آخرین وضعیت مصرف سوخت نیروگاه ها

آخرین وضعیت مصرف سوخت نیروگاه ها

نیروگاه‌ها بزرگ‌ترین مصرف‌کننده و اتلاف کننده انرژی فسیلی کشور شناخته شده‌اند ضمن اینکه هرچه میزان سوخت مایع در نیروگاه‌ها بیشتر باشد میزان آلایندگی هوا و زیست محیطی نیز افزایش می‌یاید لذا میزان مصرف سوخت و نوع آن در نیروگاه ها از اهمیت ویژه ای برخوردار است.

به گزارش خبرنگار ایسنا، هر سال میزان مصرف سوخت نیروگاه ها پنج درصد رشد می یابد که برای این میزان نیاز به چهار میلیارد دلار سرمایه گذاری جدید است؛ همچنین به ازای سرمایه‌گذاری برای هر یک واحد تولید برق پنج واحد باید در امر توسعه بخش‌های انتقال، فوق توزیع و توزیع سرمایه‌گذاری شود.

از سوی دیگر بر اساس آخرین آمار سالانه به صورت معادل ۶۸ میلیارد سوخت شامل گاز، گازوئیل و نفت در صنعت برق مصرف میشود اما این در حالی است که در سال ۹۳ میزان مصرف گاز طبیعی در صنعت برق ۴۷ میلیون و ۷۴۲ هزار متر مکعب بوده که نسبت به سال ۶۸ یعنی ابتدای اجرایی شدن برنامه اول توسعه ۴۰ میلیون و ۹۸۹ هزار متر مکعب رشد داشته یعنی حدودا ۸ برابر شده و همزمان با افزایش مصرف گاز مصرف سوخت مایع کاهش یافته است.

در همین راستا وزارت نیرو و توانیر برنامه هایی را برای کاهش مصرف سوخت مازوت در نیروگاه ها تنظیم کرده اند که به گفته آرش کردی مدیر عامل توانیر در سال ۱۳۹۳، معادل ۷۲ درصد سوخت مصرفی نیروگاه‌ها گاز و ۱۸ درصد مازوت و گازوییل بود و براساس همکاری‌های وزارت نفت سال گذشته این عدد به ۸۱ درصد رسید.

وی با بیان این‌که بخش عمده‌ای از نیروگاه‌هایی که از سوخت مایع استفاده می‌کردند در حال حاضر از گاز استفاده می‌کنند، گفت: هدف ما این است که به سمتی پیش برویم که مصرف سوخت مایع در نیروگاه‌ها به صفر برسد.

افزایش مصرف سوخت گاز توسط نیروگاه ها موجب افزایش صادرات سوخت مایع مانند گازوئیل و نفت کوره به کشور های همسایه و همچنین افزایش راندمان نیروگاه ها می شود و دیگر تاثیرات تخریب محیط زیست نیز در ایران وجود نخواهد داشت و همانگونه که برنامه ریزی شده قرار است که در سال ۹۵ میزان صادرات و راندمان نیرواه ها افزایش یابد.

فناوری رآکتور هسته‌ای

فناوری رآکتور هسته‌ای

Nuclear power stations.png

تمامی نیروگاه‌های گرمایی متداول از نوعی سوخت برای تولید گرما استفاده می‌کنند برای مثال گاز طبیعی، زغال سنگ یا نفت. در یک نیروگاه هسته‌ای این گرما از شکافت هسته‌ای که در داخل رآکتور صورت می‌گیرد تأمین می‌شود. هنگامی که یک هسته نسبتاً بزرگ قابل شکافت مورد برخورد نوترون قرار می‌گیرد به دو یا چند قسمت کوچک‌تر تقسیم می‌شود و در این فرایند که به آن شکافت هسته‌ای می‌گویند تعدادی نوترون و مقدار نسبتاً زیادی انرژی آزاد می‌شود.

نوترون‌های آزاد شده از یک شکافت هسته‌ای در مرحله بعد خود با برخورد به دیگر هسته‌ها موجب شکافت‌های دیگری می‌شوند و به این ترتیب یک فرایند زنجیره‌ای به وجود می‌آید.

زمانی که این فرایند زنجیره‌ای کنترل شود می‌توان از انرژی آزاد شده در هر شکافت (که بیشتر آن به صورت گرماست) برای تبخیر آب و چرخاندن توربین‌های بخار و در نهایت تولید انرژی الکتریکی استفاده کرد.

در صورتی که در یک رآکتور از سوختی یکنواخت اورانیوم-۲۳۵ یا پلوتونیوم-۲۳۹ استفاده شود بر اثر افزایش غیرقابل کنترل تعداد شکافت‌های هسته‌ای بر اثر فرایند زنجیره‌ای، انفجار هسته‌ای ایجاد می‌شود.

اما فرایند زنجیره‌ای موجب ایجاد انفجار هسته‌ای در یک رآکتور نخواهد شد چرا که تعداد شکافت‌های رآکتور به اندازه‌ای زیاد نخواهد بود که موجب انفجار شوند و این به دلیل درجه غنی‌سازی پایین سوخت رآکتورهای هسته‌ای است. اورانیوم طبیعی دارای درصد اندکی (کمتر از ۱٪) از اورانیوم-۲۳۵ است و بقیه آن اورانیوم-۲۳۸ است (زیرا اورانیوم-۲۳۸ توانایی شکافت‌پذیری ندارد).

اکثر رآکتورها نیروگاه‌های هسته‌ای از اورانیوم با درصد غنی‌سازی بین ۳٪ تا ۴٪ استفاده می‌کنند اما برخی از آن‌ها طوری طراحی شده‌اند که با اورانیوم طبیعی کار کنند و برخی از آن‌ها نیز به سوخت‌های با درصد غنی‌سازی بالاتر نیاز دارند.

رآکتورهای موجود در زیردریایی‌های هسته‌ای و کشتی‌های بزرگ مانند ناوهای هواپیمابر معمولاً از اورانیوم با درصد غنی‌سازی بالا استفاده می‌کنند.

با اینکه قیمت اورانیوم با غنی‌سازی بالاتر بیشتر است اما استفاده از این نوع سوخت‌ها دفعات سوختگیری را کاهش می‌دهد و این قابلیت برای کشتی‌های نظامی بسیار پراهمیت است.

راکتورهای CANDU قابلیت دارند تا از اورانیوم غنی‌نشده استفاده کنند و دلیل این قابلیت استفاده آب سنگین به جای آب سبک برای تعدیل‌سازی و خنک‌کنندگی است چراکه آب سنگین مانند آب سبک نوترون‌ها را جذب نمی‌کند.

کنترل فرایند شکافت زنجیره‌ای با استفاده از موادی که می‌توانند نوترون‌ها را جذب کنند (در اکثر موارد کادمیوم) ممکن می‌شود. سرعت نوترون‌ها در رآکتور باید کاهش یابد چراکه احتمال اینکه یک نوترون با سرعت کمتر در لحظه تصادم با هسته اورانیوم-۲۳۵ موجب شکافت هسته‌ای گردد بیشتر است.

در رآکتورهای آب سبک از آب معمولی برای کم کردن سرعت نوترون‌ها و همچنین خنک کردن رآکتور استفاده می‌شود. ‍ اما زمانی که دمای آب افزایش می‌یابد چگالی آب کاهش می‌یابد و سرعت تعداد کمتری نوترون به اندازه کافی کم می‌شود و به این ترتیب تعداد شکافت‌های کاهش می‌یابند بنابراین یک بازخور منفی همیشه ثبات سیستم را تثبیت می‌کند.

در این حالت برای آنکه بتوان دوباره تعداد شکافت‌های صورت گرفته را افزایش داد باید دمای آب را کاهش داد که به این کار ایجاد چرخه شکافت می‌گویند.