ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.11.2023
Просмотров: 54
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
| | | |
Атомдық, дизелдік және геотермалды станциялар
Атом электр станцияларының жұмысы ауыр ядролардың ыдырауына негізделген, нәтижесінде нейтрон ядросына тиюі салдарынан тізбектік реакция дамып көп мөлшерде энергия бөлінеді.Ядролық отын есебінде, байытылған табиғи уран және жасанды алынған плутоний 239Рu қолданылады. Плутоний 239Рu өзіндік ыдырау қабілеттілігіне ие, оны ұқсас ядролық жанармай есебінде қолдану тиімді, өйткені оның ядросы ыдыраған кезде, 235U ядросының ыдырауынан көп нейтрон бөлінеді.Атомдық энергетикада екі түрлі нейтрон «сұрыптары» кездеседі:ядролық реакция нәтижесінде пайда болатын, көп мөлшерде энергияға ие жылдам нейтрон және энергиясы жылдам нейтрондардан шамамен 100 есеге аз баяу (жылулық) нейтрондар.
Қазіргі уақытта атомдық энергетикада баяулатылған жылулық реакторлар сияқты жылдам нейтрондағы реакторлар қолданылады.Жылулық нейтрондағы реакторларда баяулатқыштар есебінде: жай суды, ауыр суды және графитті, көбінесе жиі жай суды қолданады. 235U ядросының ыдырау процесінде түзілетін нейтрондардың біреуі тура бағыт бойынша шығындалып, 235U ядросына тиеді және реакцияны тізбекті жасайды.
Жарылыс болмау үшін ядерлік реакторда нейронды белсенді жұтатын материалдан жасалған, мысалы бор карбиті қарымтауыш оқтаушадан тұрады. Ядролық реакцияны күшейту үшін қарымтауыш (басқарушы) оқтаушалар ядролық реакция түзетін аймақтан алынады, ал төмендету үшін керісінше жүктелінеді. Қарымтауыш оқтаушалар көмегімен реактор жұмысының қалыптасқан режиміне қол жеткізуге болады
Баяулатылған, жылулық нейтрондағы реакторлар кеңінен қолданыс тапты және ол барлық елдердің атомдық энергетикасының негізі болып табылады.Ядролық отын тұратын көлем және баяулатқыш-реактордың белсенді аймағы деп аталынады. Мұнда жылдам нейтрондардың баяулауы, олардың жылулық нейтронға «айналуы» және де жылу тасымалдағышқа жылу ерілуі жүзеге асырылады.Реактордың белсенді аймағындатұратын ядерлік жанармай жылу бөл-гіштік элементтерге (ТВЭЛ) орналасады. ТВЭЛ-ді арнайы дестелерге, кассеталарға және блоктарға жинайды. Шағылысудың негізгі көзі реактор-дың белсенді аймағы және құрастырмалы материалдар болып табылады.Биологиялық қорғаныс жоғары сапалы бетоннан жасалынады және ол жақсы нейтрон жұтқыш болып таблатын 10% судан тұрады. Бетонға карбит боры жиі қосылады.Реактор әрдайым радиактивті шағылудың көзі болып табылады. Біраақ реакторды дұрыс пайдаланған жағдайда оның зиянды шамасы аз болады. Соған қарамастан, ол қауіпсіздік атом энергетикасының маңызды сұрақтарының бірі болып табылады.Қазіргі таңда кеңінен таралған су-сулық реакторлар (ВВЭР-сулық энергетикалық реактор), мұнда жай су нейтронды баяулатқыш және жылутасымалдағыш қызметін атқарады және уран-графитті реакторлар
(РБМК жоғарғы қуатты реактор арналы), мұнда баяулатқыш қызметін графит, ал жылутасымалдағыш қызметін жай су атқарады.Су-сулық реактордың принциптік сұлбасы 3.1суретінде көрсетілген. Реактордың активті аймағы қалың қабырғалы 150-200 атмосфераның қысымын ұстайтын су және жылубөлгіштік элементтер (ТВЭЛ) орналасқан ыдыстан тұрады. ТВЭЛ мен бөлінген жылу температурасы айтарлықтай артатын сумен алынады. Бұл бірконтурлы АЭС аталмыш технологиялық сұлба ол 3.2 а суретінде көрсетілген Су белсенді аймақта ТВЭЛ-дермен жанасқанда радиактивті болып, қызметкерлерге қауіп туғызады.
(3.1сурет)
3.1 Сурет– Су-сулық реактор сұлбасы.
3.2. б суретке қатысты екі контурлық сұлбада, бірінші контурдағы су жылуын екінші контурға береді, ол белсенді аймақтан ақпайды және радиактивті қауіпті туғызбайды. Ядролық реактордан 1, бу генераторы 5 және айналым сорғысынан 6 басқа қалған қондырғылар - турбина 2, конденсатор 3 және қорек сорғысы 4 қарапайым жылу станциясына ұқсас. Бу түзілу контурдағы әртүрлі қысым салдарынан болады.
а) бірконтурлы ВВЭР реактор базасында; б) екіконтурлы ВВЭР реактор базасында; в) үшконтурлы жылдам нейтронды реактор базасында
3.2 Сурет - АЭС-ның технологиялық сұлбалары
3.2 в суретінде үшконтурлы БН типті жылдам нейтронды реакторы бар АЭС сұлбасы көрсетілген. Бірінші және екінші контурда жылу тасымалдағыш қызметін әлсіз шағылатын нейтрон, радиактивті сұйық натрий атқарады, ал үшінші контурда радиактивті емес су (су буы) болады.Чернобыль АЭС апатынан кейін атом энергетикасының дамуы күмән тудырды, алайда қазіргі таңда, апат ең қолайсыз фактор есебінен және жұмысшы қызметкердің қатаң қателігінен болғаны дәлелденді. Бұған қарамастан реактор қауіпсіздігін арттыру шаралары жасалынуда.АЭС түтін газын және күл түріндегі қалдықтарды сыртқа шығармайды. Алайда АЭС-тің қоршаған ортаға және суға жылу бөлуі ЖЭС-на қарағанда көп болады. АЭС қоршаған ортаға зиянды мүмкін болатын маңызды ерекшелік радиактивті қалдықтарды көму болып табылады.
Қазақстан Республикасының аймағында шамамен 29% көлемдік уран қоры бар және қолданыста қозғалтқышын сынақтан өткізу үшін және реакторлық материалдандыру саласында зерттеу жүргізу үшін және қолданыс қауіпсіздігін арттыру үшін қызмет ететін басқа ұқсастығы жоқ зерттеліп жатқан үш реактор бар.
1972 жылдан бастап Манғышлақ энергокомбинаты құрамында БН-350 жылдам нейтронды реактор базасында атомдық электрстанция жұмыс істеп келеді. Бұл ядролы энергетикалық құрылғы 125 МВт электроэнергиясын және күніне 10000 тонна ішетін су өндіреді.
Көлемді уран қорын иемдене отырып, оның инфраструктуралық бақыла-нуының дамуына, іздеу және қазып алуға, ТВЭЛ-дер өнеркәсібін ұйымдас-тыруға, атом энергетикасын дамытуға Қазақстанның барлық обьективті шарт-тары бар.Атом энергиясын қолдануды айтқан кезде термоядролық реакция мүмкін-діктерін айтпауға болмайды. Егер ертеректе қаралған ядролық реакциялар ауыр элементтердің бөлуіне себепкер нейтрон болып табылатын ядролық ыдырауын көрсетсе, онда термоядролық реакция атомдардың бір милиярд микрометр жақындауынан, яғни электростатикалық тебілу күшінен артқан жағдайына негізделген жеңіл элементті ядролардың бірігуінен болады. Бұл үшін зат плазмалық күйге енетін өте жоғары (он милион градус шамасында) температура керек.
Бастапқы заттың масса бірлігіне келтірілген термоядролық реакция-ның энергия бөлінуі 235U ядролық реакция бөлінуінен шамамен 4 есе көп. Термоядерлік реакцияның жер жағдайы шартында пайда болуы дәлелден-ген. Дәл осындай реакция термоядролық (сутектік) бомба кезінде болады, мұндай жағдайда ол басқарылмайтын қысқа уақытты және өте күшті жарылыс сипатында болады. Мұндай энергияны электрэнергия өндірісіне қолдану үшін, термоядерлік реакцияны басқарылатын етіп жасау қажет.Бұл дейтерий тритилік реакция (D-T реакция) ресурстарын басқарыла-тындай жасауды әбден жеткілікті көзқарасымен қарау өте маңызды. Дейтеридің мұхит көл суындағы қоры энергетикалық эквивалентпен барлық жанармай түрлерінен миллион есе артық. Тритиді лити изотобынан алады, оның қоры энергетикалық эквивалентпен уранға сәйкес.Мұндай ядролық электрстанциялар салу «Токамак» реактор базасында (магнит өрісіндегі торойдтық камера) мүмкін болады. Бұл бағыттағы зерттеу-лер жиі болуда, термоядролық реакцияны энергетика дамуына қолдану шартты жағдайында.
Дизелдік және геотермалды электрстанциялары
Геотермалды электр станциялар жерасты термальды көздердің арзан энергиясын қолданады. Жұмыс істеу принципі жылу станцияларға ұқсас. Ерекше айырмашылығы бу генераторының буландырғышының құрылы-мында. Геотермалды электрстанциялар Жаңа Зеландияда, Жаңа Гвинеяда, АҚШ және Италияда жұмыс істейді, ал Италияда барлық өндірілетін электрэнергияның шамамен 6%-ын құрайды. Россияда және Камчаткада Паужет геотермальды станция салынып жұмыс істеуде(3.3 сурет).
(3.3 сурет)
(ҚҰРҒАҚ БУ ГЕОТЕРМАЛЫҚ ЭЛЕКТР СТАНЦИЯЛАРЫ)
Дизелдік электр станциялары білігі синхронды генератормен жалғасқан іштен жану қозғалтқышымен (ДВС) ІЖҚ жұмыс жасайды. Дизелдік электр-станциялары мобильді, тәуелсіз, жүздеген кВт қуатпен шығарылады және шалғайда орналасқан ауылшаруашылығы тұтынушыларын қамтамассыз-дандыру үшін резервтік қорек көзі болып табылады. Атомдық электрстанция-лардың өзіндік мұқтаждық сұлбасының апаттық, резервтік қорек көзі ретінде қолданылады
Қазақстанның энергоресурс қоры
Қазақстанның энергоресурс қорын байқап көрелік. Республика өндірісін дамытуда, әсіресе энергетикалық отын өндірісі бойынша көмір мен лигнит ең басты рөлді атқарады. Қазстандағы көмір қоры мөлшермен 40,82 млрд тонна (әлемдік қордың 30,5%-ы), яғни ол дегеніміз 400 жылға жетеді. ТМД елдері ішінде көмір қоры бойынша Қазақстан Ресей мен Украинадан кейінгі 3-ші орында тұр. Қазақстанның әрбір тұрғынына 5 тонна көмірден келеді, яғни ол Ресей мен Украинаға қарағанда 3 есе көп. Қазақстандағы көмір энергоресурсын тұтыну құрылымы 67%-ды құрайды, яғни 2000 жылы 57 млн. тонна болған көмірді шығару көлемі азайып барады.
Соңғы жылдары мұнай-газ саласы республикадағы маңывзды өндірістердің бірі. Мұнай-газ саласы негізгі төрт объектіде өндірілуде: Тенгиз, Қарашығанақ, Каспий құбырөткізгіш және Каспий бассейнінің шельфінде. Мұнай өндірісі бойынша ТМД елдерінің ішінде Қазақстан Ресейден кейінгі екінші орында тұр. Мұнай шығару (газ конденсатын қосқанда) 2000 жылы 35,3 млн. тонна болды. Мұнай мен газ конденсатын шығару 2005 жылы 60 млн. т., 2010 жылы 100 млн. т. болады деген болжам бар. Бүкіл әлемдік мұнай мен газ конденсатын шығару бойынша Қазақстандағы мұнай мен газ конденсатын шығару 0,8%. Қазақстандағы мұнай (0,7 млрд. т.) және газ (2,5 трлн. куб. м.) қлры мөлшермен 35,5 және 100 жылға дейін жетеді.
Табиғи газ шығару 2000 жылы 11,5 млрд. куб. м болды. Жалпы біріншілік энергоресурстарды қолдану бойынша мұнай мен газ 20% және 13%-ға жетіп отыр.
Қазақстан ТМД елдерінің ішінде электр энергиясын өндіру бойынша 3 орында, яғни 2000 жылы 51,6 млрд. кВт·сағ, ал жылу энергия өндірісі – 65,5 млн. Гкал.
Қуаты 18,1 ГВт ЕЭС РК-ның 15,9 ГВт қуаты ЖЭС-қа келеді, оның 15,54 ГВт-ы бу турбинасында, 0,33 ГВт – газ турбинасында, ал 12,4 ГВт қуаты көмірден, 3,18 ГВт-ы газ бен мазуттан алынады. Гидравликалық станцияның қуаты 2,2 ГВт шамасында. ЖЭС-тағы генерациялайтын қондырғыларды пайдалану мерзімдері: 1,4 ГВт шамасында болса – 10 жыл, 4,9 ГВт болса – 11-20 жыл, 4,8 ГВт – 21-30 жыл, 4,8 ГВт болса 30 жылдан артық.
Қазақстандағы электр энергияның жартысына жуығы және жылу энергиясының 40%-ы Павлодар және Қарағанды облыстарындағы өндіріс орындарында өндіріледі.
Республиканың энергобалансының әрбір үшінші энергоресурсы әлеуметтік инфрақұрылымға беріледі. Қалалардың күрделі шарушылығы орталықтандырылған тұрмыстық жүйеге негізделген, оларды пайдалану мерзімі есептеу бойынша олар тозуға жақындап тұр. Бірінші бағытында жылу жүйелерін реконструкциялау (қайта құру) үшін қуаты 500-ден 2000 кВт аралығындағы кішігірім ЖЭС режиміндегі жұмыс жасап тұрған жылу қазандықтарының тиімділігін арттыру қажет. Ал екінші бағыты жылу және электр энергиясын аралас өндіруді - тұтынылатын энергияны үнемдеу үшін кішігірім ЖЭС-та қолдану. Қазақстаннан өндіріске шығарылған алғашқы пайдалы қазба ол көмір. Сондықтан ел тарихымен етене жатқан өндіріс көзі десек болады. Қазақстанда 300 көмір кен орны мен 10 көмір бассейні табылған.
Қарағанды көмірі- Қазақстанда ашылған тұңғыш көмір кен орны. Көмір қоры 1833 жылы табылған, 1855 жылы өндіріс іске қосылды. Қазіргі уақытта жылына 30 млн тоннадан аса көмір өндіріледі. Кеңес одағы кезінде жылына 50-52 млн тонна көмір өндірілетін.
Екібастұз көмірі - Павлодардың Баянауыл ауданында орналасқан. Қоры жағынан Қарағандыдан кейін екінші орында. Бұл – энергетикалық көмір. Сондықтан көбіне жылу электр стансаларына жеткізіледі. 1995 жылы Екібастұз алабынан шыққан көмір Қазақстандағы энергияның жартысына жуығын өндірген. Қазір Екібастұз көмір бассейні жылына 55 млн тонна көмір өндіреді. Оның 40 пайызы Ресейге жіберіледі.
Қаражыра көмірі - Семей өңірінде орналасқан ірі кеніш. 1967 жылы Семей полигоны аумағында ашылған. 1968-69 жылдары геологиялық экспедиция ұйымдастырылып, полигон аймағына жақын болғандықтан кен орнын ашу мен зерттеуге тыйым салынды. Көмір қалыңдығы мен тереңдігі – 300 метр. Кейбір жерінен 1-3 метрден көмір табуға болады. Көмірі Өскемен мен Семейдің, Моңғолия мен Ресейдің, Қырғызстанның жылу станцияларына тасымалданады.