تحقیق در باره انواع نیروگاه ها

مقدمه

پنج منبع انژری وجود دارد که تقریباً در کنار هم تأمین کنندة تمام الکترویسیته به شمارآیند. این منابع عبارتند از زغال سنگ، نفت، گاز طبیعی، نیروی هیدروالکتریک و انژری هسته ای. زغال سنگ، نفت و نیروگاه های هسته ای از چرخة بخار برای تبدیل گرما به انژری به انژری الکتریکی به صورت زیر استفاده می کنند. نیروگاه های بخار از آب خیلی خالص در یک چرخة بسته استفاده می کند. ابتدا آب در دیگ های بخار گرم می شود تا بخاری با فشار و دمای بالا تولید کند، طبق معمول 1150 اتمسفر و 550 درجه سلسیوس در نیروگاه مدرن، بخار تولید شده با فشار بالا از توربین ها عبور می کند و ژنراتورهای الکترویکی را به کار می اندازد به طوری که مستقیماً با آن جفت شده است. بیشترین مقدار انژری تنها در صورتی از بخار به توربین انتقال می یابد که توربین های دیگر اجاره داده شود تا در فشار خیلی کم تخلیه شوند، مطلوب این است که خلا وجود داشته باشد. این عمل می تواند بوسیله تقطیر کردن بخار خروجی به آب انجام پذیرد. سپس آب به داخل دیگ ها پمپ می شود و این چرخه دوباره تکرار می گردد. در مرحلة تقطیر مقدار زیادی از گرما باید از سیستم استخراج شود. این گرم در چگالنده جابجا می شود که نوعی مبدل گرمایی است. مقدار بسیار زیادی از آب ناخالصِ سرد از یک طرف چگالنده وارد می شود و به صورت آب گرم خارج می گردد، و گرمای کافیِ بخار خروجی برای چگالیدن از آب گرفته می شود. به آسانی و به فاصلة کمی به دریا بر می گردد، یک نیروگاهA2GW به 60 تن آب دریا در هر ثانیه نیاز دارد. این مشکل در ساحل نیست، اما در مناطق غیر ساحلی، مکان های خیلی کمی وجود دارند که بتوانند آب به این مقدار را در تمام سال فراهم آورند. روش تناویی، باز گردش آب ناخالص است.

برج های خنک کننده برای سرد کردن آب ناخالص استفاده می شوند، به طوری که می توانند به چگالنده باز گردند، و همان آب پیوسته به گردش در آید. یک برج خنک کننده ساختار محکمی شبیه به یک دودکش خیلی پهن دارد و به یک صورت عمل می کند، به طوری که یک کشش طبیعی ایجاد می کند. حجم زیادی از هوا در اطراف پایه بیرون کشیده می شوند واز رأس بازخارج می شوند. آب گرم ناخالص ازطریق فواره کوچک به داخل دکل پاشیده می شود، و در هنگام ریزش توسط هوای صعودی خنک می شود و سرانجام در مخزن زیر برج جمع آوری می گردند. در واقع برج خنک کننده مبدل گرمایی ثانویه است که گرمای آب ناخالص از هوای اتمسفر عبور می کند، اما برخلاف مبدل گرمایی اولیه، دو سیال اجارة ارتباط می یابند و در نتیجه مقداری از آب بصورت تغییر ازدست می رود.

برج های خنک کننده هرگز قادر به کاهش دمای آب ناخالص تا دمای هوا محیط نیستند، به طوری که کارایی چگالنده و کارایی کل نیروگاه در مقایسه با مکان ساحلی کاهش مختصری می یابد. همچنین بنا کردن برج های خنک کننده هزینه سرمایه ای ساخت نیروگاه ها را افزایش می دهد. نیاز به آب خنک کننده عواملی مهم برای انتخاب جایگاه های زغال سنگ، نفت و نیروگاه های هسته ای است. جایگاهی که برای نیروگاه مناسب است و از یک نوع سوخت استفاده می کند، ضرورتاً برای نیروگاهی که از سوخت دیگری استفاده می کند، مناسب نیست.

1-1نیروگاه های زغال سوز چیست

نیروگاه های زغالی اولیه نزد یک باری که فراهم می کردند ساخته می شدند. یک نیروگاه با خروجی 2Gw، حدوداً 5 میلیون تن زغال در سال مصرف می کند. در بریتانیا کشوری که بیشترین زغال نیروگاه آن توسط راه آهن حمل می شود، بیانگر میانگینی در حدود 13 قطار در روز است که هر کدام 1000 تن زغال حمل و نقل می کنند. این بدین معناست که نیروگاه های زغال سوز بزرگ نیازمند یک خط راه آهن هستند مگر این که نیروگاه درست در سر معدن زغال سنگ ساخته شده باشد.

2-1 نیروگاه های نفت سوز (گازوئیل سوز)

نفت نیروگاه می تواند تقسیم شود به نفت خام، نفتی که از چاه استخراج می شود و نفت مازاد، نفتی که هنگامی که تکه های ارزشمندتر در پالایشگاه نفت استخراج شده اند، باقی می ماند. هزینة جابجایی نفت توسط خط لوله کمتر از جابجایی زغال توسط راه آهن است با این که نیروگاه هایی که نفت خام را می سوزانند اغلب نزدیک لنگرگاه های آبی عمیق برای تخلیه تانکرهای متوسط مناسب می باشند. نیروگاه هایی که نفت مازاد می سوازنند نیازمند آن هستند که نزدیک پالایشگاهی که آن ها را فراهم می کنند، قرار بگیرند. به علت است که نفت مازاد بسیار غلیظ است و تنها می تواند به طور اقتصادی توسط خطوط لوله جابه جا شود که گرم نگه داشته شود.

نیروگا ه های هسته ای چیست

برخلاف زغال سنگ و نفت، هزینة انتقال سوخت هسته ای قابل چشم پوشی است زیرا میزان بسیار کمی از آن استفاده می شود. یک نیروگاه GW1 حدوداً به 5/4 تن اورانیوم در هر هفته نیاز دارد. این میزان با 50000 تن سوختی که هر هفته در یک نیروگاه زغال سوز قابل مقایسه، می سوزد، بسیار مناسب تر است. نیروگاه های هسته ای کنونی آب خنک کنندة بیشتری نسبت به نیروگاه های قابل قیاس زغال سوز یا نفت سوزی که در نتیجة کارآیی کمترشان است، استفاده می کند. تمام نیروگاه های هسته ای در بریتانیا، به استثنای یکی، در سواحل واقع شده اند و از آب دریا برای خنک کردن استفاده می کنند.

نیروگاه های هیدرولیکی

نیروگاه های هیدرولیکی باید در هِد که قابل دسترس است واقع شوند، و از آن جایی که اغلب این (هِد) در نواحی کوهستانی است، احتمال دارد این نیروگاه ها به خطوط انتقال طولانی برای حمل نیرو به نزدیک ترین مرکز بار اتصال به یک شبکه، نیاز داشته باشند. تمام برنامه های هیدرولیکی به دو عامل اساسی بستگی دارند. به جریان آب و تفاوت سطح یا هد.هِد لازم ممکن است بین یک دریاچه و یک درة نزدیک، یا با احداث یک سد کوچک در یک رودخانه ای که جریان به طرف نیروگاه منحرف کند، یا با احداث یک سد بلند در عرض یک دره به منظور ایجاد دریاچة مصنوعی، بدست آید.