تحقیق مقاله نیروگاه برق

در دنیا ۵ منبع انرژی، که تقریبا تمام برق دنیا را مهیا می‌‌کنند، وجود دارد. این منابع ذغال سنگ، نفت خام، گاز طبیعی، نیروی آب و انرژی هسته‌ای هستند. تجهیزات هسته‌ای، ذغالی و نفتی از چرخه بخار برای برگرداندن گرما به انرژی الکتریکی استفاده می‌‌کنند.

نیروگاه بخاری از آب بسیار خالص در یک چرخه بسته استفاده می‌‌کند. ابتدا آب در بویلرها برای تولید بخار در فشار و دمای بالا گرما داده می‌‌شود که عموما دماو فشارآن در یک نیروگاه مدرن به 150 اتمسفر و550 درجه سانتیگراد می‌‌رسد. این بخار تحت فشار زیاد توربینها را ( که آنها هم ژنراتورهای الکتریکی را می‌‌گردانند , و این ژنراتورها با توربینها بطور مستقیم کوپل هستند ) می‌‌گردانند یا اصطلاحا درایو می‌‌کنند. بیشینه انرژی از طریق بخار به توربینها داده خواهد شد فقط اگر بعداً همان بخار اجازه یابد در یک فشار کم ( بطور ایده آل فشار خلاء) از توربینها خارج شود. این مطلب می‌‌تواند توسط میعان بخار خروجی به آب بدست آید.

سپس آب دوباره بداخل بویلرها پمپ می‌‌شود و چرخه دوباره شروع می‌‌گردد. در مرحله تقطیر مقدرا زیادی از گرما مجبور است از سیستم استخراج شود. این گرما در چگالگر که یک شکل از تبادل کننده گرمایی است , برداشته می‌‌شود. مقدار بیشتری از گرمای آب ناخالص وارد یک طرف چگالگر می‌‌شود و آن را از طرف دیگر ترک می‌‌کند بصورت آب گرم , داشتن گرمای به اندازه کافی استخراج شده از بخار داغ برای تقطیر آن به آب. در هیچ نقطه‌ای نباید دو سیستم آبی مخلوط شوند. در یک سایت ساحلی آب ناخالص داغ شده به سادگی به دریا برگشت داده می‌‌شود در یک نقطه با فاصله کوتاه. یک نیروگاه 2 GW به حدود 60 تن آب دریا در هر ثانیه احتیاج دارد. این برای دریا مشکل نیست , اما در زمین تعداد کمی از سایتها می‌‌توانند اینقدر آب را در یک سال ذخیره کنند. چاره دیگر بازیافت آب است. برجهای خنک کن برای خنک کردن آب ناخالص استفاده می‌‌شوند بطوریکه آن می‌‌تواند به چگالگرها برگردانده بشود , بنابراین همان آب بطور متناوب بچرخش در می‌‌آید. یک برج خنک کن از روی ساحختار سیمانی اش که مانند یک دودکش خیلی پهن است شناخته شده است و بصورت مشابه نیز عمل می‌‌کند. حجم زیادی از هوا داخل اطراف پایه ( در پایین و داخل و مرکز لوله برج ) آن کشیده می‌‌شود و ازمیانه بالایی سرباز آن خارج می‌شود. آب گرم و ناخالص به داخل مرکز داخلی برج از تعدای آب پاش نرم ( آب پاش با سوراخهای ریز ) پاشیده می‌‌شود و هنگامیکه آن فرو میریزد با بالارفتن هوا( توسط هوای بالا رونده ) خنک می‌‌شود. سرانجام آب پس از خنک شدن در یک حوضچه در زیر برج جمع می‌‌شود. برج خنک کن وافعا یک تبدل دهنده گرمایی دوم , که گرمای آب ناخالص را به هوای اتمسفر می‌‌فرستد , است, اما نه مانند تبادل دهنده گرمایی اول , در اینجا دو سیال اجازه می‌‌یابند با هم تماس داشته باشند و در نتیجه مقداری ار آب توسط تبخیر کم می‌‌شود.

برج های خنک کن هرگز قادر به کاهش دمای آب ناخالص تا پایینتر از دمای حدی هوا نیستند بطوریکه کارآیی کندانسور و ازآنجا کارآیی تمام نیروگاه در مقایسه با یک سایت ساحلی کاهش می‌‌یابد. همچنین ساختمان برجهای خنک کن قیمت کلی ساختمان و بنای نیروگاه را افزایش می‌‌دهد.

احتیاج برای خنک کردن آب یک عامل مهم در انتخاب محل نیروگاه زغالی , نفتی و هسته‌ای است. یک سایت که مناسب است برای یک نیروگاه که از یک نوع سوخت استفاده می‌‌کند بناچار مناسب نیست برای یک نیروگاه که ار نوع دیگری سوخت استفاده می‌‌کند.

نیروگاه‌های ذغال-سوختی

( Coal-Fired Power Stations ) پیش از این نیروگاه‌های سوخت ذغال سنگ نزدیک باری که آنها نامین میکردند ساخته می‌‌شدند. یک نیروگاه با خروجی 2GW , درحدود 5 میلیون تن ذغال در سال مصرف می‌کند. در بریتانیا : که بیشتر ذغال نیروگاه توسط ریل حمل می‌شود : , این نشان می‌دهد , یک مقدار متوسط در حدود 13 قطار در روز را که هرکدام 1000تن را حمل می‌کنند. این یعنی اینکه نیروگاه‌های ذغال- سوختی به یک ریل متصل نیاز دارند مگر اینکه نیروگاه درست در دهانه معدن ( بسیار نزدیک به معدن ) ساخته شود.

نیروگاه‌ های نفت-سوختی

( Oil-Fired Power Stations ) سوخت نفتی نیروگاه می‌تواند مشتق بشود به نفت خام که نفتی است هنگامیکه از چاه بیرون می‌‌آید, و نفت باقیمانده که باقی می‌‌ماند هنگامیکه بخشهای قابل دسترس استخراج بشوند در تصفیه نفت. قیمت انتقال نفت توسط خطوط لوله کمتر از انتقال ذغال سنگ با ریل است, اما حتی همان نیروگاههای سوخت نفت خام هم اغلب در نزدیکی اسکله ها و لنگرگاه های با آب عمیق که برای تانکرهای اندازه متوسط (تانکرهای حمل و نقل سوخت) مناسب است , واقع میشوند. نفت باقیمانده نیروگاههای سوختی احتیاج دارد در نزدیکی تصفیه خانه که آنها را تامین می‌‌کند واقه شوند. این بدلیل است که نفت باقیمانده بسیار چسبناک است و می‌تواند فقط منتقل بشود در میان خطوط لوله بطور اقتصادی اگر آن گرم نگه داشته بشود.

نیروگاه‌های هسته ای

در مقابله با ذغال سنگ و نفت , ارزش انتقال سوخت هسته‌ای ناچیزاست بدلیل مقداراستعمال خیلی کم. یک نیروگاه 1GW درحدود 41/2 تن اورانیوم در هرهفته نیاز دارد. این مقایسه می‌شود بطور بسیار مطلوب با 50000نت سوخت که در یک هفته در نیروگاه ذغال- سوختی سوزانده می‌شد. نیروگاه‌های هسته‌ای در حال حاضر تقریبا آب خنک بیشتری درمقایسه با نیروگاه‌های ذغال- سوختی و نفت- سوختی استفاده می‌کنند , بعلت کارایی و بازده پایین آنها. همه نیروگاه‌های هسته‌ای در بریتانیا , با یک چشم داشت, در ساحل واقع می‌‌شوند و از آب خنک دریا استفاده می‌کنند. نیروگاه‌های هسته ای ذوالفقار دانشی

نیروگاه های هسته‌ ای حدود 17 درصد برق را تأمین می‌کنند برخی کشورها برای تولید نیروی الکتریکی خود، وابستگی بیشتری به انرژی هسته‌ای دارند. براساس آمار آژانس انرژی اتمی، 75 درصد برق کشور فرانسه در نیروگاههای هسته‌ای تولید می‌‌شود و در ایالات متحده، نیروگاههای هسته‌ای 15 درصد برق را تأمین می‌‌کنند. بیش از چهارصد نیروگاه هسته‌ای در سراسر دنیا وجود دارد که بیش از یکصد عدد آنها در ایالات متحده واقع شده است. یک نیروگاه هسته‌ای بسیار شبیه به یک نیروگاه سوخت فسیلی تولید کننده انرژی الکتریکی است و تنها تفاوتی که دارد، منبع گرمایی تولید بخار است. این وظیفه در نیروگاه هسته‌ای برعهده رآکتور هسته‌ ای است.