تحقیق درمورد کارون 3 محمدی

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 71

جزوه تکنولوژی گاورنرهای نیروگاه کارون 3

گشودگی دریچه های توربین، سرعت و قدرت خروجی از ژنراتورها بوسیله گاورنرهای دیجیتالی کنترل می شوند که روی تابلو گاورنر نصب شده اند ابعاد این تابلو 2200*800*800 میلی متر می باشد محل قرار گرفتن آن بطور مشترک با تابلو کنترل واحد U.C.B می باشد جهت اطلاعات بیشتر به نقشه شماره 061824-2840 رجوع شود.

طراحی سیستم گاورنر طوری است که از دو قسمت کاملا" مجزا تشکیل شده که هر قسمت به تنهایی کنترل کامل سیستم را بعهده می گیرد و با نام های گاورنر اصلی و گاورنر پشتیبان نامیده می شوند.

علاوه بر تجهیزات فوق تابلو گاورنر مجهز به دستگاههای دریافت اطلاعات مجزا کننده سیگنال و سیگنال های مکالماتی می باشد.

مشخصات گاورنرهای دیجیتالی

1. منبع تغذیه با شماره 1- POWER. SUPPLY MODULE PCD4N210

2. حافظه برای مشتری 1- USER. MEMORY MODULE PCD7R110

3 . واحد پردازشگر زوجی با تابلوهای اینتر فیس با شماره

PCD4 M445 1- DOUBLE PROCESSOR MODULE WITH SERIAL IN TERFACE گاورنر پشتیبان با پردازشگر فرد BACK UP GOVERNOR WITH SINGLE PROCESSOR MODULE

4. دو عدد واحد ورودی زوجی 2. BINARY INPUT MODULES PCD4E

5. دو واحد خروجی زوجی 2. BINAR OUT PUT MODULES PCD4A400

6. دو واحد آنالوگ با 4 ورودی و 2 خروجی PCD4W100

7. یک واحد انتقال دهنده سرعت جهت اندازه گیری سرعت PCD4 F2001 راهنمای روش صحیح بهره برداری از دستگاه روی یک کارت الکترونیکی فشرده (EP ROM) ذخیره شده تا در صورت قطع برق بمدت نسبتا" طولانی اطلاعات از دست نرود.

تمام واحدهای حافظه داخلی از جمله حافظه کار به برق DC وصل شده بنابراین شرایط افت لحظه ای ولتاژ مشکلی ایجاد نمی کند واحدهای ورودی و خروجی بر اساس مشخصه های نیروگاه تنظیم شده اند.

1.2 تابلو گاورنر ترمینال بهره برداری OPERATOR TERMINAL

عملیات زیر را بوسیله ترمینال بهره برداری می توان انجام داد.

1. بهره برداری محلی از واحد

2. نشان دادن مقادیر غیرعادی پارامترهای مختلف

3. نشان دادن عملکرد آلارم ها و ریست نمودن آن

4. نشان دادن تاریخچه آلارمها

5. انجام وظایف مخصوص

پریک از گاورنرهای اصلی یا پشتیبان دارای ترمینال بهره برداری جداگانه می باشند برای گاورنر اصلی ترمینال بهره برداری روی درب تابلو گاورنر نصب شده است. ترمینال بهره برداری گاورنر پشتیبان روی درب جلو تابلو کنترل، سیستم روغن نصب شده است

1.3 دستگاههای خارجی EXTERNAL DEVICE

دستگاههای مورد نیاز پردازش اطلاعات ( سرعت-وضعیت دریچه ها-قدرت) و تقویت کننده های مجزا بمنظور تفکیک سیگنال ها و انتقال آنها در تابلو گاورنر نصب شده اند.

1.4 منبع تغذیه: POWER SUPPLY

تغذیه تابلو گاورنر بوسیله دو عدد کنورتر DC/DC تامین میگردد انرژی خروجی از یک کنورتر برای مجموعه گاورنر کافی می باشد و کنورتر شماره 2 کاملا" آزاد می باشد و برای بالا بردن ضریب اطمینان و پایداری شبکه در شرایط غیر عادی در نظر گرفته شده . انرژی مورد نیاز رله های اینتر فیس راه دور و فرمان سیگنال های گاورنر اصلی و پشتیبان از طریق تابلو عمومی کنترل ولتاژ تامین می گردد.

در سیستم منبع تغذیه کنورتر DC/DC سومی بمنظور تامین انرژی مورد نیاز رله های راه دور وجود دارد.

2 . شرح تجهیزات گاورنر DIS CRIPTION OF THE GOVERNOR FUNCTION

2.1 کنترل سرعت: SPEED CONTROL

در کنترل سرعت میزان گشودگی دریچه های متحرک توربین بوسیله گاورنر PIDP که یک گاورنر تناسبی- مشتق گیر و انتگرال گیر دائمی می باشد محاسبه می شود و همچنین مقایسه سرعت تنظیم شده و سرعت عملی را نیز بعهده دارد.

تنظیم گشودگی دریچه های متحرک توربین بوسیله حد دریچه ها (GATE LIMIT) تعیین میگردد. و نباید در محدوده ای که باعث ایجاد خوردگی( CAVITATION ) روی پره های توربین میگردد تنظیم شود . زمانی که دژنکتور ژنراتور قطع می باشد کنترل سرعت بوسیله درصد پائینی از گشودگی دریچه های متحرک توربین صورت میگیرد اصطلاحا" این حالت را بهره برداری بدون بار میگویند ( NO LOAD OPERATION)

در مدار استارت ژنراتور میزان مجاز گشودگی دریچه های متحرک توربین از قبل مشخص و معین شده است و در زمانی که ژنراتور با شبکه پارالل می گردد میزان گشودگی دریچه های متحرک توربین با توجه به ارتفاع دریاچه بستگی به میزان قدرت درخواست شده از ژنراتور دارد. مدار کنترل سرعت ژنراتور را زمانی که به شبکه سراسری وصل است می توان بطریق دستی و یا اتوماتیک فعال نمود. چنانچه بهره برداری مجزا مشاهده شود در هر دو حالت گشودگی دریچه های متحرک توربین فعال نمی گردند.( دستی-اتوماتیک)

در حالت های کنترل گشودگی و کنترل قدرت سوئیچ کنترل سرعت قطع می باشد.

2.1.1 کنترل تنظیم سرعت CONTROL OF SPEED SET POINT

زمانی که گاورنر استارت شود تنظیم سرعت براساس 100% سرعت نامی بطور اتوماتیک انجام می شود و زمانی که کنترل سرعت فعال باشد سرعت بین 90 تا 110 درصد بصورت های زیر کنترل می گردد.

1. توسط سیگنال های ورودی راه دور در صورتیکه کنترل سیستم روی حالت کنترل از دور باشد .

2. توسط بوش باتم از روی ترمینال بهره برداری در صورتیکه کنترل روی حالت محلی باشد.

تحقیق درباره ی سد و نیروگاه کارون 3

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 124

فهرست

تقدیر و تشکر

فصل اول

گاورنر................................... ...................................................................................... 1

فصل دوم

دستور العمل شناخت تجهیزات ژنراتورهای نیروگاه کارون 3...................................... 87

فصل سوم

دستور العمل های ارزیابی از پایداری تجهیزات توربین .............................................. 87

فصل اول

گاورنر

جزوه تکنولوژی گاورنر های نیروگاه کارون 3

گشودگی دریچه های توربین، سرعت و قدرت خروجی از ژنراتورها بوسیله گاورنر های دیجیتالی کنترل می شوند که روی تابلو گاورنر نصب شده اند ابعاد این تابلو 2200*800*800 میلی متر می باشد محل قرار گرفتن آن بطور مشترک با تابلو کنترل واحد U.C.B می باشد جهت اطلاعات بیشتر به نقشه شماره 061824-2840 رجوع شود.

طراحی سیستم گاورنر طوری است که از دو قسمت کاملا" مجزا تشکیل شده که هر قسمت به تنهایی کنترل کامل سیستم را بعهده می گیرد و با نام های گاورنر اصلی و گاورنر پشتیبان نامیده می شوند.

علاوه بر تجهیزات فوق تابلو گاورنر مجهز به دستگاههای دریافت اطلاعات مجزا کننده سیگنال و سیگنال های مکالماتی می باشد.

مشخصات گاورنر های دیجیتالی

1. منبع تغذیه با شماره POWER. SUPPLY MODULE PCD4N210

2. حافظه برای مشتری USER. MEMORY MODULE PCD7R110

3 . واحد پردازشگر زوجی با تابلوهای اینتر فیس با شماره

گاورنر پشتیبان با پردازشگر فرد BACK UP GOVERNOR WITH SINGLE PROCESSOR MODULE

4. دو عدد واحد ورودی زوجی 2. BINARY INPUT MODULES PCD4E

5. دو واحد خروجی زوجی 2. BINAR OUT PUT MODULES PCD4A400

6. دو واحد آنالوگ با 4 ورودی و 2 خروجی PCD4W100

7. یک واحد انتقال دهنده سرعت جهت اندازه گیری سرعت PCD4 F2001 راهنمای روش صحیح بهره برداری از دستگاه روی یک کارت الکترونیکی فشرده (EP ROM) ذخیره شده تا در صورت قطع برق بمدت نسبتا" طولانی اطلاعات از دست نرود.

تمام واحدهای حافظه داخلی از جمله حافظه کار به برق DC وصل شده بنابراین شرایط افت لحظه ای ولتاژ مشکلی ایجاد نمی کند واحدهای ورودی و خروجی بر اساس مشخصه های نیروگاه تنظیم شده اند.

1.2 تابلو گاورنر ترمینال بهره برداری OPERATOR TERMINAL

عملیات زیر را بوسیله ترمینال بهره برداری می توان انجام داد.

1. بهره برداری محلی از واحد

2. نشان دادن مقادیر غیرعادی پارامترهای مختلف

3. نشان دادن عملکرد

ها و ریست نمودن آن

4. نشان دادن تاریخچه آلارمها

5. انجام وظایف مخصوص

پریک از گاورنرهای اصلی یا پشتیبان دارای ترمینال بهره برداری جداگانه می باشند برای گاورنر اصلی ترمینال بهره برداری روی درب تابلو گاورنر نصب شده است. ترمینال بهره برداری گاورنر پشتیبان روی درب جلو تابلو کنترل، سیستم روغن نصب شده است

1.3 دستگاههای خارجی EXTERNAL DEVICE

دستگاههای مورد نیاز پردازش اطلاعات ( سرعت-وضعیت دریچه ها-قدرت) و تقویت کننده های مجزا بمنظور تفکیک سیگنال ها و انتقال آنها در تابلو گاورنر نصب شده اند.

منبع تغذیه: POWER SUPPLY

تغذیه تابلو گاورنر بوسیله دو عدد کنورتر DC/DC تامین میگردد انرژی خروجی از یک کنورتر برای مجموعه گاورنر کافی می باشد و کنورتر شماره 2 کاملا" آزاد می باشد و برای بالا بردن ضریب اطمینان و پایداری شبکه در شرایط غیر عادی در نظر گرفته شده . انرژی مورد نیاز رله های اینتر فیس راه دور و فرمان سیگنال های گاورنر اصلی و پشتیبان از طریق تابلو عمومی کنترل ولتاژ تامین می گردد.

در سیستم منبع تغذیه کنورتر DC/DC سومی بمنظور تامین انرژی مورد نیاز رله های راه دور وجود دارد.

شرح تجهیزات گاورنر DIS CRIPTION OF THE GOVERNOR FUNCTION

تحقیق درباره ی سد و نیروگاه کارون 3

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 124

فهرست

تقدیر و تشکر

فصل اول

گاورنر................................... ...................................................................................... 1

فصل دوم

دستور العمل شناخت تجهیزات ژنراتورهای نیروگاه کارون 3...................................... 87

فصل سوم

دستور العمل های ارزیابی از پایداری تجهیزات توربین .............................................. 87

فصل اول

گاورنر

جزوه تکنولوژی گاورنر های نیروگاه کارون 3

گشودگی دریچه های توربین، سرعت و قدرت خروجی از ژنراتورها بوسیله گاورنر های دیجیتالی کنترل می شوند که روی تابلو گاورنر نصب شده اند ابعاد این تابلو 2200*800*800 میلی متر می باشد محل قرار گرفتن آن بطور مشترک با تابلو کنترل واحد U.C.B می باشد جهت اطلاعات بیشتر به نقشه شماره 061824-2840 رجوع شود.

طراحی سیستم گاورنر طوری است که از دو قسمت کاملا" مجزا تشکیل شده که هر قسمت به تنهایی کنترل کامل سیستم را بعهده می گیرد و با نام های گاورنر اصلی و گاورنر پشتیبان نامیده می شوند.

علاوه بر تجهیزات فوق تابلو گاورنر مجهز به دستگاههای دریافت اطلاعات مجزا کننده سیگنال و سیگنال های مکالماتی می باشد.

مشخصات گاورنر های دیجیتالی

1. منبع تغذیه با شماره POWER. SUPPLY MODULE PCD4N210

2. حافظه برای مشتری USER. MEMORY MODULE PCD7R110

3 . واحد پردازشگر زوجی با تابلوهای اینتر فیس با شماره

گاورنر پشتیبان با پردازشگر فرد BACK UP GOVERNOR WITH SINGLE PROCESSOR MODULE

4. دو عدد واحد ورودی زوجی 2. BINARY INPUT MODULES PCD4E

5. دو واحد خروجی زوجی 2. BINAR OUT PUT MODULES PCD4A400

6. دو واحد آنالوگ با 4 ورودی و 2 خروجی PCD4W100

7. یک واحد انتقال دهنده سرعت جهت اندازه گیری سرعت PCD4 F2001 راهنمای روش صحیح بهره برداری از دستگاه روی یک کارت الکترونیکی فشرده (EP ROM) ذخیره شده تا در صورت قطع برق بمدت نسبتا" طولانی اطلاعات از دست نرود.

تمام واحدهای حافظه داخلی از جمله حافظه کار به برق DC وصل شده بنابراین شرایط افت لحظه ای ولتاژ مشکلی ایجاد نمی کند واحدهای ورودی و خروجی بر اساس مشخصه های نیروگاه تنظیم شده اند.

1.2 تابلو گاورنر ترمینال بهره برداری OPERATOR TERMINAL

عملیات زیر را بوسیله ترمینال بهره برداری می توان انجام داد.

1. بهره برداری محلی از واحد

2. نشان دادن مقادیر غیرعادی پارامترهای مختلف

3. نشان دادن عملکرد

ها و ریست نمودن آن

4. نشان دادن تاریخچه آلارمها

5. انجام وظایف مخصوص

پریک از گاورنرهای اصلی یا پشتیبان دارای ترمینال بهره برداری جداگانه می باشند برای گاورنر اصلی ترمینال بهره برداری روی درب تابلو گاورنر نصب شده است. ترمینال بهره برداری گاورنر پشتیبان روی درب جلو تابلو کنترل، سیستم روغن نصب شده است

1.3 دستگاههای خارجی EXTERNAL DEVICE

دستگاههای مورد نیاز پردازش اطلاعات ( سرعت-وضعیت دریچه ها-قدرت) و تقویت کننده های مجزا بمنظور تفکیک سیگنال ها و انتقال آنها در تابلو گاورنر نصب شده اند.

منبع تغذیه: POWER SUPPLY

تغذیه تابلو گاورنر بوسیله دو عدد کنورتر DC/DC تامین میگردد انرژی خروجی از یک کنورتر برای مجموعه گاورنر کافی می باشد و کنورتر شماره 2 کاملا" آزاد می باشد و برای بالا بردن ضریب اطمینان و پایداری شبکه در شرایط غیر عادی در نظر گرفته شده . انرژی مورد نیاز رله های اینتر فیس راه دور و فرمان سیگنال های گاورنر اصلی و پشتیبان از طریق تابلو عمومی کنترل ولتاژ تامین می گردد.

در سیستم منبع تغذیه کنورتر DC/DC سومی بمنظور تامین انرژی مورد نیاز رله های راه دور وجود دارد.

شرح تجهیزات گاورنر DIS CRIPTION OF THE GOVERNOR FUNCTION

تحقیق درباره ی ژنراتور نیروگاه آبی 35 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 37

ژنراتور نیروگاه آبی 

 ژنراتــــــور مهمترین بخــــش نیــــروگاه آبی اســـت که انـــــرژی مکـــــانیکی دورانـــی را تبدیـــــل به انرژی الکــــتریکی مــی‎کند و از دو بخــــش اصلــــی روتــور و استاتور تشکیل شده است.

ژنراتورهای نوع سنکرون عمودی شامل بخش‎های زیر می‎باشند:

-         قاب استاتور(Stator Frame)

-         هسته استاتور( Stator Core)

-         سیم‎پیچ استاتور(ُStator Winding)

-         روتور(Rotor)

-         حلقه مورق روتور(Rotor Rim)

-         قطبها(Poles)

-         یاتاقان‎های کف‎گرد(Thrust Bearing)

-         یاتاقان‎های هادی(Guide Bearing)

-         سیستم روانکاری هیدوراستاتیک(Hydrostatic lubrication system)

-         سیستم خنک‎کننده      Cooling system

-         واحد ترمز و بالابری (Braking and jacking unit)

استاتور فریم یا قاب استاتور(Stator Frame)

 قاب استاتـــــور از اجـــــزاء فـولادی نورد شده ســــاخته شـده است که هســـته، سـیم‎پیچ و اجـــزاء جــــانبی اســـتاتور نظـــیرکولرهــای هوایی-آبی را روی خـــــود جـــای می‎دهد. قاب اســـتاتور با ســـاختار خـــاص خود کل وزن روتــور را از طــریق براکــت تراست تحمل می‎نمـــاید. عـــلاوه بر نیــروهای ناشی از گشــتار و وزن خود استاتـــور، قاب استاتـــور وزن کلیه اجراء گردان (ژنراتــور و توربیــــن)، وزن براکـــت تراست و بارهـای ناشـــی از فشــــار هیدرولیـــکی را از طریق سل پلیت ها  یا حلقه‎هـــای نگهدارنده به فونداسیــــون منتقل می‎نمـــاید. دریچه‎هـــای خـــروج هـــوا نیز در قـــاب استاتـور تعبیه شده است.در شکل زیر می توانید نمای استاتور فریم یک ژنراتور آبی با توان ۸۱ مگاولت آمپر را مشاهده نمایید.

هسته استاتور (Stator Core) 

هستة استاتور مسیری با رلوکتانس مغناطیسی پایین جهت عبور شار مغناطیسی فراهم می سازد. قطر داخلی استاتور بوسیلة گشتاور در حجم( Torque Per Volume) و اثر لختی GD² تعیین می شود.

هستة استاتور از دو قسمت تشکیل شده است :

1-       ( یوغYoke ) : قسمتی است که بین شیار و قطر خارجی قرار می گیرد.

2-        (Teeth دندانه ها) : قسمتهایی از هسته که بین شیارها قرار می گیرد.

قسمتهای انتهایی هسته ، جهت کاهش دمای ناشی از عبور شار مغناطیسی به روش خاصی تهیه می شوند و معمولا“ در این قسمتها فاصلة هوایی بیشتر از مرکز هسته می باشد. شیارها در بدنة هستة استاتور پانچ می شوند و محل قرار گرفتن سیم پیچی استاتور می باشند.

ورقه های هسته از سیلیکن با تلفات پایین و مقاوم در برابر پیری ( Non-Aging ) و با ضخامت 5/0 میلیمتر تهیه می شوند. این ورقه ها از هر دو طرف با لایه های وارنیش عایق شده اند ( عایق کلاس F ). هسته بر روی Stator Frame نصب می شود و در ضمن هنگام ورقه چینی ، ورقه‌های لایه‌های مختلف بر روی یکدیگر همپوشانی دارند. برای محکم کردن ورقه ها ، از تعدادی Pressure Finger که بر روی Clamping Plate جوش می شوند و همچنین از تعدادی پیچ با مقطع دم‌چلچله‌ای (DoveTail ) استفاده می‌شود و ورقه ها به همدیگر پرس می شوند. در ماشینهای بزرگ از تعدادی Clamping Bolt که از هسته نیز عایق می باشند برای استحکام بیشتر استفاده می کنند.

هسته استاتــور شامل صفحات دینامو کم تلفات است که ضخامت هر یک 5/0 میلیمتر می‎باشد. برای خنک کردن هسته ، تعدادی کانال درون هسته جاسازی شده است که جنس این کانالها از تعدادی میله های غیرمغناطیسی که بر روی ورقه های سیلیکون با ضخامت 65/0 میلیمتر جوش می شوند، تشکیل شده است. جریان هوا از درون این کانالها عبور کرده و هسته را خنک می کند.

تحقیق درباره ی ساختار نیروگاه های اتمی جهان

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 28

ساختار نیروگاه های اتمی جهان

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