مبدأ محطة الطاقة النووية. بناء محطة للطاقة النووية للدمى. أنواع محطات الطاقة الحرارية

علامات الحمل بعد زرع الأجنة

في السنوات الأولى من السلطة السوفيتية، تحت قيادة لينين، تم تطوير خطة لبناء محطات توليد الطاقة وكهربة روسيا - خطة GOELRO. أطلق فلاديمير إيليتش على هذه الخطة اسم البرنامج الثاني للحزب. وعند مناقشته قال لينين: «الشيوعية هي السلطة السوفيتيةبالإضافة إلى كهربة البلاد بأكملها."

ولا يمكن تصور الإنتاج الحديث بدون المحركات الكهربائية التي تحرك مختلف الآلات والأجهزة والخطوط الأوتوماتيكية. بدون كهرباء، لن يعمل أي منهم النظام الآليإدارة العملية التكنولوجية. تستخدم الكهرباء على نطاق واسع في زراعة، على السكك الحديدية والنقل الحضري. اليوم الكهرباء هي الرفيق الدائم للإنسان. مصانع الطاقة الكهربائية هي محطات توليد الطاقة. كانت محطة فولخوف للطاقة الكهرومائية، البكر لـ GOELRO، بقدرة 66000 كيلووات فقط. وبنيت في سنوات ما بعد الحربتبلغ قدرة محطة فولغا للطاقة الكهرومائية التي سميت على اسم المؤتمر الثاني والعشرين للحزب الشيوعي السوفييتي 2 مليون و500 ألف كيلوواط. الأنواع الرئيسية لمحطات الطاقة: الهيدروليكية والحرارية.

وفي حين أن مخزونات اليورانيوم في البلاد محدودة، فإن الثوريوم لديه احتياطيات أكبر بكثير ويمكن أن يوفر طاقة أكبر بمئات المرات من نفس كتلة الوقود. إن حقيقة إمكانية استخدام الثوريوم نظريًا في مفاعلات الماء الثقيل ترجع إلى تطوير هذين الاثنين.

يوجد أدناه رابط لإظهار هذه العمليات بيانياً. الضغط على المفاعل الثقيل. . وكما تقوم العديد من محطات الطاقة الحرارية التقليدية بتوليد الكهرباء باستخدام الطاقة الحرارية المنبعثة من حرق الوقود الأحفوري، تقوم محطات الطاقة النووية بتحويل الطاقة المنطلقة من نواة الذرة، عادة من خلال الانشطار النووي.

محطات توليد الطاقة الحرارية

في محطة الطاقة الحرارية، يتم الحصول على الكهرباء من الطاقة الموجودة في الوقود. الأجزاء الرئيسية لمحطة الطاقة الحرارية هي كما يلي: مخزن للوقود وأجهزة لتمييز الفحم وغلاية بخارية وتوربين مع مولد.

يصل الفحم إلى مستودع الوقود. آلية خاصة - شاحنة قلابة - تقوم بتحميل الفحم في المخبأ. تقوم الناقلات الحزامية بإدخاله إلى مطحنة الكرات، حيث يتم طحن الفحم إلى غبار. يمر غبار الفحم عبر الأنابيب إلى حجرة منفصلة حيث توجد غلايات البخار. غلاية البخار الحديثة عبارة عن هيكل كبير مبنى متعدد الطوابق. يتم نفخ غبار الفحم في فرن الغلاية مع الهواء الساخن. يمكن استخدام النفط أو الغاز كوقود. في فرن الغلاية، يحترق الغبار على شكل شعلة، بينما تنطلق كمية كبيرة من الحرارة. يسخن الماء الموجود في الأنابيب ويتحول إلى بخار. يتجمع البخار في الأسطوانة العلوية للغلاية. ثم يمر عبر ملف، محمص، حيث يتم تسخينه إلى درجة حرارة 400 - 500 درجة. من المرجل، يدخل البخار المسخن إلى التوربينات البخارية المثبتة في غرفة المحرك بمحطة الطاقة من خلال خط أنابيب. التوربين البخاري هو محرك حراري يحول الطاقة البخارية إلى طاقة ميكانيكية لدوران العمود. يدخل البخار من الغلاية إلى التوربين تحت ضغط عالٍ. يحتوي التوربين على نظام من الشفرات الثابتة التي توجد بينها شفرات دافعة مثبتة على عمود. دعونا نفكر في تشغيل إحدى العجلات. في القنوات الموجودة بين ريش العمل يتغير اتجاه حركة البخار، حيث يعمل البخار على الشفرات ويدور عمود التوربين بسرعة عالية تبلغ 3000 دورة في الدقيقة. من التوربين، يدخل بخار العادم إلى المكثف. يدور في أنابيب المكثف ماء بارديتم إمداد الغلاية بالمياه التي تم الحصول عليها من البخار مرة أخرى بواسطة مضخة التغذية. يتم تحويل الطاقة الميكانيكية للتوربين إلى طاقة كهربائية في مولد، يتم توصيل عموده بعمود التوربين. دعونا نلقي نظرة على المولد في القسم. وهو يتألف من الجزء الثابت والدوار. العاصمةمن مصدر خارجي عبر الفرش والحلقات يمر عبر لف الدوار. عندما يدور الجزء المتحرك، يتدفق مجاله المغناطيسي إلى ملف الجزء الثابت. يتم إحداث تيار كهربائي متناوب عالي الطاقة في ملفات الجزء الثابت. يتم توفير هذا التيار إلى المحطة الفرعية التصاعدية. وفقا لقانون حفظ وتحويل الطاقة، فإن محطة توليد الكهرباء لا تنتج الطاقة. فهو فقط يحول الطاقة الكيميائية الموجودة في الوقود إلى طاقة بخارية، والتي بدورها تتحول إلى طاقة ميكانيكية ومن ثم إلى طاقة كهربائية. وتبلغ كفاءة محطة الطاقة الحرارية حوالي 25%. تعمل محطات الطاقة السوفيتية الكبيرة على تشغيل توربينات بقدرة 150 - 200 ألف كيلووات. وتم إنشاء توربينات بقدرة 300 ألف كيلووات. تنتج المولدات القوية عشرات الآلاف من الأمبيرات من التيار بجهد يبلغ حوالي 10000 فولت. عادة ما يتم بناء محطات الطاقة الحرارية حيث يوجد احتياطي للوقود. فحم، الغاز، الخث. يتم نقل الكهرباء سلكيا إلى المستهلكين لمئات الكيلومترات. نظرًا لأن الطاقة الحالية تساوي التيار مضروبًا في الجهد، فإن شدة التيار ستكون كبيرة جدًا عند الجهد المنخفض. سوف تصبح الأسلاك ساخنة للغاية، مما سيؤدي إلى فقدان كبير للكهرباء. لتقليل فقد الكهرباء، سيكون من الممكن تقليل مقاومة الأسلاك عن طريق زيادة مقطعها العرضي. ولكن بعد ذلك سيتعين استخدام كمية كبيرة من المعدن. كيف يمكن تجنب ذلك؟ من الضروري تقليل التيار عن طريق زيادة الجهد بنفس المقدار. تحتاج فقط إلى ضمان عزل أفضل للأسلاك. تستخدم المحولات لتحويل التيار والجهد. أنها تزيد من الجهد وبالتالي تقلل التيار. القوة الحالية تبقى دون تغيير. بالنسبة لنقل الطاقة لمسافات طويلة، يتم استخدام الفولتية التي تصل إلى 500 كيلو فولت. تيار الجهد العالي الخطوط الجويةيتم نقلها إلى مكان الاستهلاك. وهنا يدخل التيار إلى المحطة الفرعية الرئيسية، حيث يتم تخفيض الجهد إلى 6600 فولت باستخدام المحولات. من المحطة الفرعية المتدرجة عبر الخطوط الهوائية و الكابلات تحت الأرضيتم توفير التيار إلى المحطات الفرعية الأخرى الموجودة في المؤسسات وشوارع المدينة. هنا يتم تخفيض الجهد مرة أخرى من 6600 فولت إلى القيمة المستخدمة في الحياة اليومية وفي الإنتاج.

عندما تمتص نواة ذرية كبيرة الحجم نسبيًا نيوترونًا، يحدث الانشطار الذري غالبًا. يقسم الانشطار الذرة إلى نواتين أصغر أو أكثر الطاقة الحركية، كما تنبعث منها أشعة غاما والنيوترونات الحرة. يمكن لاحقًا امتصاص بعض هذه النيوترونات بواسطة ذرات انشطارية أخرى وإنشاء المزيد من الانشطارات، مما يؤدي إلى إطلاق المزيد من النيوترونات، وما إلى ذلك.

يمكن التحكم في هذا التفاعل النووي المتسلسل باستخدام سموم النيوترونات ووسطاء النيوترونات لتغيير نسبة النيوترونات التي ستستمر في التسبب في أكثرالانقسامات. تحتوي المفاعلات النووية عادةً على أنظمة أوتوماتيكية ويدوية لإيقاف التفاعل الانشطاري في حالة اكتشاف ظروف غير آمنة.

محطات الحرارة والطاقة المشتركة (CHP)

لتدفئة المباني السكنية و مباني الإنتاجيستغرق الكثير من الحرارة. ويمكن الحصول عليه من محطات الحرارة والطاقة المشتركة (CHP). هذه هي محطات توليد الطاقة التي تطلق، إلى جانب الكهرباء، جزءًا كبيرًا من الحرارة للمستهلكين القريبين. تسخين المياه التي توفرها محطات الطاقة الحرارية للتدفئة و الاحتياجات المنزليةيتم إنتاج السكان في سخانات المياه بالبخار الخاصة. النظر في مخطط حزب الشعب الجمهوري. يدخل بخار العادم من التوربين إلى المبادل الحراري. وهنا يتكثف ويعود المكثف إلى المرجل. يتم تسخين المياه المتداولة في أنابيب المبادل الحراري وضخها إلى شبكة التدفئة.

يقوم نظام التبريد بإزالة الحرارة من قلب المفاعل وينقلها إلى منطقة أخرى من المحطة، حيث طاقة حراريةيمكن استخدامها لتوليد الكهرباء أو أداء غيرها عمل مفيد. عادة، يتم استخدام المبرد الساخن كمصدر حرارة للغلاية، والبخار المضغوط من تلك الغلاية سوف يحرك واحدًا أو أكثر من المولدات الكهربائية التي تعمل بتوربينات البخار.

هناك العديد من تصاميم مختلفةاستخدام المفاعلات أنواع مختلفةالوقود والمبردات بما في ذلك مخططات مختلفةإدارة. تم تصميم بعض هذه التصاميم لتلبية احتياجات محددة. على سبيل المثال، مفاعلات للغواصات النووية والكبيرة السفن البحريةوعادة ما تستخدم اليورانيوم عالي التخصيب كوقود. يؤدي اختيار الوقود هذا إلى زيادة كثافة طاقة المفاعل وإطالة عمر الوقود النووي، ولكنه أكثر تكلفة وأكثر خطورة على الانتشار النووي من بعض أنواع الوقود النووي الأخرى.

محطات الطاقة الكهرومائية

يتم إيلاء الكثير من الاهتمام في بلادنا لبناء محطات الطاقة الكهرومائية. إن وجود الأنهار الكبيرة يخلق ظروفًا مواتية لبناء محطات الطاقة الكهرومائية القوية. وتبلغ موارد الطاقة الكهرومائية في بلادنا 420 مليون كيلووات. محطة الطاقة هي الجزء الرئيسي من مجمع الطاقة الكهرومائية. يشتمل مجمع محطات المياه على بلاطة تصريف من الخرسانة المسلحة لتمرير المياه أثناء الفيضانات، وبلاطة ترابية، وقفل للشحن، وحاجز للأمواج، والري وغيرها من الهياكل. ويقسمها البلاتين المبني عبر النهر إلى الجزء العلوي- البركة العلوية حيث تتجمع المياه والجزء السفلي من البركة السفلية. يشكل الفرق في مستوى النهر بين البركتين العلوية والسفلية الضغط الناتج عن البلاتين والذي تستخدمه التوربينات. تمر المياه التي يحتفظ بها البلاتين عبر القناة إلى غرفة حلزونية تحيط بدافع التوربين الهيدروليكي. من الحجرة الحلزونية، يتدفق الماء بسرعة عالية إلى شفرات دافعة التوربين الهيدروليكي ويقوم بتدويرها. يتم توصيل عمود دوار المولد بعمود التوربين. يشكل التوربين الهيدروليكي والمولد وحدة هيدروليكية. عندما تعمل الوحدة الهيدروليكية، يتم تحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية. بعد الانتهاء من العمل في التوربينات الهيدروليكية، يتدفق الماء عبر القناة إلى مجرى النهر. وتتميز محطات الطاقة الكهرومائية بالكفاءة العالية، فهي تستخدم أكثر من 90% من الطاقة الناتجة عن تدفق المياه. محطات الطاقة الكهرومائية لا تستهلك الوقود. يتم خدمتهم من قبل فريق عمل صغير. كل هذا يقلل من تكلفة الكهرباء. مثل محطة الطاقة الحرارية، لا تقوم محطة الطاقة الهيدروليكية بتوليد الطاقة، بل تقوم فقط بتحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية. من المولدات، يتم توفير التيار الكهربائي إلى محولات المحطة الفرعية، ومن هناك خطوط الجهد العالينقل الطاقة إلى المستهلكين البعيدين. يتم إنشاء خزان بالقرب من سد محطة الطاقة الكهرومائية، حيث تتراكم كمية كبيرة من المياه، مما يضمن تشغيل المحطة الكهرومائية على مدار العام. تستخدم محطة الطاقة الكهرومائية الطاقة فقط منطقة معينةالأنهار. للمزيد من استخدام كاملطاقة النهر تبني سلسلة من محطات الطاقة. هذا هو اسم العديد من محطات الطاقة الموجودة واحدة تلو الأخرى.

يمكن بناء منشآت آمنة بشكل سلبي، ويتم متابعة التصاميم الأخرى التي تعتبر خالية من العيوب تقريبًا. المرونة محطات الطاقة النووية. كثيرا ما يقال إن المحطات النووية غير مرنة في إنتاجها، مما يعني ضمنا الحاجة إلى استخدام أشكال أخرى من الطاقة لتلبية الحد الأقصى من الطلب. وفي حين أن هذا ينطبق على بعض المفاعلات، إلا أنه لم يعد صحيحًا بالنسبة لبعض التصميمات الحديثة على الأقل.

تُستخدم المحطات النووية عادةً في وضع التحميل على نطاق واسع في فرنسا. تتمتع مفاعلات الماء المغلي عادة بقدرة تحميل تتحقق عن طريق تغيير تدفق الماء المعاد تدويره. تبدأ دورة الوقود النووي عندما يتم استخراج اليورانيوم وتخصيبه وإنتاجه إلى وقود نووي، والذي يتم تسليمه إلى محطة الطاقة النووية. وبعد الاستخدام في محطة توليد الكهرباء، يتم نقل الوقود المستهلك إلى محطة إعادة المعالجة أو إلى المستودع النهائي للتخلص منه جيولوجياً.

تربط خطوط نقل الطاقة ذات الجهد العالي محطات الطاقة الحرارية والكهرومائية، وتجمعها في نظام طاقة. تستفيد محطات الطاقة الكهرومائية من الفيضانات بشكل كامل وتطلقها خلال هذه الفترات أكبر عددويمكن لمحطات الطاقة الكهربائية والحرارية إصلاح الغلايات والتوربينات خلال هذه الفترة. متى إغلاق طارئإحدى المحطات، والمحطات الأخرى في نظام الطاقة تأخذ حملها الكهربائي. يتم التحكم في الوحدات والأنظمة مركزيًا من مركز التحكم. بعد إطلاق محطتين للطاقة الكهرومائية فائقة القوة على نهر الفولغا، تم إنشاء نظام طاقة موحد للجزء الأوروبي من الاتحاد السوفيتي.

ومن خلال إعادة المعالجة، يمكن إعادة تدوير 95% من الوقود المستهلك لاستخدامه في محطات توليد الطاقة. المفاعل النووي هو جزء فقط دورة الحياةالطاقة النووية. تبدأ العملية بالتطور. مناجم اليورانيوم هي مناجم تحت الأرض أو حفرة مفتوحة أو مناجم تحت الأرض. وفي كلتا الحالتين، يتم استخراج خام اليورانيوم، وعادة ما يتم تحويله إلى شكل مستقر ومضغوط مثل الكعكة الصفراء، ثم يتم نقله إلى منشأة المعالجة. وهنا يتم تحويل كعكة الصفار إلى سداسي فلوريد اليورانيوم، والذي يتم بعد ذلك تخصيبه بطرق مختلفة.

  • 6. الرسوم البيانية للحمل والطاقة اليومية. كيف يتم تغطيتها بأنواع مختلفة من محطات الطاقة؟
  • 7. الطاقة الكهربائية والبيئة (قارن بين محطات الطاقة الحرارية ومحطات الطاقة الكهرومائية).
  • 8. ماذا تدرس الهيدرولوجيا الهندسية؟ المفاهيم الهيدرولوجية الأساسية. أمثلة على هيدروغراف النهر في المنطقة الوسطى لسنوات المياه المرتفعة والمنخفضة.
  • 9. استخدام الطاقة المائية. الضغط والتدفق. قوة تدفق المياه. على ماذا يعتمد إنتاج الكهرباء؟
  • 10. طرق خلق الضغط.
  • 11. ما هي محطة تحويل الطاقة الكهرومائية؟
  • 12. موارد الطاقة المائية - الإمكانات الإجمالية والفنية والاقتصادية ونسبتها التقريبية.
  • 13. محطات المياه – الأنواع الرئيسية من الهياكل التي تدخل في تركيبها، وكيفية التعبير عن الطبيعة المعقدة لمحطات المياه.
  • 14. الخزانات: معالمها الرئيسية ومشاكلها أثناء الإنشاء والتشغيل.
  • 15. خزانات التنظيم طويلة الأمد، السنوية واليومية، ما الذي يحدد إمكانية إنشائها؟
  • 16. هياكل الطاقة الكهرومائية الرئيسية وأنواع تخطيطات محطات الطاقة الكهرومائية.
  • 17. أسس الهياكل الهيدروليكية وطرق تحسينها.
  • 18. أنواع السدود الترابية – عناصرها الإنشائية المميزة. ما الذي يجب أولاً حماية سد التربة منه؟
  • 19. السدود الخرسانية الجاذبية – أنواع الهياكل والعناصر الرئيسية.
  • 20. دعم السدود الخرسانية مبدأ التشغيل وتصميم واجهات الضغط.
  • 22. أجهزة منع الترشيح في السدود الخرسانية – الغرض والأنواع
  • 23. محيط السد تحت الأرض – الغرض والعناصر الهيكلية الرئيسية.
  • 24. ما هو الترشيح، ارسم مخططًا لضغط المياه المفلترة على قاعدة السد؟ ما هو التصفية الالتفافية ولماذا هو خطير؟
  • 25. رفع السفينة - العناصر الرئيسية ومبدأ التشغيل.
  • 26. البوابة - العناصر الرئيسية ومبدأ التشغيل.
  • 27. لماذا تتم أعمال المسح وأنواعها الرئيسية. اختيار الموقع للمحطة الكهرومائية المستقبلية.
  • 28. ما هي سدود الأنهار وما هي طرق سدود الأنهار؟
  • 29. تشغيل الهياكل الهيدروليكية - مراقبة الحالة والإصلاحات. أنواع الملاحظات الميدانية التي تتم في محطات الطاقة الكهرومائية والغرض منها.
  • 30. لماذا يرتبون التصريفات الخاملة؟ طرق إطفاء المياه بالطاقة المائية ومنشآت وهياكل إطفاء المياه الرئيسية؟
  • 31.نب جيس. لماذا تعد منحنيات الاتصال بين تدفقات المياه الكهرومائية غير المتجانسة والمصرفة ضرورية؟
  • 32. العجلة المائية ما الذي يميزها عن التوربينات، أنواع التوربينات؟
  • 33. مخططات تركيب التوربينات الهيدروليكية، أنواع الدفاعات؟ اقرأ الصفحات 59-72
  • 34. التوربينات المائية من النوع النشط - مبدأ التشغيل والنطاق وكيف يتم تنظيم قوتها؟
  • 35. التوربينات الهيدروليكية من النوع النفاث - مبدأ التشغيل، نطاق التطبيق؟
  • 36. التوربينات المحورية والمحورية الشعاعية، ما هو الفرق وأي منها تستخدم للضغوط العالية؟
  • 37. العناصر الرئيسية لمسار التدفق (التوربين) لمحطة الطاقة الكهرومائية ووظائفها.
  • 38.جهاز التوجيه - الغرض ومبدأ التشغيل.
  • 39. كيف تعمل محطة ضغط الزيت وما هي وظيفتها الرئيسية؟
  • 40. الغرض من المحمل الدفعي وعناصره الرئيسية ومكان تركيبه.
  • 41. ما الفرق بين المولدات المائية المظلية والمعلقة؟
  • 42. لماذا هناك حاجة إلى محامل التوربينات والمولدات، وكيف تختلف؟
  • 43. البوابات الكهرومائية - الغرض، الأنواع الرئيسية، أين يتم تركيبها؟
  • 44. أهم خصائص الكهرباء والنتائج الفنية والاجتماعية والاقتصادية التي تحددها.
  • 45.وصف عملية توليد الكهرباء في محطة الطاقة الكهرومائية.
  • 46. ​​كيف يتم تنظيم قوة التوربينات؟
  • 48. كيف وفي أي جزء من المولد الهيدروجيني ينشأ التيار الكهربائي؟
  • 49. ارسم مخططًا كهربائيًا بسيطًا لمحطة الطاقة الكهرومائية.
  • 50. كيف يتم الحصول على تيار ثلاثي الطور؟ ما هو اتصال النجمة والدلتا؟
  • 51) ما هي معاملات التيار الكهربائي التي تتأثر بسرعة دوران مولد الهيدروجين؟
  • 57. أورو وزرو – وظائفهما. ما هي مفاتيح الجهد العالي المستخدمة؟ ما هو الفرق بين SF6 وقواطع دوائر الهواء؟
  • 58. ما هي الدائرة القصيرة وماذا يحدث في الدائرة الكهربائية؟
  • 59. حماية التتابع - الغرض والوظائف الرئيسية.

    • 1. الأنواع الرئيسية لمحطات الطاقة والاختلافات المميزة بينها.

    محطات توليد الطاقة الحرارية. فيما بينها دور أساسيتلعبها محطات الطاقة الإقليمية الحكومية - محطات الطاقة الإقليمية الحكومية التي تلبي احتياجات المنطقة الاقتصادية العاملة في أنظمة الطاقة. يتم تزويد معظم المدن الروسية بمحطات الطاقة الحرارية. في كثير من الأحيان في المدن، يتم استخدام محطات CHP - محطات الحرارة والطاقة المشتركة التي تنتج ليس فقط الكهرباء، ولكن أيضا الحرارة في النموذج الماء الساخن. يتأثر موقع محطات الطاقة الحرارية بشكل رئيسي بعوامل الوقود والمستهلك.

    ستقضي قضبان الوقود حوالي 3 دورات تشغيل داخل المفاعل، عادةً حتى يصبح حوالي 3% من اليورانيوم انشطاريًا، ثم سيتم نقلها إلى حوض الوقود المستهلك حيث يمكن أن تتحلل النظائر قصيرة العمر الناتجة عن الانشطار.

    وبعد حوالي 5 سنوات في بركة التبريد، يصبح الوقود المستهلك مشعًا وباردًا حراريًا بدرجة كافية للتعامل معه ويمكن نقله إلى براميل التخزين الجافة أو إعادة معالجته. اليورانيوم عنصر شائع إلى حد ما في القشرة الأرضية. اليورانيوم شائع مثل القصدير أو الجرمانيوم في القشرة الأرضية، وأكثر شيوعًا بحوالي 35 مرة من الفضة. أورانوس هو جزء لا يتجزأمعظم الصخور والطين والمحيطات. إن حقيقة توفر اليورانيوم بكثرة تمثل مشكلة، حيث أن تعدين اليورانيوم لا يكون مجديًا اقتصاديًا إلا بتركيزات عالية.

    محطات الطاقة الكهرومائية. تنتج محطات الطاقة الكهرومائية أرخص أنواع الكهرباء، ولكن تكلفة بنائها مرتفعة إلى حد ما. الأمر الأكثر واعدة هو بناء محطات توليد الطاقة بالتخزين بالضخ - محطات توليد الطاقة بالتخزين بالضخ. يعتمد عملهم على الحركة الدورية لنفس الحجم من الماء بين حوضين: العلوي والسفلي. وفي الليل، عندما ينخفض ​​الطلب على الكهرباء، يتم ضخ المياه من الخزان السفلي إلى الخزان العلوي، مما يستهلك الطاقة الزائدة التي تنتجها محطات الطاقة ليلاً. خلال النهار، عندما يزداد استهلاك الكهرباء بشكل حاد، يتم إطلاق المياه من الحوض العلوي إلى الأسفل من خلال التوربينات، مما يؤدي إلى توليد الطاقة. وهذا مفيد، لأن إغلاق محطات الطاقة الحرارية ليلاً أمر مستحيل. وبالتالي، يمكن لمحطات الطاقة التخزينية التي يتم ضخها أن تحل مشاكل الأحمال القصوى. العيب المهم لمحطات الطاقة الكهرومائية هو موسمية عملها، وهو أمر غير مريح للغاية بالنسبة للصناعة.

    وهذا يمثل المزيد مستوى عالموارد مضمونة مما هو معتاد بالنسبة لمعظم المعادن. واستنادًا إلى نظائرها مع المعادن المعدنية الأخرى، من المتوقع أن يؤدي مضاعفة السعر عن المستويات الحالية إلى زيادة قدرها عشرة أضعاف تقريبًا في الموارد المقاسة بمرور الوقت. ومع ذلك، فإن تكلفة الطاقة النووية تكمن بشكل رئيسي في بناء محطة توليد الكهرباء. ولذلك فإن مساهمة الوقود في التكلفة الإجماليةإن كمية الكهرباء المنتجة صغيرة نسبيًا، وبالتالي فإن أي ارتفاع كبير في أسعار الوقود سيكون له تأثير ضئيل نسبيًا على السعر النهائي.

    محطات الطاقة النووية. محطات الطاقة النووية هي أحدث أنواع محطات الطاقة وتتمتع بعدد من المزايا المهمة مقارنة بالأنواع الأخرى من محطات الطاقة:

      في ظل ظروف التشغيل العادية، فإنها لا تلوث البيئة على الإطلاق؛

      فهي لا تتطلب الاتصال بمصدر للمواد الخام، وبالتالي يمكن وضعها في أي مكان تقريبًا.

      على سبيل المثال، كقاعدة عامة، سيؤدي مضاعفة السعر في سوق اليورانيوم إلى زيادة تكلفة وقود المفاعلات المياه الخفيفةبنسبة 26%، وستكون تكلفة الكهرباء حوالي 7%، مع مضاعفة سعرها غاز طبيعيوعادةً ما يتم إضافة 70% إلى سعر الكهرباء من هذا المصدر. وبأسعار مرتفعة بما فيه الكفاية، سيتم استخراجه في نهاية المطاف من مصادر مثل الجرانيت و مياه البحر، يصبح مجديا اقتصاديا.

      تستخدم مفاعلات الماء الخفيف الحديثة الوقود النووي بشكل غير فعال نسبيًا، حيث تقوم فقط بانشطار النظير النادر جدًا اليورانيوم 235. يمكن لإعادة المعالجة النووية أن تجعل تصميمات المفاعلات قابلة لإعادة الاستخدام وأكثر كفاءة الاستخدام العقلانيالموارد المتاحة.

    ومع ذلك، فإن تشغيل محطات الطاقة النووية يصاحبه عدد من النتائج السلبية:

      الصعوبات الحالية في استخدام الطاقة النووية - التخلص من النفايات المشعة. للإزالة من المحطات، يتم بناء حاويات ذات حماية قوية ونظام تبريد. يتم الدفن في الأرض، على أعماق كبيرة في طبقات جيولوجية مستقرة.

      على عكس مفاعلات الماء الخفيف الحديثة، التي تستخدم اليورانيوم 235، تستخدم مفاعلات التوليد السريع اليورانيوم 238. للاستخدام في محطات الطاقة هذه، يُقدر أن يدوم اليورانيوم 238 لمدة تصل إلى خمسة مليارات سنة. وهناك أيضًا خطط لإعادة تشغيل مفاعل مونجو في اليابان، وتعتزم كل من الصين والهند بناء مفاعلات صناعية.

      البديل الآخر هو استخدام اليورانيوم 233 المشتق من الثوريوم كوقود انشطاري في دورة وقود الثوريوم. الثوريوم أكثر احتمالاً بنحو 5 مرات من اليورانيوم الموجود في القشرة الأرضية للاختلاف الخصائص الجغرافية. وهذا من شأنه أن يزيد إجمالي قاعدة الموارد الانشطارية العملية بنسبة 450%. لقد استكشفت الهند هذه التكنولوجيا لأنها تمتلك احتياطيات وفيرة من الثوريوم ولكن لديها القليل من اليورانيوم. عادة ما يقترح مؤيدو قوة الاندماج استخدام الديوتيريوم أو التريتيوم، وكلاهما نظائر الهيدروجين والوقود، وفي العديد من التصاميم الحديثةوكذلك الليثيوم والبورون.

      إن العواقب الكارثية للحوادث في محطات الطاقة النووية لدينا هي نتيجة للحماية غير الكاملة للنظام.

      التلوث الحراري للخزانات التي تستخدمها محطات الطاقة النووية

    2. أنواع محطات الطاقة الهيدروليكية ومبدأ عملها.

    1. محطة الطاقة الكهرومائية. مبدأ تشغيل محطة الطاقة الكهرومائية. توفر سلسلة من الهياكل الهيدروليكية الضغط اللازم للمياه المتدفقة إلى شفرات التوربينات الهيدروليكية، التي تشغل المولدات التي تنتج الكهرباء.

    على الرغم من أن هذه العملية لم يتم تنفيذها بعد، إلا أن العديد من الخبراء و المدنيينويعتقدون أن الاندماج سيكون مصدراً واعداً للطاقة في المستقبل نظراً للنشاط الإشعاعي القصير الأمد للنفايات المنتجة، وانخفاض انبعاثاتها الكربونية، وقوتها المتوقعة.

    إن أهم النفايات الناتجة عن محطات الطاقة النووية هو الوقود النووي المستهلك. وتتكون بشكل أساسي من اليورانيوم غير المحوّل، بالإضافة إلى كميات كبيرة من أكتينيدات ما بعد اليورانيوم. بالإضافة إلى ذلك، حوالي 3% منها عبارة عن منتجات انشطارية من التفاعلات النووية. الأكتينيدات هي المسؤولة عن معظم النشاط الإشعاعي طويل المدى، في حين أن المنتجات الانشطارية تحمل الجزء الأكبر من النشاط الإشعاعي قصير المدى.

    ويتكون ضغط الماء المطلوب من خلال بناء سد، ونتيجة لتجمع النهر في مكان معين، أو الاشتقاق (الاشتقاق في الهندسة الهيدروليكية هو إزالة المياه من قاع النهر عبر قناة. في بالمعنى الأوسع، هي مجموعة من الهياكل الهيدروليكية التي تقوم بتصريف المياه من نهر أو خزان أو أي جسم مائي آخر وإيصالها إلى هياكل هيدروليكية أخرى... هناك أنواع مختلفة من هياكل التحويل - عدم الضغط(قناة، نفق، صينية) و ضغط(خط الأنابيب، نفق الضغط). ويبلغ طول قنوات التحويل والمجاري المائية الحديثة عشرات الكيلومترات الإنتاجيةعدة آلاف من الأمتار المكعبة في الثانية) - عن طريق تدفق المياه الطبيعية. في بعض الحالات، يتم استخدام كل من السد والتحويل معًا للحصول على ضغط المياه المطلوب.

    بمجرد تفاعل حوالي 5% من قضيب الوقود النووي داخل المفاعل النووي، لم يعد من الممكن استخدام القضيب كوقود. واليوم، يقوم العلماء بتجربة كيفية إعادة تدوير هذه القضبان لتقليل النفايات واستخدام الأكتينيدات المتبقية كوقود.

    يكون الوقود النووي المستهلك في البداية شديد الإشعاع، ولذلك يجب التعامل معه بحذر شديد ومدروس. ومع ذلك، فإنه يصبح أقل إشعاعًا بشكل ملحوظ على مدى آلاف السنين. وبعد 40 عامًا، يقل التدفق الإشعاعي بنسبة 9% عما كان عليه عند إزالة الوقود المستهلك من الخدمة، على الرغم من أن الوقود المستهلك لا يزال مشعًا بشكل خطير في هذا الوقت.

    تقع جميع معدات الطاقة مباشرة في مبنى محطة الطاقة الكهرومائية. اعتمادا على الغرض، لديها قسم خاص بها. يوجد في غرفة المحرك وحدات هيدروليكية تقوم بتحويل طاقة تيار الماء مباشرة إلى طاقة كهربائية. هناك أيضًا جميع أنواع المعدات الإضافية وأجهزة التحكم والمراقبة لتشغيل محطة الطاقة الكهرومائية ومحطة المحولات والمفاتيح الكهربائية وغير ذلك الكثير.

    عند استرداد قضبان الوقود المستهلك لأول مرة، يتم تخزينها في برك محمية، وعادة ما تكون موجودة في الموقع. يوفر الماء التبريد لمنتجات الاضمحلال والحماية من النشاط الإشعاعي المستمر. بعد مرور بعض الوقت، يتم عادةً نقل الوقود الأكثر برودة والأقل إشعاعًا إلى منشأة تخزين جافة أو عبوة جافة، حيث يتم تخزين الوقود في حاويات فولاذية وخرسانية. ويتم حالياً تخزين النفايات في المنشأة النووية حيث يتم توليدها بينما تتم مناقشة الطرق المناسبة للتخلص منها بشكل دائم.

    2. محطات توليد الطاقة المخزنة بالضخ- مصمم لتغطية قمم جدول الأحمال الكهربائية لنظام الطاقة باستخدام الكهرباء خلال فترات الانخفاضات العميقة للأحمال. لا يحتاج مشروع PSPP عمليا إلى تدفق مستمر للمياه، لأنه يعمل باستخدام المياه المتراكمة في الخزان ويمكن أن يكون هذا الخزان (الحوض العلوي) بحيرة أو بحر أو حوض اصطناعي مملوء بالمياه الذائبة أو الأنهار ذات معدلات تدفق منخفضة للغاية، أي مثل هذا يحتاج الخزان إلى التجديد فقط للخسائر. ولكن للعمل تحتاج إلى بركة سباحة أقل أخرى. بين هذين المجمعين يتم توليد الضغط اللازم للعمل كمحطة للطاقة الكهرومائية، وتوليد الكهرباء خلال ساعات الحمل القصوى في نظام الطاقة. خلال هذه الفترة، يتم تفريغ المياه من البركة العلوية من خلال توربينات إلى البركة السفلية. أثناء ساعات فصل الأحمال، عندما تظهر الكهرباء "المجانية"، تعمل محطة توليد الطاقة المخزنة بالضخ محطة الضخ, ضخ المياه من البركة السفلية إلى البركة العلوية.

    تم اقتراح مشروع S. لإنشاء مستودع النفايات النووية في جبل يوكا، ولكن تم الآن إلغاء هذا المشروع فعليًا - فالتخلص الدائم من النفايات عالية الإشعاع في الولايات المتحدة يمثل قضية سياسية لم يتم حلها بعد. يمكن تقليل كمية النفايات عالية الإشعاع بعدة طرق، خاصة عن طريق إعادة المعالجة النووية. ومع ذلك، فإن النفايات المتبقية ستكون مشعة إلى حد كبير لمدة 300 عام على الأقل حتى لو تمت إزالة الأكتينيدات، ولآلاف السنين إذا بقيت الأكتينيدات.

    حتى إذا تم فصل جميع الأكتينيدات واستخدمت مفاعلات التوليد السريع لتدمير بعض المواد غير الأكتينيدية الأطول عمراً عن طريق التحويل، فإنه يجب فصل النفايات عن بيئةلمدة تتراوح من سنة إلى عدة مئات من السنين، وبالتالي يتم تصنيفها بشكل صحيح على أنها مشكلة طويلة الأمد. يمكن للمفاعلات دون الحرجة أو مفاعلات الاندماج أيضًا تقليل وقت تخزين النفايات. ويعتقد البعض أن النفايات الحالية يمكن أن تصبح موردا قيما في المستقبل. وتقوم فرنسا بإعادة تدوير نفاياتها النووية لتقليل كتلتها وزيادة طاقتها.

    3. بيس تستخدم طاقة المد والجزر لتوليد الكهرباء. المد والجزر هو نتيجة للجاذبية المتبادلة لنظام الأرض والقمر والشمس. وهي ترفع مستوى سطح البحر قبالة الساحل من عدة سم إلى عدة أمتار بتردد 12 ساعة. 25 دقيقة. فكرة PES هي: يتم قطع الخليج (الشفة، المضيق البحري) عن البحر بواسطة سد به مجاري. عند ارتفاع المد، تكون الثقوب مفتوحة، ويتدفق الماء إلى الخليج ويرتفع المستوى. مع بداية المد المنخفض يتم إغلاق الحفرة. في البحر المفتوح، عندما ينحسر المد، ينخفض ​​المستوى. لكن في الخليج مع الفتحات، لا. يتشكل في موقع السد فرق في المستوى (الضغط) يستخدم لتوليد الكهرباء.

    منشورات حول هذا الموضوع