2-1- تاریخچه راکتورهای VVER
اولین نیروگاه هسته ای با راکتور آب تحت فشار شوروی سابق، در شهر Novovoronezh در سال 1963 وارد مرحله بهره برداری شد. این نیروگاه VVER-210 نامیده شد و قدرت الکتریکی آن 265 مگاوات بود. این طرح در تکنولوژی وستینگهاوس الهام گرفته شده بود و نسبت به آن تفاوتها و کمبودهای زیادی داشت. دومین راکتور از همین نوع به قدرت 336 مگاوات در همان شهر یعنی Novovoronezh ساخته شد. در این دو نیروگاه که اولین نسل از نیروگاههای VVER بود پوشش ایمن برای راکتور در نظر گرفته نشده بود. در واقع این دو نیروگاه را میتوان به عنوان نیروگاههای آزمایشی برای جمع آوری اطلاعات فنی و تجربیات اولیه جهت توسعه نیروگاههای VVER بعدی در نظر گرفت.
براساس تجربیاتی که از این راکتورهای نوع اول بدست آمد طرح استاندارد یک نیروگاه جدید به قدرت 440 مگاوات با راکتور آب تحت فشار از نوع VVER-230 ریخته شد و دو واحد از این نیروگاه در سال 1972 و 1973 در همان شهر Novovoronezh وارد مرحله بهره برداری شدند.
براساس تجربیاتی که از نسل اول و دوم نیروگاههای VVER بدست آمد طرح راکتورهای V-213 تهیه شد و بخشی از کمبودهای مدل V230 جبران شد.
دو واحد 440 مگاواتی از نوع V-213 که در شهر Lovisa فنلاند ساخته شده بخصوص از نظر تکامل نیروگاههای VVER جالب توجه بود. این دو واحد که از طرف شوروی سابق ساخته می‌شد با تکنولوژی پیشرفته کشورهای غربی بهبود یافت. انجام این تغییرات در تحول بعدی نیروگاههای VVER کاملاً مشهود بود.
از سال 1970 طراحی نیروگاههای VVER به قدرت 1000 مگاوات شروع شد و چند سال بعد ساخت اولین نمونه آن آغاز شد.
اولین نیروگاه 100 مگاواتی شوروری سابق در سال 1980 Novovoronezh به بهره برداری رسید. با اعمال تغییراتی در طراحی نیروگاه که در دوران توسعه راکتورهای 440 مگاواتی بدست آمده بود، منجر به بهبودهای اساسی در طراحی راکتور VVER-1000 شد. از جمله نوآوریهایی که در این نوع راکتورها اعمال شده که در مدلهای جدید راکتورهای 440 مگاواتی نیز به کار رفته است میتوان به موارد زیر اشاره کرد.
نام فایل : مقاله بررسی فشار و انتقال حرارت در راکتورهای بستر ثابت در رینولدز پایین با استفاده از CFD
فرمت : PDF
تعداد صفحه : 10
توضیحات
راکتورهای بستر ثابت سهم قابل توجهی در صنایع شیمیایی و بیوشیمیایی دارند که در این مقاله با استفاده از شبیه سازی ها به موضوع مهم پرداخته شده است ..
هدف از ارائه این فصل بررسی انواع راکتورهای صنعتی باشرح مختصری از مشخصات و امتیازها و محدودیت آنها می باشد. دراین فصل راجع به راکتور ناپیوسته (Batch) – نیمه پیوسته (semi-Batch) – مخلوط شونده (CSTR) - وبستر ثابت (Fixed bed) – وبستر سیال (Fluidized bed) خواهیم پرداخت.
راکتور ناپیوسته (Batch)
از دیدگاه تاریخی راکتورهای ناپیوسته از آغاز صنعت شیمیایی مورد استفاده بوده است و هنوز هم به صورت وسیعی در تولید مواد شیمیایی باارزش افزودنی بالا نظیر داروسازی مورد استفاده می باشد. راکتورهای ناپیوسته در موارد ذیل استفاده می گردد:
امتیاز راکتورهای ناپیوسته (Batch) در این است که بادادن زمان لازم برای انجام واکنش مواد اولیه با درصد تبدیا بالا به محصولات موردنظر تبدیل می گردند. در حالیکه استفاده ازاین راکتورها محدود به واکنشهای متجانس فاز مایع می باشد. از دیگر محدودیتهای این نوع راکتورها بالا بودن هزینه تولید در واحد حجم محصول تولید شده می باشد (به دلیل بالا بودن زمان سیکل) و همچنین تولید صنعتی در مقیاس بالا در اینگونه راکتورها مشکل است. شکل (1-4) یک راکتور ناپیوسته را نشان می دهد.
همانطوریکه در شکل ملاحظه می گردد مواد ترکیب شونده از طریق دهانة ورودی به راکتور وارد می گردند.
***
راکتور نیمه پیوسته (semi-Batch)
این نوع راکتور در شکل زیر نشان داده شده است. راکتور نیمه پیوسته نیز همان محدودیت های راکتور ناپیوسته را دارد. از امتیازات راکتورهای نیمه پیوسته کنترل خوب حرارت و کنترل واکنشهای نامطلوب و محدود کردن تولید محصولات ناخواسته می باشد. این عمل از طریق وارد کردن تدریجی یکی از اجزاء ترکیب شونده با غلظت کم میسر می گردد.
راکتورهای نیمه پیوسته برای واکنشهای دوفازی که یکی از اجزاء ترکیب شونده گازی باشد مورد استفاده قرار می گیرد و جزء گازی به صورت حباب بداخل فاز مایع درون راکتور تغذیه می گردد.
***
راکتور مخلوط شونده (CSTR Mixed)
راکتور مخلوط شونده در شرایطی که یک واکنش شیمیایی احتیاج به همزدن شدید داشته باشد مورد استفاده قرار می گیرد. راکتور مخلوط شونده یا به تنهایی و یا مطابق شکل (3-4) بصورت پشت سرهم متصل می گردند. کنترل حرارتی در این نوع راکتورها به آسانی انجام می گیرد.
یکی از محدودیت های این نوع راکتورها درصد تبدیل پایین تر آنها در واحد حجم محصول تولیدی در مقایسه با سایر راکتورهای سیستم باز می باشد. به همین دلیل حجم راکتور مذکور را باید خیلی بزرگ انتخاب کد تا به درصد تبدیل بالا دست یافت . راکتورهای Mixed برای اغلب واکنشهای متجانس در فاز مایع استفاده می شود.
***
راکتور لوله ای (Plug)
در صنایع شیمیایی برای فرآیندهای با مقیاس بزرگ معمولاً از راکتورهای لوله ای استفاده می شود. زیرا نگهداری سیستم راکتورهای لوله ای آسان می باشد (چون دارای قسمت های متحرک نیستند) و معمولاً بالاترین درصد تبدیل مواد اولیه در واحد حجم راکتور را در مقایسه با سایر راکتورهای سیستم جاری دارا هستند.
از محدودیت های این نوع راکتورها مشکل کنترل حرارتی برای واکنهشای گرمازاست که بسیار سریع عمل می کنند و نهایتاً منجر به تشکیل نقاط داغ (Hot spot) می گردند.
راکتورهای لوله ای بصورت تک لوله ای بوده و یا بصورت مجموعهای از چندین لوله کوتاهتر که با اتصال موازی مطابق شکل (4-4) به یکدیگر متصلند مورد استفاده قرار می گیرند. اغلب واکنشهای متجانس گازی در این نوع راکتورها انجام می گیرد.
***
راکتور بستر ثابت (Fixed bed reactor)
راکتورهای بسترثابت در واقع همان راکتورهای لوله ای پرشده از دانه های جامد کاتالیزور هستند (شکل 5-4). واکنشهای غیرمتجانس از نوع گازی و کاتالیزوری در این نوع راکتورها انجام می گیرد. از معایب این نوع راکتورها عدم کنترل حرارتی و مشکل جایگزینی کاتالیزور بعد از غیرفعال شدن آن می باشد.
***
همچنین بعضی اوقات پدیدة کانالیزه شدن موادگازی در حین عبور از درون راکتور باعث کاهش زمان اقامت لازم برای انجام واکنش می شود که این خود یکی دیگر از محدودیت های این نوع راکتور است. امتیاز این نوع راکتورها درصد تبدیل بالای آن در واحد وزن کاتالیزور مصرف شده در مقایسه با سایر راکتورهای کاتالیزوری می باشد.
شامل 45 صفحه فایل word قابل ویرایش
هدف از ارائه این فصل بررسی انواع راکتورهای صنعتی باشرح مختصری از مشخصات و امتیازها و محدودیت آنها می باشد. دراین فصل راجع به راکتور ناپیوسته (Batch) – نیمه پیوسته (semi-Batch) – مخلوط شونده (CSTR) - وبستر ثابت (Fixed bed) – وبستر سیال (Fluidized bed) خواهیم پرداخت.
راکتور ناپیوسته (Batch)
از دیدگاه تاریخی راکتورهای ناپیوسته از آغاز صنعت شیمیایی مورد استفاده بوده است و هنوز هم به صورت وسیعی در تولید مواد شیمیایی باارزش افزودنی بالا نظیر داروسازی مورد استفاده می باشد. راکتورهای ناپیوسته در موارد ذیل استفاده می گردد:
امتیاز راکتورهای ناپیوسته (Batch) در این است که بادادن زمان لازم برای انجام واکنش مواد اولیه با درصد تبدیا بالا به محصولات موردنظر تبدیل می گردند. در حالیکه استفاده ازاین راکتورها محدود به واکنشهای متجانس فاز مایع می باشد. از دیگر محدودیتهای این نوع راکتورها بالا بودن هزینه تولید در واحد حجم محصول تولید شده می باشد (به دلیل بالا بودن زمان سیکل) و همچنین تولید صنعتی در مقیاس بالا در اینگونه راکتورها مشکل است. شکل (1-4) یک راکتور ناپیوسته را نشان می دهد.
همانطوریکه در شکل ملاحظه می گردد مواد ترکیب شونده از طریق دهانة ورودی به راکتور وارد می گردند.
***
راکتور نیمه پیوسته (semi-Batch)
این نوع راکتور در شکل زیر نشان داده شده است. راکتور نیمه پیوسته نیز همان محدودیت های راکتور ناپیوسته را دارد. از امتیازات راکتورهای نیمه پیوسته کنترل خوب حرارت و کنترل واکنشهای نامطلوب و محدود کردن تولید محصولات ناخواسته می باشد. این عمل از طریق وارد کردن تدریجی یکی از اجزاء ترکیب شونده با غلظت کم میسر می گردد.
راکتورهای نیمه پیوسته برای واکنشهای دوفازی که یکی از اجزاء ترکیب شونده گازی باشد مورد استفاده قرار می گیرد و جزء گازی به صورت حباب بداخل فاز مایع درون راکتور تغذیه می گردد.
***
راکتور مخلوط شونده (CSTR Mixed)
راکتور مخلوط شونده در شرایطی که یک واکنش شیمیایی احتیاج به همزدن شدید داشته باشد مورد استفاده قرار می گیرد. راکتور مخلوط شونده یا به تنهایی و یا مطابق شکل (3-4) بصورت پشت سرهم متصل می گردند. کنترل حرارتی در این نوع راکتورها به آسانی انجام می گیرد.
یکی از محدودیت های این نوع راکتورها درصد تبدیل پایین تر آنها در واحد حجم محصول تولیدی در مقایسه با سایر راکتورهای سیستم باز می باشد. به همین دلیل حجم راکتور مذکور را باید خیلی بزرگ انتخاب کد تا به درصد تبدیل بالا دست یافت . راکتورهای Mixed برای اغلب واکنشهای متجانس در فاز مایع استفاده می شود.
***
راکتور لوله ای (Plug)
در صنایع شیمیایی برای فرآیندهای با مقیاس بزرگ معمولاً از راکتورهای لوله ای استفاده می شود. زیرا نگهداری سیستم راکتورهای لوله ای آسان می باشد (چون دارای قسمت های متحرک نیستند) و معمولاً بالاترین درصد تبدیل مواد اولیه در واحد حجم راکتور را در مقایسه با سایر راکتورهای سیستم جاری دارا هستند.
از محدودیت های این نوع راکتورها مشکل کنترل حرارتی برای واکنهشای گرمازاست که بسیار سریع عمل می کنند و نهایتاً منجر به تشکیل نقاط داغ (Hot spot) می گردند.
شامل 45 صفحه فایل word قابل ویرایش
پایان نامه مبانی راکتورهای اتمی در 80 صفحه ورد
مقدمه:
برنامه استفاده از انرژی هسته برای تولید برق در ایران در سال 1353 آغاز شد و پس از مشکلات ناشی از جنگ تحمیلی، لزوم بازنگری برنامه های قبلی و مسائل اقتصادی که کشور ما با آن روبرو است دوباره در صدر برنامه های دولت قرار گرفته است. از طرف دیگر استفاده از انرژی هسته ای در جهان و ساخت نیروگاههای هسته ای در 40 سال گذشته بطور پیوسته ادامه داشته و در حال حاضر 17% از انرژی برق در جهان از انرژی هسته ای تأمین می شود. کشورهای در حال توسعه، چه آنهایی که منبع انرژی دیگری در اختیار ندارند و چه کشورهایی که همراه با منابع دیگر می خواهند از این تکنولوژی جدید نیز برای تولید انرژی برق استفاده کنند، با مسائل خاصی مواجه هستند. کمبود سرمایه، فقدان نیروی انسانی کاردان، ضعف ارگان های تشکیلاتی و مقرراتی، عدم آمادگی صنایع محلی برای مشارکت و بالاخره موضوعات سیاسی در رابطه با انتقال دانش فنی و نظام منع گسترش سلاح هسته ای مهمترین موضوعات در رابطه با ساخت و بهره برداری از نیروگاههای هسته ای است.
پیش بینی مصرف برق، لزوم توسعة وسیع ظرفیت تولید موجود را نشان می دهد با توجه به اهمیت ذخیرة انرژی و بهبود بازدهی استفاده از آن، انرژی هسته ای به عنوان گزینه ای اجتناب ناپذیر با نقشی مهم در برآوردن نیاز آیندة انرژی برق در جهان تجلی می کند.