Elektrik Enerjisi Üretimi. Yrd. Doç. Dr. M. Mustafa ERTAY DÜZCE ÜNİVERSİTESİ. Elektrik Enerji Üretimi 1

Transkript

1 Elektrik Enerjisi Üretimi Yrd. Doç. Dr. M. Mustafa ERTAY DÜZCE ÜNİVERSİTESİ Elektrik Enerji Üretimi 1

2 2. Termik Santraller Sanayi devrimiyle beraber önce kömürün daha sonra petrol ve doğal gazın dünya ekonomileri üzerinde belirleyici olduğu görülmektedir. Kömür üretimi dikkate alındığında Dünya kömür rezervlerinin 147 yıl ömrü bulunmaktadır. Dünya daki doğal gaz rezervleri ise 146,4 trilyon m 3 tür. Rusya Fedarasyonu %33 lük pay ile ilk sıradadır. Dünya petrol rezervi ise günümüzde 1.3 trilyon varildir. Bu rezervin %56 sı ortadoğu ülkelerinde yer almaktadır. Fosil yakıtlı kaynaklar siyasi ve stratejik öneme haiz olduğundan fiyatları çok değişkendir. Ülke ekonomilerini etkilemektedir. Elektrik Enerji Üretimi 2

3 Kömür ve Enerji Bitkisel maddeler veya bitki parçaları uygun bataklık ortamlarda birikip çökelir, ve jeolojik işlevler ile birlikte yer altına gömülürler. Bu organik kütleler yer altında basınç ve ortamın ısı şartlarından etkilenerek fiziksel ve kimyasal değişimlere uğrarlar ve kömür meydana gelir. Kömür Dünya üzerinde yaygın olarak bulunur. Şuan ki üretim seviyeleri dikkate alındığında Diğer fosil yakıtlara göre ömürleri fazladır. Fiyat açısından istikrarlı, taşıma ve depolama imkanı kolay ve rahattır. Kullanım kolaylığı yönünden emniyetli ve güvenilirdir. Kullanıcıya arzı ucuz ve süreklidir. Ülkemizde fosil yakıtlar açısından en büyük rezerv kömüre aittir. Kömür rezervimiz içinde en büyük pay 12.3 milyar ton ile linyite aittir. Linyit rezervimiz daha çok termik santrallerde elektrik üretim amaçlı olarak kullanılmaktadır Linyitin ısıl değeri 4610 kcal/kg ın altında, taş kömürünün ise kcal/kg arasındadır. Elektrik Enerji Üretimi 3

4 Termik Santrallerin Sınıflandırılması Kullanılan yakıt türüne göre; a) Kömür Yakıtlı Termik Santraller b) Doğal Gaz Santralleri i) Kombine çevrim doğal gaz santralleri ii) Gaz türbinli doğalgaz santralleri c) Dizel motorlu santraller d) Nükleer Santraller Elektrik Enerji Üretimi 4

5 Afşin-Elbistan A Termik Santrali, MW Afşin-Elbistan B Termik Santrali, MW Sugözü Termik Santrali, MW Çayırhan Termik Santrali, 640 MW Çatalağzı Termik Santrali, 300 MW Çolakoğlu Termik Santrali, 180 MW İçdaş Değirmencik Termik Santrali, 405 MW İçdaş Bekirli Termik Santrali, MW Eren Enerji Çatalağzı Termik Santrali, MW 18 Mart Çan Termik Santrali, 320 MW Kangal Termik Santrali, 457 MW Kemerköy Termik Santrali, 630 MW Yeniköy Termik Santrali, 420 MW Yatağan Termik Santrali, 630 MW Seyitömer Termik Santrali, 600 MW Yatağan Termik Santrali, 630 MW Tunçbilek Termik Santrali, 365 MW Orhaneli Termik Santrali, 210 MW Soma Termik Santrali A-B (2 Adet), MW Çumra Termik Santrali, 37 MW Silopi Termik Santrali, 135 MW Gaz türbinleri ve egzoz kazanları kullanarak buhar türbinleri ile güç üretimi yapan termik santrallerdir. Aksa Enerji Ali Metin Kazancı Doğal Gazlı Enerji Santrali, 1150 MW [1] Aksa Enerji Manisa Doğal Gazlı Enerji Santrali, 115 MW [1] Aksa Enerji Samsun Doğal Gazlı Enerji Santrali, 130 MW [1] Aksa Enerji Şanlı Urfa Doğal Gazlı Enerji Santrali, 120 MW [1] Aksa Enerji Van Doğal Gazlı Enerji Santrali, 115 MW [1] Aksa Enerji Mardin-1 Akaryakıt Enerji Santrali, 33 MW [1] Aksa Enerji Mardin-2 Akaryakıt Enerji Santrali, 30 MW [1] Aksa Enerji Şırnak,İdil Akaryakıt Enerji Santrali, 24 MW [1] Aksa Enerji Hakkari Akaryakıt Enerji Santrali, 24 MW [1] Aksa Enerji Kuzey Kıbrıs Türk Cumhuriyeti Akaryakıt Enerji Santrali, 120 MW [1] Ambarlı Termik Santrali, 1350 MW Bursa Doğal Gaz Kombine Çevrim Santrali, 1400 MW Enkapower Adapazarı-Gebze Kombine Çevrim Santralleri, 2250 MW Enkapower İzmir Kombine Çevrim Santrali, 1520 MW Hamitabat Doğal Gaz Kombine Çevrim Santrali, 1120 MW Yeni Doğal Gaz Kombine Çevrim Santrali, 0,85 GW Elektrik Enerji Üretimi 5

6 a) Kömür Yakıtlı Termik Santraller Termik santrallerde enerjinin şekil değiştirmesi kademeli olarak yapılmaktadır. Bu enerji çevrimlerinde kayıplar büyük rol oynamaktadır. bu nedenle modern bir termik santralde verim % 40 civarında olmaktadır. Elektrik Enerji Üretimi 6

7 Termik santral elektrik enerjisi üretimi Elektrik Enerji Üretimi 7

8 Elektrik Enerji Üretimi 8

9 Kömür yanabilen bir organik kayadır. Bütün kömürler kül nem kükürt gibi organik olmayan maddeler içerirler. Bunlar kömürün kalitesini belirler. Kömür santral kazanında yakılmadan önce kömürün yıkanması, öğütülmesi, parçalara ayrılması ve termal kurutma gibi zenginleştirme işlemleri yapılır. Elektrik Enerji Üretimi 9

10 Kömürlü bir termik santralın tipik blok diyagramı 1. Soğutma kulesi 10. Buhar kontrol valfi 19. Süperfırın 2. Soğutma suyu pompası 11. Yüksek basınçlı buhar türbini 20. Enerjili akım fanı 3. 3-fazlı Enerji nakil hattı 12. Gazdan arındırıcı 21. Tekrar ısıtıcı 4. Yükseltici trafo (3-fazlı) 13. Besleme suyu ısıtıcısı 22. Yanma hava girişi 5. Elektrik üreteci (3-faz) 14. Kömür taşıyıcı (Konveyör) 23. Ekonomizör 6. Düşük basınç buhar türbini 15. Kömür besleme hunisi 24. Hava önısıtıcı 7. Yoğuşma pompası 16. Kömür öğütücü 25. Elektrostatik filtre 8. Yüzey yoğunlaştırıcı 17. Buhar fıçısı 26. Endüklenmiş akım fanı 9. Orta basınç buhar türbini 18. Kül hunisi 27. Baca Elektrik Enerji Üretimi 10

11 Çalışma prensibi Şekilden görüldüğü gibi kömür konveyör vasıtasıyla değirmene gelir burada öğütülür ve toz haline gelir. Toz kömür yanma için gerekli olan yakıt hava fanı ile dışardan alınan havayla beraber hava ısıtıcısından geçirilir ve yanma odasına püskürtülür. Yanma odasına gelen yakıt tutuşur ve yüksek bir basınç meydana getirir. Baca gazları kazanın ısıtma yüzeylerinden geçer ve geçerken ısısını bu ısıtma yüzeylerine verir. Daha sonra hava ısıtıcı ve elektrostatik filtreden geçerek atmosfere çıkar. Saflaştırılmış su ekonomizörden geçer ve ön ısıtmaya uğrar. Buhar kazanına gelen su burada buharlaştırılır. Kızdırıcıda basınç ve sıcaklık artar ve buhar kızgın buhar haline gelir. Buhar ilk önce yüksek basınçlı buhar türbinine gönderilir. Buhar regülatörü ile buhar basıncını ayarlamayı sağlar. Yüksek basınç türbininden çıkan buharın basınç ve sıcaklığı düşürülerek tekrar ısıtıcıya gelir. Tekrar ısıtılır ve orta basınç türbinine gelir. Daha sonra ise düşük basınç türbinine gider. Elektrik Enerji Üretimi 11

12 Düşük basınç türbininden çıkan buhar kaynama noktasının biraz altındadır. Kondansere gelen düşük basınçlı buhar soğutma kulesinden pompalanan soğuk su ile temas eder ve yoğuşur. Yoğuşan su kondanser su pompasında geçtikten sonra gaz alıcıdan geçer ve ön ısıtıcıda ısıtma yapılır. Saflaşmış su ekonomizöre ordanda buhar kazanına gönderilir. Eksilen su için su kaynağından çekilen su filtrelendikten sonra yoğuşmuş su ile beraber gaz alıcı ve ön ısıtmayla pompalanır ve su buhar çevrimi devam eder. Elektrik Enerji Üretimi 12

13 Elektrik Enerji Üretimi 13

14 Kömürle çalışan termik santrallerin çevresel etkileri Türkiye de en bol fosil yakıt olan linyit düşük kalitelidir ve yüksek derecede kirlenmeye yol açar. Bu kömürün kullanımı sonucunda Kükürt dioksit SO 2, azot oksitler Nox karbon monoksit (CO), ozon (O 3 ) ve kül oluşur. SO 2 ve NOx gazları asit yağmurlarının oluşumunda birinci derece etkilidir. Termik santral artıkları olan küller radon gazı oluşturarak çevreye radyasyon yayarlar. Termik santraller nedeniyle oluşan çevresel kirlilik insan sağlığını da tehdit etmektedir. (solunum şikayetleri ve akciğer hasarı vb.) Çevresel etkileri azaltmak amacıyla desulfirizasyon ünitesi kullanılmaktadır (SO 2 gazını tutarak katı hale dönüştürmek için kullanılır. ). Uçucu külleri tutmak amacıyla elektrostatik filtreler kullanılır.) Bir önceki maddede belirtilen önlemler SO 2 ve külleri önlemek içindir. Nox, SO 2 ve O 3 için filtre görevi görmezler. Baca Gazı Denitrifikasyon (DeNOX) Ünitesi Nox etkisini tamamen yok etmesede belirli bir sınır değere düşmesini sağlamaktadır. Baca gazındaki Nox leri kimyasal reaksiyonla N ve su buharına dönüştürür. Böylece çevresel etkileri minimumam indirebilir. Elektrik Enerji Üretimi 14

15 Elektrik Enerji Üretimi 15

16 Elektrik Enerji Üretimi 16

17 Avantajları Buhar türbinli santraller; yıllık yağış ortalamasının düşük olduğu zamanlarda, hidroelektrik santrallere alternatif olarak termik enerji kaynaklarının kullanılmasıyla elektrik enerjisi üretimine devam eder. Yılın her mevsiminde istenilen niteliklerde ve sürekli enerji üretebilmesi özelliğinden dolayı elektrik enerjisi üretiminde önemi büyüktür. Ekonomik açıdan kömür kullanımı yaygındır. Dünya üzerinde bol miktarda bulunması kolay erişilebilir olması ve ayrıca kolay taşınabilme ve depolanabilme özellikleri nedeniyle tercih sebebidir. Termik santraller çok iyi bilinen bir teknoloji haline gelmiştir. Termik santraller ile iş sahaları yaratılmaktadır. Çevresel zararlar için filtre üniteleri vardır. Elektrik Enerji Üretimi 17

18 Bir termik santralin kurulacağı yerin seçimi aşağıdaki değerlendirmeler yapılır; Enerji kaynağının yakınlığı, Yakıtın santrale getirilme yöntemleri, Karayolu ulaşımının kolaylığı, Santral yakınında soğuk bir su kaynağının bulunması gibi 3 temel şart aranır. Bunun yanı sıra; Santralden çıkacak olan çok miktardaki artık küllerin çevreyi rahatsız etmeden uzaklaştırma ve depolama imkanı Enerji iletim hatlarına bağlantı kolaylığı, Zemin şartlarının ağır yapı ve tesislerin yapılmasına elverişli olması, Rüzgar yönü, rutubet, yağış gibi meteorolojik koşulların santral tekniği ve çevre kirlenmesi yönünden uygunluğu. Elektrik Enerji Üretimi 18

19 b) Doğal Gaz Santrali Doğal gaz havadan hafif, renksiz ve kokusuz bir gazdır. Ekonomik, çevresel ve teknolojik değişikliklerle, doğal gaz yeni güç santralleri için önemli bir yakıt haline gelmiştir. Yeni teknoloji doğal gaz santralleri temiz elektrik enerjisi üretimi için önemli bir rol oynamaktadır. Günümüzde dağıtılmış üretime önem verilmektedir. Dolayısıyla üretim ve tüketim merkezleri birbirine yakın olacağından iletim kayıpları azaltılarak üretilen enerji daha ucuz olacaktır. Doğal gaz rezervlerine bakıldığında 72.2 milyon m 3 ile ortadoğu birinci sıradadır. Bunu milyon m 3 ile avrasya, milyon m 3 ile afrika ülkeleri izlemektedir. Elektrik Enerji Üretimi 19

20 Kojenerasyon: Isı ve elektriğin birlikte üretilmesidir. Kojenerasyon sistemleri: Isı ve elektriğin birlikte üretildiği birleşik ısı ve güç sistemleridir. Birleşik ısı ve güç sistemleri ısı ve elektrik enerjisine bağlı olarak 20 kw ile 300 MW oranlarında uygulanabilir. Elektrik Enerji Üretimi 20

21 Elektrik Enerji Üretimi 21

22 Şekil buhar türbinli kojenerasyon doğal gaz santralini göstermektedir. Buhar çevrimi olmaksızın verim % lerde kalmaktadır. Elektrik Enerji Üretimi 22

23 i)kombine doğal gaz çevrim santrali Kombine çevrimli doğal gaz santrali. Doğal gaz santrallerinin birçoğu bu şekildedir. Bu tip santrallerde gaz türbini ve buhar türbininin her ikiside vardır. Doğal gazın yanmasıyla elde edilen sıcak gazlar gaz türbininini ve türbin ise generatörü döndürür. Gaz türbininden çıkan atık ısı suyu ısıtarak buhar üretilir. Elde edilen buhar, buhar türbinini ve türbin ise generatörü döndürür ve elektrik enerjisi elde edilir. Elektrik Enerji Üretimi 23

24 Elektrik Enerji Üretimi 24

25 ii) Gaz türbinli santraller Bu santrallerde türbini döndürmek için su ısıtılarak kullanılan buhar yerine doğal gazın yanmasından elde edilen sıcak gazlar ile türbin döner ve elektrik enerjisi elde edilir. Gaz türbinli santraller hızlı bir şekilde devreye alınabildikleri için genellikle puant güçleri karşılamak için kullanılırlar. Gaz türbinlerinde ki enerji dönüşüm verimi %30-35 arasındadır. Elektrik Enerji Üretimi 25

26 Gaz türbinlerinin yapısı ve çalışma prensibi Merkezi büyük santrallerde kullanılan gaz türbinleri büyük boyutludur. Küçük boyutlu doğal gaz santrallerinde, mikro türbinler ve endüstriyel gaz türbinleri kullanılır. Mikro türbinler 25 kw-500 kw arasında güç üretim kapasiteleri ile dağıtılmış üretim sistemlerinde kullanılırlar. Elektrik Enerji Üretimi 26

27 Gaz türbinlerinin yapısı ve çalışma prensibi Gaz türbininde mekanik enerji elde etmek için şu işlemler yapılır: Türbin ilk hareketine bir asenkron motor yardımıyla başlar. İlk hareketi veren bu motora start motoru denir. Start motoru gaz türbinini döndürmeye başlar. Gaz türbini artan bir hızla dönmeye başlar. Türbin, sistem kendi kendini hızlandırabilecek hız seviyesine ulaşıncaya kadar start motoru tarafından döndürülür. Bu hıza ulaşıldığında start motoru devreden çıkartılır. Gaz türbini bu hızın biraz altında dönerken yanma odasındaki ateşleme sistemi (memeler), ateşlenerek doğal gazı yakar ve hava ile karışarak yanan doğal gazın oluşturduğu basınç ve itme kuvveti türbinin kanatçıklarına çarparak türbinin dönmesini sağlar. Start motoru devre dışı kaldığında bu işlem devam ettiği için gaz türbini uygun hızda dönmeye devam eder. Gaz türbininin bu dönme hareketi, miline akuple bağlı alternatör yardımıyla elektrik enerjisine dönüştürülür. Elektrik Enerji Üretimi 27

28 Hava kompresörü: Yakıt-hava karışımındaki basınçlı havayı sağlayan elemandır. Yanma odası (hücresi): Yakıtın yakılarak ısı elde edildiği bölümdür. Ekonomizer: Türbinden çıkıp bacaya giden kullanılmış gaz ısısının bir kısmıyla, kompresörden gelen havayı ısıtır. Aynı zamanda, bacaya giden çürük gazın ısısını da düşürür. Elektrik Enerji Üretimi 28

29 Türbin: Yanma odasından gelen sıcak gazı genleştirerek gazın kinetik enerjisini mekanik enerjiye cevirir ve alternatör milini dondurur. Generatör: Türbinden sağlanan mekanik enerjiyi, elektrik enerjisine dönüştürür. Hava ısıtıcısı: Yakıtla karıştırılacak havanın ısıtılmasını sağlar. Ateşleme sistemi: Yanma odasında, gazın yanmasını sağlayan düzenektir. Regülatör: Generatör devrinin sabit olabilmesi için yeterli yakıtı ayarlar. Yol verme motoru: Kompresörü harekete geçirmek için kullanılır. Elektrik Enerji Üretimi 29

30 Doğal gaz fosil yakıtlar içerisinde en temizidir. Doğal gaz yandığında çok az miktarda SO 2 ve Nox ve düşük oranda COx ve diğer hidrokarbonları çevreye yayar (Avantaj). Elektrik Enerji Üretimi 30

31 c) Dizel motorlu santraller Dizel motorlu santrallerde yakıt olarak motorin kullanılır. Bu santrallerde çalışma süresi düşük ve enerji maliyeti yüksektir. Yedek santral olarak kullanılırlar. Bir dizel motorun çalıştırılması ile motorun miline bağlı generatörün rotoru döndürülür ve elektrik enerjisi elde edilir. Dizel santraller, küçük ve orta büyüklükteki güçlerin elektrik ihtiyacını karşılamak üzere kurulan santrallerdir. Günümüzde fabrika, işletme, Telekom, TV istasyonları, hastaneler gibi onemli yerlerde; bunun yanısıra haddehanelerde, dökumhanelerde, elektrikle çalışan potaların ve induksiyon bobinlerinin çalıştığı işletmelerde Enerji kesilmesinde, tesisin zarar görmesini önlemek için kullanılır. Dizel santraller elektrik enerjisinin ulaştırılamadığı çöllerde ve gemilerde de kullanılır. Elektrik Enerji Üretimi 31

32 Elektrik Enerji Üretimi 32

33 Elektrik Enerji Üretimi 33

34 d) Nükleer Santraller Nükleer santral; uranyum 233, uranyum 235, plutonyum 239 ve toryum gibi maddelerin atomlarının kontrollü bir şekilde reaktörlerde parçalanması sonucu açığa çıkan çok yüksek derecede ısı enerjisinden elektrik üreten bir termik santral tipidir. Bu ısı enerjisinden buhar kazanındaki su ısıtılarak yüksek sıcaklıkta ve basınçta buhar elde edilmektedir. Meydana gelen buhar, türbine verilerek mekanik enerjiye çevrilir. Buhar türbininin miline akuple bağlı olan alternatör döndürülerek elektrik enerjisi elde edilir. Dünya elektrik ihtiyacının 2007 ile 2035 yılları arasında yıllık ortalama %1,4 toplamda %49 artacağı öngörülmektedir. Fosil yakıtların (kömür, petrol, gaz) tükenebilir olması ve atmosferik kirlenmeye yol açmaları ve her gecen gün artan enerji ihtiyacını karşılamak için nükleer santrallerin kurulması gündeme gelmiştir. Nükleer santraller radyoaktif bir sızıntı olmaması durumunda en temiz ve kuruluş maliyeti hariç en ucuz elektrik enerjisi üreten santrallerdir. Elektrik Enerji Üretimi 34

35 Dünyada İşletmedeki ve İnşaat Halindeki Nükleer Santral Sayıları ile Ülkelerin Elektrik Üretiminde Nükleer Enerjinin Payı [ ] Ülkeler İşletmedeki Nükleer Santral Sayısı İnşaat Aşamasındaki Santral Sayısı Elektrik Üretiminde Nükleer Enerjinin Payı (yüzde) ABD ,5 Fransa ,9 Japonya ,7 Rusya ,5 Güney Kore ,6 Çin ,1 Hindistan ,5 Kanada 19 15,9 İngiltere 16 18,3 Ukrayna ,6 İsveç 10 42,7 Almanya 9 15,5 İspanya 7 19,7 Belçika 7 52,1 Çek Cumhuriyet 6 36, TOPLAM (ortalama) Elektrik Enerji Üretimi 35

36 Avantajlar Nükleer enerji üretim zinciri, tümüyle ele alındığında sera gazı salımı konusunda en temiz seçenektir. Fosil yakıtla çalışan santraller yerine nükleer santrallerin kurulması durumunda karbondioksit emisyonu düşecek ve uzun vadede küresel ısınmaya en iyi çözüm olabilir. 1 kilogram uranyumdan elde edilen enerji için, kilogram (3000 ton, 25 adet ağır yük tren vagonu) kömür veya litre (2700 metreküp, 135 adet büyük boy akaryakıt tankeri) petrol gerekmektedir. Bu kadar az miktarda uranyum kaynağından yüksek miktarda enerji üretildiğinden nükleer santrallerin atık miktarı da bu oranda fosil yakıtlardan çok daha azdır. Kullanılmış nükleer yakıtlar yeniden işlenerek (reprocessing) enerji üretimi için kullanılabilirler. Elektrik Enerji Üretimi 36

37 Fisyon, bir nötronun, uranyum-235 gibi ağır bir element atomunun çekirdeğine çarparak yutulması ve bunun sonucunda bu atomun kararsız hale gelerek daha küçük iki yada daha fazla farklı çekirdeğe bölünmesi olayıdır. Bunun sonucunda büyük miktarda enerji açığa çıkar. Elektrik Enerji Üretimi 37

38 Elektrik Enerji Üretimi 38

39 Bu olayın zincirleme reaksiyona dönüşmesi ile çok kısa sürede büyük bir enerji açığa çıkar. U-235 in zincirleme reaksiyonu sonucunda 77 Tj/kg yüksek enerji açığa çıkar. Termik santrallerde ısı kömürün yanmasıyla elde edilirken nükleer santrallerde uranyum atomlarından elde edilir. Enerji üretiminde kullanılan U-235 izotopunun doğadaki miktarı %0.7 kadardır. Geriye kalan % 99.3 lük kısmı enerji üretiminde doğrudan kullanılmayan U-238 dir. U-235 in doğadaki uranyum elementi içerisindeki miktarının arttırılması işlemine zenginleştirme adı verilir yılında yapılan 1. Çevre Konferansı ndan sonra nükleer alandaki çalışmaları hemen başlatan ülkelerden biri Türkiye'dir yılında 6821 sayılı yasa ile Başbakanlığa bağlı Atom Enerjisi Komisyonu kurulmuş, 1961 yılında da Küçükçekmece Nükleer Araştırma ve Eğitim Merkezinde 1 MW gücündeki araştırma reaktörü işletmeye açılmıştır. Türkiye nin 2 adet 2400 MW lık nükleer santral planlaması bulunmaktadır. Ömürleri yıl arasındadır. Maliyetleri oldukça yüksektir. Verimleri %90 gibi oldukça yüksek bir değerdedir. Elektrik Enerji Üretimi 39

40 Nükleer Santralin Bölümleri Elektrik Enerji Üretimi 40

41 Elektrik Enerji Üretimi 41

42 Elektrik Enerji Üretimi 42

43 Elektrik Enerji Üretimi 43

44 Nükleer reaktör: Uranyum atomunun fisyona uğradığı ve yüksek ısının elde edildiği, nükleer santralin en önemli bölümüdür. Yavaşlatıcı ve yakıt çubukları bu bölümde bulunur. Yakıt çubukları ile üretim hızı ayarlanır. Gerektiğinde enerji üretimi tamamen durdurulur. Günümüzde en çok kullanılan nükleer reaktör tipleri şunlardır. a) Basınçlı su reaktörleri (Pressurized Water reactor, PWR) b) Kaynar sulu reaktörler (Boiling Water Reactor, BWR) c) Basınçlı ağır su reaktörleri (Pressurized Heavy Water reactor, PHWR) Elektrik Enerji Üretimi 44

45 Moderatör (Yavaşlatıcı): Parçalanma sonucu ortaya çıkan hızlı nötronları yavaşlatan maddedir. Bölünme sürecinde ortaya çıkan nötronlar çok yüksek enerjiye sahip olmakta ve çok hızlı hareket etmektedir. Fakat yavaş hareket eden nötronların bölünme tepkimesine girmesi yüksek olasılıklıdır. Bu sebeple yakıt çevresine yerleştirilen maddeler ile nötronların yavaşlanması sağlanır. Bu madde grafit, hafif su veya ağır sudur (H2O-D2O ve sıvı sodyum). Nötronlar yavaşlatılarak diğer çekirdeklerle etkileşime girmesi sağlanır. Moderatör aynı zamanda soğutucu görevi de yapar. Kontrol Çubukları: Nükleer enerji üretim hızını ayarlamak ve gerektiğinde enerji üretimini durdurmak amacıyla kullanılmaktadır. Bu amaçla nötronları yutabilen kadmiyum, bor, indiyum ve hafniyum gibi malzemelerden üretilmiştir. Reaktör kalbinin sıcaklığı azaldığında kontrol çubukları yavaşça yukarı çekilir. Sıcaklık arttığında ise kontrol çubukları yavaşça aşağıya indirilmektedir. Elektrik Enerji Üretimi 45

46 Yakıt Çubukları: Yakıt çubukları etrafında bulunan suyu ısıtır. Isınan bu su, pompalar vasıtası ile buhar üretecine getirilir. Basınç kabı: Yakıtların tümünü barındıran ve buhar üretmek için kullanılan, yüksek basınçtaki soğutma suyunu içinde tutan kısımdır. Kalınlığı cm kadardır. Koruma kabı: Basınç kabı, buhar üreteçleri gibi tüm reaktör parçalarını koruyan kaptır. İç kısmı 2 cm kalınlığında çelik bir zırh ve onun dışında 2 ile 5 m kalınlığında bir beton kabuktan oluşur. Elektrik Enerji Üretimi 46

47 Kondanser: Türbinde kullandıktan sonra çıkan buharı, yoğunlaştırarak suya dönüştürür. Kondanserden çıkan su, pompa yardımıyla soğutma kulesine gönderilir. Atık Toplama Sistemi: Nükleer santrallerin en önemli işlev gören sistemlerinden biridir. Radyoaktif madde içeren atıklar (katı, sıvı, gaz), ayrı ayrı işleme tabi tutulur. En önemlisi katı atıklardır. Katı atıklar öncelikle cam kaplar içine alınır ve tuz madenlerinde saklanır. Ölçü, kontrol ve koruma sistemi: Santralin tüm ünitelerini izleyen ve kontrol eden sistemdir. Herhangi bir arıza derhâl görülebilir. Buhar türbini: Buharın kinetik enerjisinin mekanik enerjiye dönüştürüldüğü bölümdür. Generatör: Buhar türbininden elde edilerek miline aktarılan mekanik enerjiyi, elektrik enerjisine dönüştüren elektrik makinesidir. Şalt sahası: Nükleer enerjiden yararlanılarak elde edilen elektrik enerjisinin, alıcılara iletilmek üzere yükseltildiği, ilgili koruma ve kontrol sistemlerinin bulunduğu merkezdir. Elektrik Enerji Üretimi 47

48 Zenginleştirilmiş olan uranyum, reaktörlerin kalbindeki yakıt bileşenine katılır. Yakıt reaktörün kalbinde 3 ile 6 yıl arasında enerjisini tamamen tüketir. Böylece zayıflayan, ama harcanmamış bileşimler düzenli olarak reaktörden çıkartılıp soğutulur. Geri kazanım tesislerine gönderilerek burada asal maddeleri olan uranyum ve plütonyum ile radyoaktif parçalanma ürünleri birbirinden ayrıştırılır. Plütonyum ve arıtılmış uranyum yeniden zenginleştirildikten sonra tekrar nükleer reaktördeki yakıt bileşenlerine katılır. Geri kalan artık maddeler ise radyoaktiflilerinin azalması için dinlenmeye bırakılır. Daha sonra, az ve orta radyoaktif atıklar, beton ve asfaltla sarıldıktan sonra özel bölgelere yerleştirilir. Yüksek etkinlikli atıklar sıkıştırılıp yalıtıldıktan sonra çok derinlere gömülür. Elektrik Enerji Üretimi 48

49 Elektrik Enerji Üretimi 49

50 Elektrik Enerji Üretimi 50