Energetika tizimlarinig vazifasi va tuzilishi

Elektr stansiya



Atom elektr stansiyasi

Elektr energiya manbalari.

Elektr energiyasi elektr stansiyalarida energiya resurslari tarkibida jamlangan energiyani o‘zgartirish orqali hosil qilinadi. Bunday stansiyalar va qurilmalar ularda elektr energiyaga o‘zgartiriluvchi birlamchi energiyaning turiga muvofiq nomlanadi. Masalan, atom elektr stansiyasida yoqilg`i sifatida uran ishlatiladi, gidroelektr stansiyalarida to‘g‘on yordamida hosil qilingan yuqori bosim ostidagi suvning mexanik, issiqlik elektr stansiyasida — atom yadrosining parchalanishida hosil bo‘luvchi issiqlik, shamol qurilmasida — shamolning mexanik, quyosh stansiyasi yoki qurilmasida — quyosh radiatsiyasining issiqlik energiyalari elektr energiyasiga aylantiriluvchi birlamchi energiyadir. Elektr energetika sanoati elektr energiyani ishlab chiqarish manbalariga ko’ra uch tarmoqqa bo’linadi. Bular atom, gidro va issiqlik elektr energetika tarmoqlaridir. Ularning jahon elektr energiyasi ishlab chiqarishdagi hissasi o’z o’rnida 16, 15, 69 foizlarga teng. Yilning 300 kuni quyoshli bo‘lgan mamlakatimiz – quyosh nuridan energiya olish texnologiyalarini qo‘llash uchun juda qulay. O‘zbekistonning yalpi quyosh energiyasining yillik salohiyati 50 milliard 973 million tonna neft ekvivalentiga tengdir. Quyosh energiyasi ekologik sofligi va qulayligi nuqtai nazaridan istiqbollidir. Quyosh qurilmalari, ayniqsa, markazlashgan elektr va issiqlik tizimlaridan uzoqda joylashgan hududlarni elektr energiyasi va issiqlik bilan ta’minlashda qulaydir.
Atom elektr stansiyasi
Atom elektr stansiyasi (AES):— Texnologik sxemasi jihatidan issiqlik stansiyalari turiga kiruvchi elektr stansiya. Oddiy issiqlik elektr stansiyalari (IES) da ko`mir, neft, qoramoy (mazut) va gaz yoqilsa, AES da yoqilg`i sifatida uran ishlatiladi. AES ning asosiy qismi atom qozoni, ya`ni atom reaktori. AES da, ko`pincha, atom reaktorlarining 4 tipi qo`llaniladi: 1) Suv-suvli (bunda susaytirgich modda o`rnida ham, issiqlik eltuvchi modda o`rnida ham oddiy suv ishlatiladi); 2) Grafit-suvli (suv— issiqlik eltuvchi, grafit esa susaytiruvchi bo`ladi); 3) Og`ir suvli (oddiy suv issiqlik eltuvchi, og`ir suv esa susaytiruvchi); 4) Grafit-gazli (gaz— issiqlik eltuvchi, grafit— susaytiruvchi). Zamonaviy atom energetikasida asosan uran (235) dan foydalaniladi. Uning tabiiy zaxirasi unchalik katta emas, organik yoqilg`ining esa atigi 10% ini tashkil qiladi. Bu miqdor atom energetikasini yoqilg`i bilan uzoq vaqtgacha ta`minlay olmaydi. Yadro yoqilg`isi sifatida qo`llaniladigan plutoniy-239 va uran-233 olish uchun xom ashyo hisoblanadigan uran-238 bilan toriy-232 ning zaxirasi yer bag`rida yetarli miqdorda. Bu yadro yoqilg`ilari yerdagi energetik resursni taxminan. 1000 baravar oshiradi. Hozirgi yoqilg`i ishlab chiqaradigan ko`paytiruvchi atom reaktorlarida yoqilg`i miqdorini ishlash jarayonida orttirish mumkin. Masalan, ikki marta ko`paytirish uchun taxminan. 10 yilgacha vaqt kerakligi ma`lum. Demak, odamzod atom yoqilg`isiz qolmaydi. Atom energiyasi xalqaro agentligining xabar berishicha, 1985 yil oxirida dunyoning 26 mamlakatida AES da umumiy quvvati 248577 MVt bo`lgan 374 reaktor ishlab turgan. Shulardan umumiy quvvati 77851 MVt bo`lgan 93 reaktorli AQSH birinchi o`rinda, qolganlari esa Fransiya (37533 MVt), sobiq SSSR (26803 MVt), Yaponiya (23665 MVt), sobiq GDR (16429 MVt) va Angliya (10120 MVt). Dunyoning ko`plab boshqa mamlakatlarida ham AES lar ishlab turibdi. Hozirgi vaqtda xalq xo`jaligining elektr energiyasidan foydalanmaydigan biror sohasini topish qiyin. 13 Shuning uchun elektr energiyasi ishlab chiqarish yildan yilga ortib bormoqda. Masalan, 1980-yilda dunyoda ishlatilgan elektr energiyasining 5.6 %, 1985-yilda — 10.8% va 1988-yilda-27% AES larda ishlab chiqilgan. Taqqoslash uchun 1987- yil AQSH ishlatgan energiyasining 19%, Buyuk Britaniyada 19%, Yaponiyada 30%, GFR da 34%, Fransiyada 76% AES larda ishlab chiqilgan. Lekin 1986-yil aprelda Chernobil (sobiq SSSR) AES da bo`lib o`tgan katta avariya butun dunyo AES lar qurilishi rejalarini buzib yubordi. AQSH da qurilish ishlari sekinlashtirildi, Skandinaviya mamlakatlarida esa butunlay to`xtatildi. Ammo yer yuzidagi energiya manbalari hisoblanmish neft, gaz, ko`mir zaxiralari cheklanganligidan AES larni takomillashtirishdan boshqa iloj yo`q. Atom energiyasi manbai uran va toriyning yer yuzidagi zaxiralari dunyo xalqlarining energiyaga bo`lgan talabini bir necha ming yillar davomida qondirib turish uchun yetarlidir. Kelajakda AES lar yetarli darajada rivojlanadi va dunyo mamlakatlarining umumiy energetika balansida yetakchi o`rinni egallaydi. AES sanoati ishlab chiqarilayotgan elektr energiyasi salmog’iga ko’ra uchinchi tarmoqdir. Hozirgi vaqtda jahonning 33 mamlakati (asosan, rivojlangan davlatlar)da turli quvvatdagi AES lar ishlab turibdi. Fransiya, Yaponiya, Belgiya, Koreya Respublikasida uning hissasi yuqori. Ularda ishlab chiqarilayotgan elektr energiyaning 54 - 72 foizi AES larga to’g’ri keladi. Atom energiyasi - Atomlarning markazida joylashgan atom yadrosida sodir bo`ladigan jarayonlar natijasida ajralib chiqadigan energiya. Erkin protonning massasi t = 1,0076 massa atom birligi (m. Atom energiyasi)ga, erkin neytronning massasi t - 1,0089 m. Atom energiyasiga tengligi tajribalarda aniqlangan. Bu qiymatlardan foydalanib atom yadrosining massasi aniqlanadi, chunki Mendeleyev jadvalidagi elementning o`rniga qarab yadrosida nechta proton va nechta neytron borligi ma`lum. Masalan, geliy gazi atomi yadrosining massasi 2·1,0076+2·1,0089=4,0330m.a.b.ga teng. Lekin juda aniq o`lchashlarga ko`ra geliy yadrosining massasi 4,003 m.a.b. ga teng, bu esa erkin neytron va erkin protonlar massasining umumiy og`irligidan 0,03 m.a.b. ga kam, demak, proton va 14 neytronlardan atom yadrosi hosil bo`lganda ma`lum miqdorda massa yo`qolar ekan. Massaning bu miqdori massa deffekti deyiladi. Massa deffekti har bir atomning o`ziga xos bo`ladi. Masalan, uranda 0.07, geliyda 0.03, berilliyda 0.04 m.a.b ga teng. Massa bilan energiyaning o`zaro bog`lanish qonuniga asosan proton va neytronlardan yadro hosil bo`lishida energiya ajralib chiqishi yadro massasining kamayishiga (massa deffektiga) sabab bo`ladi. Elementlar atomlarining yadrolari hosil bo`lishida ajraladigan energiya yadrolarning bog`lanish energiyasi deyiladi. Turli yadrolarning bog`lanish energiyasi turlicha bo`ladi, masalan, geliy yadrosining to`la bog`lanish energiyasi 28 MeV, α-zarraniki – 8.8 MeV, uran 238 ning massa soni 119, uran 238 ikkiga bo`linsa, ikkala yadroning bog`lanish energiyasi 119·8.6 + 119·8.6=2047 MeV, uran 238 ning bo`linmasdan oldin bog`lanish energiyasi 238·7.5 = 1785 MeV, energiyalar farqi 2047 MeV - 1785 MeV = 262 MeV, bu energiya uran yadrosi parchalanganda issiqlik energiyasi holida ajralib chiqadi. Atom energiyasi ajralib chiqishi uchun bitta sarflangan neytron evaziga jarayon davomida ko`p yangi neytronlar paydo bo`lishi kerak. Neytronlar kosmik nurlar tarkibida tabiatda o`z-o`zidan paydo bo`lib turadi, faqat uni tutib turish uchun sharoit yaratish kerak, shu vaqtda zanjir jarayon o`z-o`zidan vujudga keladi. Elementlarning atom raqamlari ortib borishi bilan atom yadrolarida neytronlar sonining protonlar soniga nisbati ortadi. Shu sababli, uran 235 bo`linganida hosil bo`lgan parchalardagi neytronlar ajralib chiqadi. Neytronlar yadroga oson yutiladi, ular yutilganida yadro energiyasi ortadi. Uran 235 ning har bir yadrosi neytronlar yutib parchalanganda taxminan. 200 MeV (1MeV=106 ev=1,6 10-13 j) energiya ajralib chiqadi. Atom energiyasi atom reaktori deb ataladigan qurilma yordamida ajratib chiqariladi. Tabiiy radioaktivlik o`rganilgandan so`ng atom ichida energiyaning katta zaxiralari borligi aniqlandi. Uran yadrosining bo`linish reaksiyasi vaqtida ko`p miqdorda energiya ajralib chiqadi. Atom yadrolarining bo`linishi kashf qilingandan keyin yadro energiyasidan amaliy maqsadlar uchun foydalanish mumkin bo`ldi. Ichki tomonidan neytronlarni qaytaradigan qatlam bilan o`rab, reaktorning quvvati 15 oshiriladi. Kuchli sirkulyatsiya nasoslari reaktordan issiqlikni tez olib turadi. Atom yoqilg`isi kislorodsiz, germetik yonadi. Undan sayyoralararo uchishlarda va suv ostida foydalanish mumkin. Atom yoqilg`isi tutun chiqarmaydi va kam joyni egallaydi. Atom yoqilg`isining konsentratsiyasi katta, shuning uchun bunday yoqilg`i bilan samolyotlar yerga qo`nmasdan bir necha sutka uchishi, dengizda kemalar uzoqsuzib yurishi mumkin. Atom energiyasi zaxiralari bitmas-tuganmas, chunki kelajakda ko`p elementlar atomlaridan ham energiya olish imkoni topiladi. Kelajakda energiyaga bo`lgan ehtiyoj yulduzlar hamda Quyosh energiyasi, ya`ni termoyadro energiyasini ishga solish yo`li bilan qondiriladi.