرار گیرد. برای مثال توربوژنراتور و متعلقات الکتریکی و مکانیکی آن همراه با کابلها، جاروبکهات، دژنگتورها، تجهیزات فشار قوی، به انضمام ترانسفورماتوری که برق واحد فوق را به شبکه برق متصل
می نماید، بایستی به صورت هماهنگ و همزمان تعمیر و بازرسی شوند. همچنین کلیه رله های کنترلی و حفاظتی و تجهیزات ابزار دقیق مربوطه نیز در همین پریود باید بازرسی و تنظیم مجدد شوتد. تعمیراتموتورهای الکتریکی با کابلها، استارترها، رگولاتورها، پمپها یا ادوات دیگری که توسط آنها به کار می افتند نیز بایدهماهنگ باشد.
امروزه که برای اغلب تجهیزات شبکه قدرت مانند؛ ترانسفورماتورها، خطوط هوایی، باس بارهای فشار قوی، سیستم تحریک و غیره دستگاه رزرو پیش بینی می شود، قسمت عمده ای از تعمیرات و بازرسیهای دوره ای را می توان قبل از قطعی کامل واحد به انجام رساند که این کار کمک بزرگی به تسریع امور می نماید.
تعمیرات دوره ای و پیشگیری کننده بر حسب نوع و کیفیت انجام کار به دو دسته جزئی و اساسی تقسیم بندی می شوند.
در تعمیرات اساسی، قطعات واحد بطور کامل پیاده شده و درونیترین قسمتها نیز مورد رسیدگی قرار می گیرد. برای مثال تعویض و ترمیم قسمتهایی از سیم پیچی استاتور، روتور و ترانسفورماتورها، تعویض جرقه گیر دژنگتورها و امور دیگری که در عین حال در حیطه عمل متخصصین ورزیده و باتجربه میباشد.
تعمیرات جزئی شامل آن دسته از تعمیراتی است که اگر چه در حالت قطع واحد صورت می گیرد، ولی برای انجام آنها نیازی به پیاده نمودن قسمتهای پیچیده و قطعات بزرگ نمی باشد، مثلا بازرسی و تعمیر روی قسمتهایی از ژنراتور بدون خارج ساختن روتور، ترمیم روکش در انتهای کلاف سیم پیچهای ژنراتور، خشک نمودن ایزولاتورها و تمیز نمودن و بازرسی بوشینگ ترنسفورماتورها بدون جابه جایی آنها و غیره.
بر اساس تجربیات به دست آمده،تعمیرات اساسی در مورد تجهیزات الکتریکی در فواصلی به شرح زیر باید صورت گیرد:
1- توربوژنراتورهای با ظرفیت تا 100 مگا وات هر 5-4 سال یکبار.
2- توربوژنراتورهای با ظرفیت بیش از 100 مگا وات هر 4-3 سال یکبار.
3- راکتورها، ژنراتور توربینهای آبی و کندانساتورهای سنکرون هر 6-4 سال یکبار.
4- در مورد ترانسفورماتورهای اصلی نیروگاهها و ترانسفورماتورهای مصرف داخلی، اولین تعمیرات اساسی 8 سال پس از راه اندازی اولیه انجام گرفته و از آن به بعد با توجه به شرایط کاری آنها صورت می گیرد. ضمنا موتورهای الکتریکی روی ترانسفورماتورها نیز در صورت نیاز بایستی مورد تعمیرات اساسی قرار گیرند.
5- دژنگتورهای روغنی هر 8-6 سال یکبار.
6- سکسیونرهای قابل قطع زیربار، غیر قابل قطع زیربار (ایزولاتورها) وارت سویچها هر 8-4 سال یکبار.
7- دژنگتورهای هوایی (اطفاء جرقه آنها توسط جریان هوا صورت می گیرد) و تجهیزات جنبی آن هر 6-4 سال یکبار.
8- کمپرسورهای تهیه کننده هوای فشرده برای دژنگتورهای هوایی هر 3-2 سال یکبار.
9- کلیدهای اتصال کوتاه و کلیدهای ایزولاتور با محرکهاس آنها هر 3-2 سال یکبار.
قابل ذکر است که به طور عمومی دوره تناوب 8 سال بین تعمیرات اساسی چیزی است که در اغلب پستها و شبکه های قدرت رعایت می شود. تعمیرات جزئی نیز در فواصل بین تعمیرات اساسی بر حسب نیاز و عموما هر 2-1 سال یکبار صورت می گیرد، و بالاخره کیفیت هر دستگاه پس از تعمیرات، معمولا با 24 ساعت کار مداوم تمام بار ارزیابی می شود.

تست عایقها
الف- اندازه گیری مقاومت D.C و ضریب جذب عایق
مقاومت D.C عایقها به وسیله مگا اهم متر اندازه گیری می شود.
مگا اهم متر از یک ژنراتور D.Cبا کویل گردان دستی و مغناطیس طبیعی (G)، یک دستگاه عقربهای نشان دهنده و تعدادی مقاومت سری تشکیل شده است.
دستگاه نشان دهنده مذکور یک میلی آمپر متر از نوع اندوکسیونی است که در آن یک سیم پیچ معکوس که از طریق مقاومت 1r به دو سر ژنراتور بسته شدهاست، به عنوان نیروی مقاوم بجای فنر عمل می کند. ضمنا قسمتی از ولتاژ روی مقاومت 2 rافت نموده و دستگاه رادر مقابل جریانهای شدید حفاظت می نماید.
در بعضی از مگااهم مترها مقاومتهای 2r` و 21r`` از طریق انتخاب مقیاسهای مختلف به وسیله کلید سلکتور، با مجموعه مقاومت 2r و کویل دستگاه نشان دهنده پارالل قرار می گیرند.
این مقاومتها به صورتی انتخاب می شوند که وقتی کلی سلکتور در وضعیت 10 یا 100 قرار داده می شود فقط 1/0 یا 01/0 جریانی که از مقاومت عایق می گذرد، در مدار مشترک عایق و کویل عبور نماید. بدین صورت آنچه که در مقیاسهای فوق روی دستگاه نشان دهنده خوانده می شود باید به به ترتیب برده یا صد تقسیم شود، (باید توجه داشت که دستگاه نشان دهنده بر حسب مقاومت اهمی مدرج شده است) که البته این عمل در مدرج کردن دستگاه رعایت می شود.
معمولا در مگا اهم مترها مجموعه مقاومت داخلی دستگاه که به طور سری با مقاومت مورد اندازه گیری قرار می گیرد، بر حسب موقعیتهای مختلف کلید سلکتور عبارتند از : 1، 1/0 و 01/0 مگااهم.
مجموعه مقاومتهایی (مقاومت معادل) که در مدار اندازه گیری با ژنراتور، سری شده است = ∑r مگااهم متر دارای سه ترمینال به نامهای L ، E و S می باشد. ترمینالهای L و E برای بسته شدن به مقاومت مورد اندازه گیری و زمین در مواردی که مقاومت عایق نسبت به زمین اندازه گیری می شود و یا برای بسته شدن به دو سر عایق در موارد اندازه گیری مستقل از زمین به کار می رود.
در مواردی که جریان نشتی عایقهای پارالل با عایق مورد اندازه گیری، موجب انحراف نتیجه از مقدار واقعی می شود، با ایجاد الکترود پرده از آن ممانعت به عمل آورده و این الکترود را به ترمینالS متصل می نمایند. قابل ذکر است که الکترود پرده، مدار جریان ناخواسته را به صورتی می بندد که از درون دستگاه اندازه گیری عبور ننماید.
کیفیت عایقی که در ولتاژ متناوب به کار برده می شود، به علت وجود ظرفیت خازنی که به ابعاد فیزیکی و جنس عیاق بستگی دارد با اندازه گیری مقاومت D.C به تنهایی مشخص نمی شود، لذا برای این منظور از پارامتر دیگری به نام ضریب جذب استفاده می شود. این پارامتر از نسبت بین مقاومت D.C عایق پس از 60 ثانیه و 15 ثانیه از لحظه اعمال ولتاژ روی آن به دست می آید.
برای سدت آوردن این ضریب باید اندازه گیریهای فوق به طور پی در پی و در ثاینیه های پانزدهم و شصتم توسط مگااهم متر دستی و ترجیحا الکترونیکی به عمل آید. ضریب جذب برای عایقهای خشک رقمی بین 5/1 تا 2 و برای عایقهای مرطوب و فاسد حدود یک میباشد.مقاومتD.C عایق سیم پیچی ترانسفورماتورها معمولا در شرایط کار نامی یعنی دمای بین 70 تا 80 درجه سانتیگراد اندازه گیری می شود.
قابل ذکر است که اندازه مقاومت D.C عایق به ازاء هر 18 درجه سانتیگراد افزایش درجه حرارت حدود 50 درصد کاهش پیدا می کند. برای ارزیابی مقاومتهای اندازه گیری شده معمولا آنها را با نتایج تست کارخانه ای که در مدارک فنی دستگاه مندرج است مقایسه می نمایند، لذا برای این کار باید اندازه ها را بر اساس درجه حرارت مربوط به تست مورد مقایسه، اصلاح نمود.
باید توجه داشت که به هر حال اندازه گیری مقاومتD.C عایق در دمای پایین تر از 10 درجه سانتیگراد مجاز نمی باشد. به همین جهت در بعضی موارد باید با روشهای بخصوصی ترانسفورماتور را گرم کرده و دمای ان را تا حد مناسب برای اندازه گیری افزایش داد. برای به دست آوردن ارقام 15R و 60 Rباید پس از اتصال به ترمینالهای مگا اهم متر دسته آن را با سرعت ثابت و یکنواخت بگردش درآورده و بعد از 15 ثانیه به ترتیب ارقام مذکور را از روی دستگاه نشان دهنده مشاهده و یادداشت نمود. طبیعی است که اگر مگااهم متر از نوع الکتریکی بوده و یا دسته آن توسط موتورالکتریکی به گردش در آید، کار اندازه گیری با سهولت و دقت بیشتری انجام خواهد گرفت. مع هذا محرکهای الکتریکی نیز که برای گرداندن مگا اهم مترها ساخته شدهاند، در انجام این عمل چندان قابل اعتماد نیستند، لذا اغلب از دستگاه کنترون(مولد فشار قوی) همراه با رکتیفایر استفاده می شود. این روش نیز در مورد دستگاههای با ابعاد فیزیکی بزرگ مانند بعضی از ماشینهای الکتریکی و یا ترانسفورماتورها به علت نوسانات موجود در ولتاژ برق شهری از دقت کافی برخوردار نیست، به همین جهت در چنین مواردی باید دستگاه کنترون را همراه با تثبیت کننده ولتاژ مورد استفاده قرار داد.برای اندازه گیری مقاومت عایق سیم پیچهای میدان (روتور) در ماشینهای سنکرون و همچنین باطریها معمولا از روش ولتمتری استفاده می شود.
ب- اندازه گیری تلفات عایق
تعیین میزان تلفات یک عایق و مقایسه آن با مقادیر اولیه، معیارخوبی برای ارزیابی وضعیت آن می باشد اصولا افزایش تلفات در عایقهای جامد ناشی از جذب رطوبت و در روغنها به علت افزایش درصد آب یا آلودگیهای دیگر در آن
می باشد.باید دانست که مقدار تلفاتی که در مورد یک ترانسفورماتور اندازه گیری می شود جمع تلفات در روغن و ایزولاسیون جامد سیم پیچ بوده و هرگاه تلفات عایق یک ترانسفورماتور از مقدار مجاز تجاوز نماید ابتدا باید روغن را به طور جداگانه مورد آزمایش قرار داد تا بتوان وضعیت ایزولاسیون جامد سیم پیچ را ارزیابی نمود .
با توجه به این که با تعیین مقدار تلفات به طور مطلق و بدون در نظر گرفتن ابعاد فیزیکی و جنس عایق نمی توان قضاوت صحیحی در مورد آن به عمل آورد بهترین پارامتری که می تواند وضعیت ایزولاسیون را مشخص نماید نسبت مولفه اکتیو به مولفه راکتیو ( کاپاسیتیو ) جریان مشتی عایق می باشد .
با اندازه گیری ضریب تلفات یا Tg در مورد یک عایق می توان وضعیت آنرا از نظر استقامت حرارتی، میزان رطوبت جذب شده و عمر عایق ارزیابی نمود.
استفاده از پل معکوس اندازه گیری Tg مربوط به ایزولاسیون سیم پیچهای ترانسفورماتور را امکان پذیر می سازد. قابل ذکر است که در ترانسفورماتورها وضعیت عایق هر کدام از فازها نسبت به بدنه ترانس در حالی که فازهای دیگر نیز تماما ارت شدهاند مورد تست قرار می گیرد. اگر Tg در مورد ایزولاسیون یکی از تجهیزات الکتریکی که به منظور تست از سرویس خارج شده است از میزان مجاز تجاوز کند، در صورت موجود نبودن دستگاه رزرو و با اجازه مدیر فنی قسمت می توان آن را مجددا تحت سرویس قرار داد، البته بایستی از وجود سیستم حفاظت در مقابل ولتاژ زیاد دستگاه اطمینان حاصل نمود.
تجربه نشان داده است که در موارد زیر خطر اتصال کوتاه در ایزولاسیون تجهیزات الکتریکی که مستقیما مربوط به فساد عایق باشد وجود ندارد:
الف: وقتی که ایزولاسیون دارای Tg ثابتی است و با مرور زمان افزایش پیدا نمی کند.
ب: وقتی که Tg روغن بوشینگ دژنگتورهای روغنی که مستقیما روی کلید اندازه گیری شده است بدون توجه به اندازه گیری قبلی در حد استاندارد باشد.هرگاه Tg ایزولاسیون در بین دو تست متوالی افزایش پیدا کند بهتر است برای حفظ احتیاط فاصله زمانی تستها را کاهش داد.
ج- اندازه گیری ظرفیت خازنی عایق
با اندازه گیری ظرفیت خازنی ایزولاسیون تجهیزات الکتریکی در دو فرکانس و یا دو درجه حرارت مختلف می توان اطلاعاتی مشابه با نتیجه تست تلفات دی الکتریک از وضعیت عایق بدست آورد. وجه تمایز تست ظرفیت خازنی در دو فرکانس مختلف با دستگاههایی که جهت همین کار ساخته شده اند، در این است که در هر درجه حرارتی قابل انجام بوده و احتیاجی به گرم کردن ترانسفورماتور و یا تجهیزات دیگر نیست، و به همین جهت پرسنل را از حمل و نقل دستگاهها و ادوات نسبتا سنگینی که برای گرمایش به کار می روند بی نیاز می سازد.
در این روش اساس کار بر این اصل مبتنی است که کاپاسیته عایق باتغییر فرکانس تغییر می نماید. تجربه نشان می دهد که در مورد ایزولاسیون سیم پیچیهایی که آب زیادی به خود جذب نموده اند نسبت بین کاپاسیته در فرکانس 2 هرتز و 50 هرتز حدود 2 بوده و در مورد ایزولاسیون خشک این نسبت حدود یک خواهد بود.
اندازه گیری فوق معمولا بین سیم پیچ هر کدام از فازها و بدنه در حالی که بقیه سیم پیچیها نیز ارت شده اند انجام می گیرد و طبیعی است که برای محاسبه نسبت مورد نظر بایستی در هر دو حالت کاپاسیته را با واحد مشابهی اندازه گیری نمود؛ مثلا میکروفاراد یا پیکوفاراد.
دقیق ترین روش برای بررسی نتایج به دست امده در هر آزمایش، مقایسه آن با مقادیر کارخانه ای و یا تست مشابه قبلی می باشد، که البته در این عمل باید ارقام براساس درجه حرارت واحدی اصلاح شده باشند. چنانچه مقایسه فوق به عللی تحقق پذیر نباشد، می توان به بعضی از استانداردهایی که در این زمینه موجود است مراجعه نمود. برای مثال، پس از انجام تعمیرات، میزان مقاومتD.C عایق نباید کاهش بیش از 40 درصد(برای ترانسفورماتور 110 کیلووات به بالا 30 درصد)، ضریب افزایش بیش از ده درصد و Tg افزایش بیش از 30 ردصد نسبت به نتایج قبل از تعمیرات را نشان بدهند.
همچنین وضعیت ایزولاسیون رامی توان از روی مقادیر مطلق Tg و نیز ارزیابی نمود زیرا در درجه حرارتهای 10 و 20 درجه سانتی گراد نسبت KC=
بایدبه ترتیب مقادیری حدود 2/1 و 3/1 را داشته باشند .
روش اندازه گیری کاپاسیته عایق در دودرجه حرارت مختلف بر این اساس مبتنی است که در میزان ظرفیت خازنی عایقهای خشک با افزایش درجه حرارت عملا تغییری حاصل نمی شود در حالی که در عایقهای مرطوب این تغییر به وضوح دیده می شود بنابراین مقایسه کاپایسته عایق در درجه حرارتهای حدود 10 و 80 درجه سانتیگراد می تواند ما را از وجود رطوبت یا عدم آن در عایق آگاه سازد . برای مثال ظرفیت خازنی ایزولاسیون ترافسفورماتورها برای این منظور در درجه حرارتهای 20 و 70 درجه سانتیگراد اندازه گیری می شود .
همانطور که قبلا نیز اشاره شد در ترانسفورماتورها ایزولاسیون هر فاز نسبت به بدنه در حالی که سرهای قابل دسترسی بقیه سیم پیچ ها مشترکا به زمین وصل شده اند مورد تست قرار می گیرد.
اصولا در این روش پارامتر مبین وضعیت عایق خواهد بود که در آن Chot کاپاسیته ایزولاسیون در دمایc 70 و Ccold کاپاسیته همان ایزولاسیون در دمایی50 درجه کمتر از آن یعنی حدود 20 درجه سانتیگراد در نظر گرفته می شود
قابل ذکر است که در مورد ترانسفورماتورها منظور از دمای عایق دمای ایزولاسیون جامد مجاور سیم پیچها بوده و در تراسفورماتورهای 110 کیلو ولت به بالا که به دلیل بزرگ بودن مخزن و حجم زیاد روغن ،عمل تعادل حرارتی بین ایزولاسیون جامد و ایزولاسیون جامد مجاور آن را از فرمول زیر محاسبه
می نمایند :
که در آن R1 ,T1 مقاومت D.C و درجه حرارت مس یکی از فازها است که از مدارک کارخانه ای اخذ شده و یا قبلا در حال تعادل حرارتی اندازه گیری شده است و R2 مقاومت D.C همان فاز پس از گرمایش فعلی است که به روش ولت آمپر و با دستگاههای باکلاس بالا اندازه گیری می شود .
برای ترانسفورماتورهای زیر 110 کیلو ولت بر اساس تجربیات عملی بدست آمده درجه حرارت سیم پیچ را معمولا 15 درجه کمتر از دمای روغن در قسمت بالای مخزن ترانس به حساب می آورند .
به هر ترتیب تحقق رابطه :
مبین وضعیت یک ایزولاسیون خشک می باشد در اینجا قابل ذکر است که بعضی از سازندگان ترانسفورماتور رابطه زیر را برای این منظور پیشنهادمی نمایند :
اگر دستگاه مخصوص اندازه گیری موجود نباشد می توان کاپاسیته عایق را به روش ولت آمپر اندازه گیری نمود ( اعمال متناوب روی عایق و اندازه گیری آمپر نشتی آن ) در این صورت مقدار کاپاسیته از رابطه زیر به دست می آید :
که در آن : جریان نشتی = I و ولتاژ V=
روش نسبتا ساده و دقیق دیگری برای آزمایش ایزولاسیون ترانسفورماتورها بر اساس شارژ سریع و آنی عایق و تخلیه آرام آن در یک دی الکتریک دیگر ابداع شده و به متد تغییر کاپاسیته بر حسب زمان موسوم می باشد سرعت افزایش ولتاژ در دی الکتریک مذکور کا ناشی از تخلیه آرام ایزولاسیون تحت آزمایش است وجود و یا عدم وجود آن را در ایزولاسیون مشخص می نماید .
د - تست فشار قوی عایق :هدف از این تست مشخص نمودن محلهای ضعیف احتمالی در درون عایق بوده و با ولتاژ متناوب و یا دائم قابل انجام می باشد و طبیعی است که در تستهایی با ولتاژ متناوب پدیده هایی کاملا مشابه با شرایط کاری در درون عایق بوجود می آید ( منظور عایقهایی است که در جریان متناوب کار می کنند ) برای مثال در تست با ولتاژ دائم تلفات دی الکتریک عملا ناچیز بوده و ولتاژ در درون آن متناسب با مقاومت اهمی توزیع می شود البته اصولا روش D.C برای ایزولاسیون ایمن تر بوده و معمولا د رمودر تجهیزاتی که دارای کاپاسیته زیاد هستند و نیز برای تعیین محل اتصالی به کار می رود .
روشهای خشک کردن ژنراتورها
اکثر اوقات و بخصوص د رکارخانه های سازنده ژنراتورها را در فضای مسدود و بعضا در تخت شرایط خلاء می کنند در زیر چند خشک کردن ژنراتورها مختصرا توضیح داده شده است :
الف : گرم کردن هسته استاور به روش القایی
در این روش با ایجاد سیم پیچ روی بدنه استاور و تولید شار مغناطیسی در داخل آهن موجبات گرم شدن آن را فراهم می آورند ضمنا ممکن است ژنراتور بدون روتور و یا همراه با آن خشگ گردد سیم پیچ فوق از چند حلقه سیم روپوش دار تشکیل می شود برای مثال سیم پیچی که برای خشک کردن کند انساتور تیپ ( 11-50000KCB) با ظرفیت MVA 50 به کار می رود توسط ده دور سیم روپوش دار مسی که طول کل آنها 100 متر و سطح مقطع آن mm2120 است ایجاد شده و تحت ولتاژ 380 ولت قرار می گیرد در این روش استفاده از سیمهای زرده دار و یا با روپوش سربی به علت اینکه باعث اتصال کوتاه شدن ورقه های هسته استاتور شده و جریانهای زیانمندی را ایجاد می نمایند مجاز نبوده و ضمنا برای اطمینان بیشتر معمولا سیمها را در دو سر ژنراتور در محل بهره برداری خشک می شود باید روتور آن در خلال عملیات توسط ترنینگ گیر و در فواصل منظم زمانی جابجا گردد .

فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد

تعداد صفحات این مقاله   30 صفحه

پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید