مترجم: مهندس سعيد صالحي
نيروگاه اتمي بررسي شده در اين مقاله داراي 2 رآكتور است كه ضخامت جداره فولادي هريك20 سانتيمتر، قطر4/8 و ارتفاع آنها12/8 متر است. اين راكتورها درون سيلوهايي به ارتفاع58 متر از بتون مسلح به قطر1/8 متر قرار دارند. در درون رآكتور، ميله هاي سراميكي به قطر تقريبي1/7 سانتيمتر كه سوخت هسته اي درون آن است قرار دارد. اين سراميك ها به وسيله آلياژهاي مخصوص فلزي پوشش داده شده و به صورت مجموعه اي مورد استفاده قرار مي گيرد. آبي كه درون اين رآكتور بنام آب اوليه در گردش است بيش از320 درجه سانتيگراد گرم مي شودو براي جلوگيري از جوشش، آن را تحت فشار بسيار زياد قرار مي دهند. آب گرم شده در رآكتور، به يك مبدل منتقل مي شود و با آب دوم تبادل حرارت مي كند. ضخامت جداره لوله هاي تبادل حرارت در اين مبدل در حدود12 سانتيمتر است. در اين مرحله آب موجود در مبدل تبديل به بخار سوپر هيت شده و براي به گردش در آوردن توربين مولد برق مورد استفاده قرار مي گيرد. با توجه به ضخامت لوله هاي موجود در اين مبدل، امكان تبادل مواد راديواكتيو در آب گرم شده در مرحله اول با آب گرم شده در مرحله دوم وجود نداشته و در نتيجه اين مواد به ساير نقاط سرايت نمي كند. بخار مصرف شده در توربين هاي مولد برق به وسيله آب سردي كه از درياچه نزديك به آن تامين مي شود به مايع تبديل و براي مصرف مجدد به سيستم باز مي گردد. آب مرحله سوم كه از درياچه گرفته شده بود پس از سرد كردن بخار خارج شده از توربين مولد برق، گرم شده و به درياچه باز مي گردد. در مجموع مي توان گفت سه سيستم آب در اين نيروگاه هسته اي وجود دارد.
در سال1942، گروهي به سرپرستي »انريكو فرمي« فيزيكدان ايتاليايي در شهر شيكاگو توانست نخستين راكتور شكاف هسته اي كنترل شده با سوخت اورانيوم را بسازد. اين فناوري امروزه بيش از17 درصد برق مصرفي دنيا را تامين مي كند. گفتني است كه انرژي بدست آمده از يك كيلوگرم اورانيوم235 ، معادل5/5 ميليون برابر انرژي حاصل از سوختن يك كيلوگرم زغال سنگ است.
در ايالات متحده نيروگاه هاي هسته اي تامين كننده انرژي برق به عنوان دومين منبع تامين الكتريسته به شمار مي روند. در سال2004 ،788/6 ميليارد كيلو وات ساعت برق توسط103 نيروگاه هسته اي توليد شد كه اين ميزان در حدود20 درصد مصرف مورد نياز انرژي برق بود. بيشترين ميزان توليد برق در نيروگاههاي سوخت فسيلي (زغال سنگ) معادل52 درصد، در نيروگاههاي گاز طبيعي معادل16 درصد، در نيروگاههاي هيدروالكتريك و نيروگاههاي باد و خورشيد مجموعاً11 درصد بوده است.
يكي از مزيت هاي عمده نيروگاههاي اتمي در مقايسه با نيروگاههاي فسيلي عدم انتشار گازهاي زيان آور در هوا است و از همين رو به آن منبع سوخت تميز مي گويند. تنها نگراني براي استفاده از اين نيروگاهها احتمال نشت مواد راديواكتيو بر اثر بروز حوادث به محيط زيست است كه با كاربرد روشهاي مدرن، كنترل دقيق علميات و رعايت موارد ايمني، كاملاً قابل جلوگيري است.اما در صورتي كه موارد ايمني و كنترل دقيق عمليات رعايت نشود اين مسئله مي تواند مشكل ساز باشد. براي مثال در سال1986 در نيروگاه چرنويل به علت بروز حادثه و آتش سوزي، ميزان تشعشعات راديواكتيو متصاعد از آن، بيش از100 برابر انفجارهاي دو بمب اتمي پرتاب شده بر روي شهرهاي هيروشيما و ناكازاكي بوده است. اين موضوع اهميت بسيار زياد كنترل دقيق عمليات و رعايت موارد ايمني را نشان مي دهد. البته بنا به گزارش كارشناسان احتمال بروز چنين حادثه اي با كاربرد روشهاي نوين امكان پذير نيست و در صورت رعايت تمامي موارد ايمني و عملياتي نيروگاههاي هسته اي مانند ساير نيروگاههاي برق است.
با توجه به اين مقدمه كوتاه به بررسي روانكارهاي مورد مصرف در اين نيروگاهها مي پردازيم.
روانكارهاي نيروگاههاي هسته اي
تا كنون تعداد اندكي روانكار، مخصوص نيروگاههاي هسته اي ساخته شده است كه در مجموع مقدار بسيار كمي از آنها در ناحيه رآكتورها به مصرف مي رسد. دراين قسمت حركات مكانيكي بسيار محدودي در مقايسه با ساير نيروگاههاي توليد برق وجود دارد. تاثير تشعشعات بسيار زياد مواد راديواكتيويته بر روي كيفيت روانكارها بسيار كم است. نيروگاه مورد مثال ما از يك روانكار كه داراي گواهينامه كيفيت ممتاز است، براي بخش تزريق ايمن تجهيزات (SIE) استفاده مي كند. روانكار اكسان ترستيك46 (Exoon- Terrestic 46) براي اين منظور مورد استفاده قرار گرفته است. آزمايش كيفيت اين روانكار براي توليد كننده و مصرف كننده بسيار پرهزينه است ولي براي استفاده در دستگاههاي سيستم ايمني بخش رآكتورها ضروري بوده و مي بايست انجام شود.
زماني كه از توقف سريع نيروگاه در زمانهاي اضطراري سخن به ميان
مي آيد مي بايست از كاركرد تمامي تجهيزات آن مطمئن بود. اين تجهيزات ماهيانه براي اطمينان از عملكرد، مورد آزمايش مكرر قرار مي گيرند. موارد ايمني يكي پس از ديگري براي اطمينان از عدم نشت مواد راديواكتيو به خارج تدوين و اجرا مي شود. براي مثال مي بايستي مطمئن بود كه هميشه نيروگاه داراي برق براي توقف خود در زماني است كه شبكه اصلي برق سراسري داراي مشكلاتي شود. حتي اگر اين سيستم نيز عمل نكند، نيروگاه داراي چهار مولد برق بسيار نيرومند است كه هر كدام از آنها مي توانند يك كشتي غول پيكر را به حركت درآورد. دو دستگاه از اين ژنراتورها كه با موتور12 سيلندر به گردش در مي آيند مي توانند كل نيازهاي برق نيروگاه را تامين كنند. تاسيسات اين قسمت به گونه اي ساخته شده است كه از آسيب عوامل طبيعي مانند توفان ، سيل و زلزله در امان باشند. موارد ايمني بسيار زيادي نيز براي اطمينان از عدم آسيب رساني به افراد و محافظت از آنها چه در داخل و يا خارج از نيروگاه در نظر گرفته شده است و عليرغم اطمينان كامل از ايمني نيروگاه، تجهيزات و نيروي كافي به صورت آماده باش براي موارد اضطراري آماده است. ايمني نيروگاهها در سطح بسيار بالايي قرار دارد و در آن تمامي عواملي كه مي توانند توسط خطاي انساني منجر به حادثه شوند، پيش بيني و براي مقابله با آنها راهكارهاي مناسبي تدوين شده است. ورود و خروج افراد چه به صورت بازديد كننده و يا شاغل، داراي كنترل هاي بسيار دقيقي بوده و افراد تنها مي توانند در
قسمت هاي مربوط به خود تردد كنند و مراجعه به ساير قسمتها منوط به اخذ اجازه ويژه و حتي به همراهي نيروهاي انتظامات صورت مي گيرد. براي كاهش خطاهاي انساني و اطمينان از سلامت روحي و جسمي كاركنان در قسمت هاي بسيار مهم، آزمايش هاي متعددي توسط تيم هاي مجرب پزشكي و روانشناسي انجام مي شود.
هزاران قطعه متحرك
با توجه به اهميت موارد ايمني در اين نيروگاهها، تعجب آور نيست كه كاركنان بخش عمليات و تعميرات حساسيت و دقت فوق العاده اي براي مصرف روانكارها داشته باشند. نيروگاه مورد مطالعه تقريباً داراي يك هزار و700 قطعه متحرك بوده كه ساليانه در حدود5 هزار و700 ليتر از انواع روانكارها در آن مورد استفاده قرار مي گيرد. اين مقدار مصرف شامل نيروگاه برق دوقلوي921 مگا واتي نيست. اين نيروگاهها هر18 ماه از38 هزار ليتر روغن توربين استفاده مي كنند. روغن توربين مصرفي از
نوع Chevron GTS 32 بوده و به صورت بالك در مخازني به ظرفيت61 هزار ليتر نگهداري مي شود. در اين نيروگاه از18 نوع روغن و19 نوع گريس براي روانكاري قسمت هاي مختلف استفاده
مي شود. اين روانكارها با ثبت اطلاعات كامل شامل مشخصات، نوع و مكان مصرف در انبارهاي مخصوص به منظور جلوگيري از هر گونه اشتباه، نگهداري مي شود. تمامي روانكارهاي دريافتي قبل از ذخيره سازي مورد آزمايش كامل كيفيت قرار مي گيرند و سپس از *****هاي3 ميكروني به منظور جداسازي ذرات ريزي كه ممكن است به ماشين آلات آسيب برسانند، عبور داده مي شوند. قبل از استفاده از هر روانكار، مسئول مربوطه مي بايستي دستور العمل چگونگي استفاده از اين روانكارها را خوانده و تمامي عمليات تعويض و يا روانكاري انجام شده را در كتابچه مخصوص يادداشت كند. هر روانكار در مكان مخصوص نگهداري مي شود و كليد قفسه آن متصل به كتابچه راهنماي آن است. اين روش براي جلوگيري از خطاهاي انساني تدوين شده است و يكي ديگر از موارد حفظ ايمني نيروگاهها محسوب مي شود. براي كنترل كيفيت روانكارهاي مصرفي در نيروگاه، يك گروه متخصص از روغن و گريس هاي به كار گرفته شده در تمامي دستگاهها به صورت ماهيانه نمونه برداري كرده و آنها را به آزمايشگاههاي خارج از نيروگاه براي تعيين تمامي مشخصات كيفي مانند ميزان فلزات خورده شده، مقدار ادتيو، سطح اسيدي و يا هر نوع اطلاعات ديگر كه مي تواند علايم هشدار دهنده اي براي خرابي دستگاهها يا روانكارهاي مصرفي باشد ارسال مي كند. همان گونه كه اطمينان از ايمني تجهيزات اين نيروگاه براي تمامي قسمتها از اهميت بالايي برخوردار است، اين پديده براي انتخاب و كاربرد روانكارها نيز وجود دارد. كنترل بسيار دقيق عمليات براي جلوگيري از بروز حوادث در تمامي سطوح و دقت در انتخاب و كاربرد روانكارهاي مناسب بسيار با اهميت بوده و در صورت تحقق آن مي توان با اطمينان كامل از يك نيروگاه هسته اي براي توليد برق استفاده كرد.
ماخذ: نشريه Lubes”N”Greases - دسامبر2005
نيروگاه اتمي بررسي شده در اين مقاله داراي 2 رآكتور است كه ضخامت جداره فولادي هريك20 سانتيمتر، قطر4/8 و ارتفاع آنها12/8 متر است. اين راكتورها درون سيلوهايي به ارتفاع58 متر از بتون مسلح به قطر1/8 متر قرار دارند. در درون رآكتور، ميله هاي سراميكي به قطر تقريبي1/7 سانتيمتر كه سوخت هسته اي درون آن است قرار دارد. اين سراميك ها به وسيله آلياژهاي مخصوص فلزي پوشش داده شده و به صورت مجموعه اي مورد استفاده قرار مي گيرد. آبي كه درون اين رآكتور بنام آب اوليه در گردش است بيش از320 درجه سانتيگراد گرم مي شودو براي جلوگيري از جوشش، آن را تحت فشار بسيار زياد قرار مي دهند. آب گرم شده در رآكتور، به يك مبدل منتقل مي شود و با آب دوم تبادل حرارت مي كند. ضخامت جداره لوله هاي تبادل حرارت در اين مبدل در حدود12 سانتيمتر است. در اين مرحله آب موجود در مبدل تبديل به بخار سوپر هيت شده و براي به گردش در آوردن توربين مولد برق مورد استفاده قرار مي گيرد. با توجه به ضخامت لوله هاي موجود در اين مبدل، امكان تبادل مواد راديواكتيو در آب گرم شده در مرحله اول با آب گرم شده در مرحله دوم وجود نداشته و در نتيجه اين مواد به ساير نقاط سرايت نمي كند. بخار مصرف شده در توربين هاي مولد برق به وسيله آب سردي كه از درياچه نزديك به آن تامين مي شود به مايع تبديل و براي مصرف مجدد به سيستم باز مي گردد. آب مرحله سوم كه از درياچه گرفته شده بود پس از سرد كردن بخار خارج شده از توربين مولد برق، گرم شده و به درياچه باز مي گردد. در مجموع مي توان گفت سه سيستم آب در اين نيروگاه هسته اي وجود دارد.
در سال1942، گروهي به سرپرستي »انريكو فرمي« فيزيكدان ايتاليايي در شهر شيكاگو توانست نخستين راكتور شكاف هسته اي كنترل شده با سوخت اورانيوم را بسازد. اين فناوري امروزه بيش از17 درصد برق مصرفي دنيا را تامين مي كند. گفتني است كه انرژي بدست آمده از يك كيلوگرم اورانيوم235 ، معادل5/5 ميليون برابر انرژي حاصل از سوختن يك كيلوگرم زغال سنگ است.
در ايالات متحده نيروگاه هاي هسته اي تامين كننده انرژي برق به عنوان دومين منبع تامين الكتريسته به شمار مي روند. در سال2004 ،788/6 ميليارد كيلو وات ساعت برق توسط103 نيروگاه هسته اي توليد شد كه اين ميزان در حدود20 درصد مصرف مورد نياز انرژي برق بود. بيشترين ميزان توليد برق در نيروگاههاي سوخت فسيلي (زغال سنگ) معادل52 درصد، در نيروگاههاي گاز طبيعي معادل16 درصد، در نيروگاههاي هيدروالكتريك و نيروگاههاي باد و خورشيد مجموعاً11 درصد بوده است.
يكي از مزيت هاي عمده نيروگاههاي اتمي در مقايسه با نيروگاههاي فسيلي عدم انتشار گازهاي زيان آور در هوا است و از همين رو به آن منبع سوخت تميز مي گويند. تنها نگراني براي استفاده از اين نيروگاهها احتمال نشت مواد راديواكتيو بر اثر بروز حوادث به محيط زيست است كه با كاربرد روشهاي مدرن، كنترل دقيق علميات و رعايت موارد ايمني، كاملاً قابل جلوگيري است.اما در صورتي كه موارد ايمني و كنترل دقيق عمليات رعايت نشود اين مسئله مي تواند مشكل ساز باشد. براي مثال در سال1986 در نيروگاه چرنويل به علت بروز حادثه و آتش سوزي، ميزان تشعشعات راديواكتيو متصاعد از آن، بيش از100 برابر انفجارهاي دو بمب اتمي پرتاب شده بر روي شهرهاي هيروشيما و ناكازاكي بوده است. اين موضوع اهميت بسيار زياد كنترل دقيق عمليات و رعايت موارد ايمني را نشان مي دهد. البته بنا به گزارش كارشناسان احتمال بروز چنين حادثه اي با كاربرد روشهاي نوين امكان پذير نيست و در صورت رعايت تمامي موارد ايمني و عملياتي نيروگاههاي هسته اي مانند ساير نيروگاههاي برق است.
با توجه به اين مقدمه كوتاه به بررسي روانكارهاي مورد مصرف در اين نيروگاهها مي پردازيم.
روانكارهاي نيروگاههاي هسته اي
تا كنون تعداد اندكي روانكار، مخصوص نيروگاههاي هسته اي ساخته شده است كه در مجموع مقدار بسيار كمي از آنها در ناحيه رآكتورها به مصرف مي رسد. دراين قسمت حركات مكانيكي بسيار محدودي در مقايسه با ساير نيروگاههاي توليد برق وجود دارد. تاثير تشعشعات بسيار زياد مواد راديواكتيويته بر روي كيفيت روانكارها بسيار كم است. نيروگاه مورد مثال ما از يك روانكار كه داراي گواهينامه كيفيت ممتاز است، براي بخش تزريق ايمن تجهيزات (SIE) استفاده مي كند. روانكار اكسان ترستيك46 (Exoon- Terrestic 46) براي اين منظور مورد استفاده قرار گرفته است. آزمايش كيفيت اين روانكار براي توليد كننده و مصرف كننده بسيار پرهزينه است ولي براي استفاده در دستگاههاي سيستم ايمني بخش رآكتورها ضروري بوده و مي بايست انجام شود.
زماني كه از توقف سريع نيروگاه در زمانهاي اضطراري سخن به ميان
مي آيد مي بايست از كاركرد تمامي تجهيزات آن مطمئن بود. اين تجهيزات ماهيانه براي اطمينان از عملكرد، مورد آزمايش مكرر قرار مي گيرند. موارد ايمني يكي پس از ديگري براي اطمينان از عدم نشت مواد راديواكتيو به خارج تدوين و اجرا مي شود. براي مثال مي بايستي مطمئن بود كه هميشه نيروگاه داراي برق براي توقف خود در زماني است كه شبكه اصلي برق سراسري داراي مشكلاتي شود. حتي اگر اين سيستم نيز عمل نكند، نيروگاه داراي چهار مولد برق بسيار نيرومند است كه هر كدام از آنها مي توانند يك كشتي غول پيكر را به حركت درآورد. دو دستگاه از اين ژنراتورها كه با موتور12 سيلندر به گردش در مي آيند مي توانند كل نيازهاي برق نيروگاه را تامين كنند. تاسيسات اين قسمت به گونه اي ساخته شده است كه از آسيب عوامل طبيعي مانند توفان ، سيل و زلزله در امان باشند. موارد ايمني بسيار زيادي نيز براي اطمينان از عدم آسيب رساني به افراد و محافظت از آنها چه در داخل و يا خارج از نيروگاه در نظر گرفته شده است و عليرغم اطمينان كامل از ايمني نيروگاه، تجهيزات و نيروي كافي به صورت آماده باش براي موارد اضطراري آماده است. ايمني نيروگاهها در سطح بسيار بالايي قرار دارد و در آن تمامي عواملي كه مي توانند توسط خطاي انساني منجر به حادثه شوند، پيش بيني و براي مقابله با آنها راهكارهاي مناسبي تدوين شده است. ورود و خروج افراد چه به صورت بازديد كننده و يا شاغل، داراي كنترل هاي بسيار دقيقي بوده و افراد تنها مي توانند در
قسمت هاي مربوط به خود تردد كنند و مراجعه به ساير قسمتها منوط به اخذ اجازه ويژه و حتي به همراهي نيروهاي انتظامات صورت مي گيرد. براي كاهش خطاهاي انساني و اطمينان از سلامت روحي و جسمي كاركنان در قسمت هاي بسيار مهم، آزمايش هاي متعددي توسط تيم هاي مجرب پزشكي و روانشناسي انجام مي شود.
هزاران قطعه متحرك
با توجه به اهميت موارد ايمني در اين نيروگاهها، تعجب آور نيست كه كاركنان بخش عمليات و تعميرات حساسيت و دقت فوق العاده اي براي مصرف روانكارها داشته باشند. نيروگاه مورد مطالعه تقريباً داراي يك هزار و700 قطعه متحرك بوده كه ساليانه در حدود5 هزار و700 ليتر از انواع روانكارها در آن مورد استفاده قرار مي گيرد. اين مقدار مصرف شامل نيروگاه برق دوقلوي921 مگا واتي نيست. اين نيروگاهها هر18 ماه از38 هزار ليتر روغن توربين استفاده مي كنند. روغن توربين مصرفي از
نوع Chevron GTS 32 بوده و به صورت بالك در مخازني به ظرفيت61 هزار ليتر نگهداري مي شود. در اين نيروگاه از18 نوع روغن و19 نوع گريس براي روانكاري قسمت هاي مختلف استفاده
مي شود. اين روانكارها با ثبت اطلاعات كامل شامل مشخصات، نوع و مكان مصرف در انبارهاي مخصوص به منظور جلوگيري از هر گونه اشتباه، نگهداري مي شود. تمامي روانكارهاي دريافتي قبل از ذخيره سازي مورد آزمايش كامل كيفيت قرار مي گيرند و سپس از *****هاي3 ميكروني به منظور جداسازي ذرات ريزي كه ممكن است به ماشين آلات آسيب برسانند، عبور داده مي شوند. قبل از استفاده از هر روانكار، مسئول مربوطه مي بايستي دستور العمل چگونگي استفاده از اين روانكارها را خوانده و تمامي عمليات تعويض و يا روانكاري انجام شده را در كتابچه مخصوص يادداشت كند. هر روانكار در مكان مخصوص نگهداري مي شود و كليد قفسه آن متصل به كتابچه راهنماي آن است. اين روش براي جلوگيري از خطاهاي انساني تدوين شده است و يكي ديگر از موارد حفظ ايمني نيروگاهها محسوب مي شود. براي كنترل كيفيت روانكارهاي مصرفي در نيروگاه، يك گروه متخصص از روغن و گريس هاي به كار گرفته شده در تمامي دستگاهها به صورت ماهيانه نمونه برداري كرده و آنها را به آزمايشگاههاي خارج از نيروگاه براي تعيين تمامي مشخصات كيفي مانند ميزان فلزات خورده شده، مقدار ادتيو، سطح اسيدي و يا هر نوع اطلاعات ديگر كه مي تواند علايم هشدار دهنده اي براي خرابي دستگاهها يا روانكارهاي مصرفي باشد ارسال مي كند. همان گونه كه اطمينان از ايمني تجهيزات اين نيروگاه براي تمامي قسمتها از اهميت بالايي برخوردار است، اين پديده براي انتخاب و كاربرد روانكارها نيز وجود دارد. كنترل بسيار دقيق عمليات براي جلوگيري از بروز حوادث در تمامي سطوح و دقت در انتخاب و كاربرد روانكارهاي مناسب بسيار با اهميت بوده و در صورت تحقق آن مي توان با اطمينان كامل از يك نيروگاه هسته اي براي توليد برق استفاده كرد.
ماخذ: نشريه Lubes”N”Greases - دسامبر2005
