کارآموزی برق منطقه ای و نیروگاه برق

توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد

 کارآموزی برق منطقه ای و نیروگاه برق دارای ۵۶ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد کارآموزی برق منطقه ای و نیروگاه برق  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی کارآموزی برق منطقه ای و نیروگاه برق،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

---

بخشی از متن کارآموزی برق منطقه ای و نیروگاه برق :

تاریخچه صنعت برق ایران
مقدمه
در سال ۱۸۷۱ میلادی ( ۱۲۵۰ هجری شمسی ) ماشین گرام اختراع شد . این اختراع گامی اساسی در راه ایجاد صنعت برق تجاری بود ، زیرا پس از آن تبدیل انرژی مکانیکی (و

هر نوع انرژی دیگری که بتوان از آن کار مکانیکی به دست آورد ) به انرژی برقی ممکن گردید
یازده سال پس ازآن، درسال ۱۸۸۲ میلادی ( ۱۲۶۱ هجری شمسی ) توماس ادیسون نخستین موسسه برق تجاری خود را برای تامین روشنایی در یکی از خیابانهای نیویورک افتتاح کرد
بیان دو واقعه مهم بالا برای درک رابطه زمانی بین تاریخ پیدایش صنعت برق در جهان و در ایران خالی از فایده نیست . چنانکه خواهد آمد ، اولین مولد برق در ایران ، سه سال بعد از موسسه برق توماس ادیسون به کار افتاد
از ۱۳۰۰ تا ۱۳۱۰
از اوایل سالهای ۱۳۰۰ به بعد ، با آگاهی و علاقه مند شدن بخش خصوصی به مزایای برق ، رفته رفته در شهرهای بزرگ و کوچک ایران ، تاسیساتی برای تولید و توزیع و فروش برق ایجاد شد. این گونه فعالیتها عموما” درمقیاسهای کوچک ومحدود وبه طور کلی منفک از یکدیگر انجام می گرفت و البته نیاز به هماهنگی هم در شرایط آن روزهای نخستین احساس نمی شد درهمین دوران برخی ازکارخانه های صنعتی جدیدالتاسیس هم دارای تجهیزات برق اختصاصی شدند که داد و ستدهایی نیز با موسسات برق شهری داشتند
در ۱۳۱۰
برای نخستین بار ، شبانه روزی کردن برق در تهران در میان دولتمردان آن زمان مطرح شد و اقدامات اولیه برای تحقق آن صورت گرفت
در ۱۳۱۶
پس از شش سال و با گذراندن نشیب و فراز های بسیار ، بلاخره در تاریخ ۲۵ /۶ / ۱۳۱۶ نیروگاه بخاری ساخت کارخانه اشکودای چکسلواکی با قدرت ۴×۱۶۰۰= ۶۴۰۰ کیلو وات در محل کنونی شرکت برق منطقه ای تهران نصب شد و به بهره برداری رسید
با وجود آن که در تهران به علت وسعت شهر و موقعیت سیاسی و اجتماعی آن ، سرمایه گذاری دولتی در کار برق رسانی پیش از همه شهرهای دیگر آغاز شد ، بخش خصوصی هم در امور برق رسانی در تهران فعالیت قابل توجهی داشت به نحوی که در سال ۱۳۴۱ یعنی سال تاسیس سازمان برق ایران تعداد شرکتهای خصوصی که هر یک در بخشی از شهر تهران فعالیت داشتند به ۳۲ شرکت رسیده بود

از ۱۳۲۷ تا ۱۳۳۴
برنامه هفت ساله اول عمرانی کشور به اجرا در آمد که در آن سهمی هم برای توسعه صنعت برق در کشور با هدف تامین مصارف خانگی شهرها و فراهم کردن رفاه اجتماعی منظور شده بود. دراین دوران،سازمان برنامه تعدادی مولدهای دیزلی ۵۰و ۱۰۰و ۱۵۰ کیلو واتی را خریداری کرد و با بهره ۳ درصد به شهرداریها و شرکتهای برق خصوصی فروخت و چون دریافت کنندگان کمک سازمان برنامه می بایست تواناییهای لازم را برای تقبل ۵۰ درصد از سرمایه گذاریها داشته باشند ، طبعا” اعطای کمکها ، به امکانات مالی شهرها و موسسه های وام گیرنده بستگی داشت . به هر صورت در پایان برنامه اول،جمع قدرت نامی نصب شده در کشور به ۴۰ مگاوات و میزان انرژی تولیدی سالانه به حدود ۲۰۰ میلیون کیلو وات ساعت رسید
از ۱۳۳۴ تا ۱۳۴۱
در این سالها برنامه هفت ساله عمرانی دوم کشور اجرا شد . سهم برق در این برنامه ، با هدف افزایش تولید برق ، کاهش هزینه های تولید و پایین آوردن سطح عمومی نرخها درنظر گرفته شده بود
دراین برنامه بنابر توصیه کارشناسان خارجی و داخلی، برای توسعه تاسیسات برق چهار حوزه

فعالیت به شرح زیر منظور گردید
– منطقه خوزستان
– منطقه تهران
– شهرهای بزرگ
– شهر های کوچک

بدین ترتیب می توان گفت که اندیشه فراتررفتن از محدوده هر شهر در کار توسعه صنعت برق،در برنامه دوم شکل گرفت. شروع به کاراحداث نیروگاههای برق آبی مهم کشور شامل سد دز (با ظرفیت اولیه ۱۳۰ مگاوات ) ، سد کرج (با ظرفیت ۹۱ مگا وات) و سد سفیدرود (با ظرفیت اولیه ۳۵ مگاوات) همچنین نیروگاه حرارتی طرشت (به قدرت ۵۰ مگاوات) ازدستاوردهای این دوره است
در ۱۳۴۱
برنامه سوم عمرانی کشورآغاز شد. با پذیرش نقش زیر بنایی صنعت برق،در این برنامه نیز اعتبارات قابل توجهی برای این صنعت تخصیص داده شد
در این برنامه که ۵/۵ سال به طول انجا مید(تا آخرسال ۱۳۴۶)،در مجموع،مبلغ ۲۱میلیارد ریال در صنعت برق هزینه گردید که به طورکلی سه بخش را در بر می گرفت

تامین برق مراکز عمده مصرف شامل شهرهای تهران، اصفهان، شیراز، مشهد، تبریز، رشت –
همدان و ساری
تامین برق ۱۷ شهر متوسط کشورشامل شهرهای آمل، چالوس،اردبیل،مراغه، لاهیجان،ارومیه، یزد –

بهشهر، بوشهر، قزوین ،کرج، بابلسر و کرمانشاه
تامین برق شهرهای کوچک –

در همین برنامه ، تشکیل سازمان برق ایران به منظور اشراف کلی واعمال مدیریت بر برنامه ریزی و اجرای طرحهای تولید و ایجا د موسسات تولید ، انتقال و توزیع برق و هدایت

سرمایه گذاریها دربخش برق پیش بینی شده بود این سازمان درتاریخ ۱۳دی ماه۱۳۴۱ رسما” تشکیل یافت و تا پایان سال ۱۳۴۴ که عملا” دروزارت آب وبرق ادغام شد به انجام وظایف خود ادامه داد
در ۱۳۴۳
قانون تاسیس وزارت آب و برق در تاریخ ۱۶/۱/۱۳۴۳ به دولت ابلاغ شد در بخش برق ، وظایف زیر برعهده این وزارت خانه قرار می گرفت
تهیه و اجرای برنامه ها و طرحهای تولید و انتقال نیرو به منظور تاسیس مراکز تولید برق منطقه ای –
و ایجاد شبکه های فشار قوی سراسر کشور
اداره تاسیسات برق که به موجب بندبالاایجاد می شود و بهره برداری از آنها –
نظارت بر نحوه استفاده از نیروی برق –

سازمان برق ایران در سال ۱۳۴۴ به عنوان واحد برق در وزارت آب و برق ادغام شد، وسازمانهای دیگری هم که تاآن زمان به توسط سازمان برنامه ، سازمان برق ایران یا به نحو دیگر به وجود آمده بودند تحت پوشش نظارتی وزارت آب و برق قرار گرفتند
در آذر ماه همین سال اساسنامه شرکتهای برق منطقه ای تدوین شد و بدین ترتیب تعداد ۱۰ شرکت برق منطقه ای ( علاوه برسازمان آب و برق خوزستان که از سال ۱۳۳۹ ایجاد شده بود ) تشکیل یافت که عبارت بودند از شرکتهای برق منطقه ای ( تهران ) ، )اصفهان ) ، ( خراسان ) ، ( آذربایجان ) ، (فارس) ، (مازندران) ، (گیلان( ،) جنوب شرقی ایران) ، (کرمانشاهان) و (همدان و کردستان(
با تشکیل شرکتهای برق منطقه ای ، صنعت برق کشور صورتی سازمان یافته و منسجم به خود گرفت. حوزه های زیر پوشش این شرکتهادرابتدا تمامی مساحت کشوررا شامل نمی شد و نوعا” از تقسیمات کشوری نیزپیروی نمی کرد تعداد و حوزه های جغرافیایی شرکتهای برق منطقه ای با گذشت زمان مشمول اصلاحاتی گردید به طوری که درحال حاضر تعداد آنها به ۱۶ می رسد و در مجموع تمامی کشور را پوشش می دهند
در ۱۳۴۷
برنامه چهارم عمرانی آغازشد. دراین برنامه که تاپایان سا

ل ۱۳۵۱ ادامه داشت ، نگرش به صنعت برق به عنوان یک صنعت زیربنایی و با دید کلان نگر صورت گرفت . احداث خطوط انتقال نیروی سراسری و تاسیس نیروگاههای نسبتا” بزرگ آبی وحرارتی درطی این برنامه نضج گرفت، به طوری که درطول برنامه،جمع قدرت نامی نصب شده در کشور از ۱۵۹۹ مگاوات به ۳۳۵۴ مگاوات ( با رشد متوسط سالانه ۱۶ درصد) وتولید انرژی برق از ۴۱۳۳ میلیون کیلووات ساعت به۹۵۵۳ میلیون کیلووات ساعت )با رشد متوسط سالانه ۲/۱۸ درصد ) بالغ گردید و تعداد مشترکان در تعرفه های مختلف به ۱۶۶۹ هزار رسید
در طی این برنامه ، مسئولیت برق نزدیک به ۱۹۰ شهر کشور ب

ر عهده وزارت آب و برق قرار گرفت . برق مورد نیاز شهرهای کوچک ، شهرکها و تعدادی از روستاهای برقدار به توسط بخش خصوصی و یازیرنظر و بامدیریت شهرداریها تامین می شد.تعداد روستاهای برقدار کشور از ۱۴۸ روستا درآغاز برنامه ، به ۴۹۱ روستا درپایان سال ۱۳۵۱ رسید
در ۱۳۴۸
به منظور استفاده صحیحتر از منابع و امکان برقراری دادوستد انرژی برقی بین مناطق و کارتولیدوانتقال برق به طور کلان ، شرکت تولید وانتقال نیروی برق ایران (توانیر) از سال ۱۳۴۸ آغاز به کار کرد. اساسنامه و شرح وظایف این شرکت ، بنا بر ضرورتهای زمان تا کنون سه بار مورد تجدید نظر قرار گرفته است . ازسال ۱۳۷۵ تا کنون ، این شرکت با نام “سازمان مدیریت تولید و انتقال نیروی برق ایران ( توانیر ) ” ، فعالیتها و ماموریتهای معاونت امور
برق وزارت نیرو را نیز برعهده دارد و هدفها وظایف زیر را دنبال میکند

تهیه و تدوین و پیشنهاد استراتژیها و سیاستها و برنامه های برق کشور –
برنامه ریزی ، نظارت ، کنترل و هدایت برق کشور –
ایجاد هماهنگی و نظارت بر شبکه سراسری برق –
برنامه ریزی و نظارت بر مصارف مختلف برق کشور –
حفظ یکپارچگی و پایداری شبکه سراسری برق کشور –
در ۱۳۵۲
برنامه پنجم عمرانی از این سال آغاز شد و تا پایان سال ۱۳۵۶ ادامه یافت سیاستهای زیر بر اجرای برنامه ای صنعت برق در این برنامه حاکم بود
احداث واحدهای بزرگ حرارتی در شمال و جنوب کشور به لحاظ دسترسی آسانتر به منابع –
سوخت و سواحل دریا
ایجاد سد بر روی رودخانه های بزرگ –
تامین برق مناطق دور افتاده کشور با استفاده از نیروگاههای دیزلی –

درسالهای برنامه پنجم، معادل ۱۳۳۲ مگاوات برظرفیت نیروگا ههای گازی کشورافزوده شد که علت اصلی آن تاخیر دربهره برداری از نیروگاههای آبی در دست احداث بود دراین برنامه، تا سیس نیروگاههای هسته ای نیز در دستور کار قرارداشت

که علی رغم هزینه ها و تبلیغات فراوان ، نتیجه مشخصی عاید نساخت
به هر صو رت قدرت نصب شده در پا یا ن بر نا مه به ۷۱۰۵ مگا وات ( با ۲/۱۶ درصد رشد متوسط سالانه )،انرژی سالانه تولید شده به ۱۸۹۸۴ میلیون کیلووات ساعت ( با ۷/۱۴ درصد رشد سالانه ) رسید و تعدادمشترکان به ۳۱۰۵ هزار بالغ گردید . تا پایان این برنامه تعدادی از روستاهای کشور نیز از برق بهره مند شدند
در ۱۳۵۳

باتوجه به اینکه نهادهاو سازمانهای مختلفی دست ا ندرکار مقوله انرژی درکشور بودند و هماهنگی بین آنها ضروری می نمود ، به موجب لایحه قانونی مصوب ۲۸ / ۱۱ / ۱۳۵۳ با محول شدن برنامه ریزی جامع فعالیتهای مربوط به انرژی کشور، نام وزارت آب و برق به وزارت نیرو تغییرکرد
در ۱۳۵۷
با پیروزی انقلاب اسلا می ، بازنگری اساسی در خط مشی های صنعت برق و هماهنگ ساختن آنها با هدفهای عالی انقلاب ضرورت یافت. عنایت به مفهوم خودکفایی، سرما یه گذاری درکارخانه های تولید کننده تجهیزات مورد نیاز صنعت برق ، کوتاه کردن دست مشاوران و پیمانکاران خارجی و توجه به بهره گیری بهینه از تواناییهای داخلی ، صنعت برق را در راستای تازه ای قرارداد ، فراهم کردن امکان استفاده گسترده از انرژی برق برای توسعه اقتصادی ، اجتماعی و رفع محرومیتها،افقهای جدیدی را فراروی مسئولان صنعت قرار داد
از ۱۳۵۸ تا ۱۳۶۷
در این سالها که هشت سال آن مقارن با جنگ تحمیلی عراق علیه جمهوری اسلامی ایران بود . صنعت برق ایران خود را موظف می دید که علاوه بر نگهداری و بهره برداری از تاسیسات موجود خود برای حمایت ازمردم و دفاع از پشت جبهه ، توسعه های لازم را نیز چه در امر تولیدوانتقا ل وچه در جهت توزیع و خدمت رسانی به مشترکان انجام دهد . برق ر³انی به روستاها که تا پایان سال ۱۳۵۷در۴۲۳۷ روستاهای نزدیک شهرها تحقق یافته بود به صورت یکی ازمحورهای اساسی فعالیتهای صنعت برق درآمد به طوری که درطی دوران جنگ تحمیلی ، علی رغم همه دشواریها ، سالانه به طور متوسط بیش از ۱۸۰۰ روستا برقدار گردید و بدین ترتیب در انتهای سال ۱۳۶۷ تعدادروستاهای برقدار کشور از ۴۳۲۷ روستا به ۲۲۵۴۱ روستا رسیده بود درسالهای اولیه پس ازپیروزی انقلاب اسلامی و درطی دوران جنگ تحمیلی ، با وجود همه مشکلات ناشی از جنگ ، صنعت برق به رشد همه جانبه خود ادامه داد. نگاهی مقایسه ای به چند شاخص اصلی مویداین مدعااست
مقایسه ارقام مهم عملکرد صنعت برق در وزات نیرو از پایان سال ۱۳۵۷ تا پایان ۱۳۶۷
شرح ۱۳۵۷ ۱۳۶۷ رشد سالانه (%)
قدرت نصب شده (مگاوات ( ۷۰۲۴ ۱۳۶۸۱ ۶/۹
تولید انرژی سالانه(میلیون کیلووات ساعت ( ۱۷۳۶۸ ۴۳۷۷۵ ۹/۷
حداکثر بار (مگاوات( ۳۴۸۶ ۷۷۶۲ ۸/۳
تعداد مشترک (هزار( ۳۳۹۹ ۸۸۲۸ ۱۰
فروش انرژی (میلیون کیلووات ساعت( ۱۴۱۴۵ ۳۶۱۴۷ ۹/۸
روستای برقدار ۴۳۲۷ ۲۲۵۴۱ ۱۷/۹

از ۱۳۶۸ تا کنون
با پایان گرفتن جنگ تحمیلی ،ابتداترمیم خسارتهاوخرابیهای دوران جنگ در کانون توجه مدیران و مسئولان صنعت برق قرار گرفت . به عنوان مثال ، بررسیها نشان می داد که از قدرت نصب شده کشور ، معادل ۲۲۱۰ مگاوات در اثر آسیبهای جنگ از مدار خارج است . بااحتساب تاسیسات انتقال نیروو سایر تجهیزات می توان تصور کرد ک

ه بازسازی ویرانه های بازمانده از جنگ چه کوشش و تلاش عظیمی را طلب می کرده است . ترمیم خسارتها که از نیمه دوم سال ۱۳۶۷ آغاز شده بود با سه سال کار شبانه روزی به انجام رسید و تا پایان سال ۱۳۷۰ واحد ها و تاسیسات آسیب دیده مجددا” در مدار قرارگرفتند پس از خاتمه جنگ ، فعالیتهای صنعت برق که تا آن زمان از دشواریهای روز به روز جنگ تاثیر منفی می گرفت،سامانمندی بیشتری یافت وهمگا م بادوبرنامه اول ودوم توسعه اقتصادی،اجتماعی و فرهنگی جمهوری اسلامی ایران به پیش رفت
مقایسه ارقام مهم عملکرد صنعت برق در پایان سال ۱۳۷۶ که نه سال از طول برنامه های اول و دوم گذشته و دو سال به پایان برنامه دوم مانده بوده است با ارقام مربوط به ابتدای برنامه ، جهش صنعت برق را آشکارمی سازد
واضح است که ارقام بالا و مقا یسه آنها تنها گوشه های کوچکی از صحنه وسیع یک تلاش همه جا نبه را نشان می دهند و تحقق این ارقام مستلزم به ثمر رسیدن کوششها و پشتیبانیهای فراوانی بوده است که متاسفانه این گاه شمار مختصر، حوصله پرداختن به همه آنها را ندارد ، در اینجا تنها به بیان این نکته اکتفا می کنیم که توجه به نیروی انسانی به عنوان سرمایه اصلی صنعت برق ، پس از پیروزی انقلا ب اسلامی و بویژه در دوران بازسازی بعد از جنگ تحمیلی از راه کارهای اصلی صنعت بوده است
آموزش این نیروها برای ارتقاء کیفیت و شکوفا ساختن استعداد های خدادادی آنها ، همچنین سازماندهی نیروها در جهتی که هدفهای کمی

و کیفی برنامه ها رابرآورده سازد و هیچ یک از هدفهای صنعت برق،از تامین برق برای مصرف کنندگان گرفته تا بهبود بخشیدن به کیفیت خدمات و جلب رضایت مشترکان ، کوشش در راه رسیدن به خود کفایی و ورود در بازارهای بین المللی و رقابت جهانی تحت الشعاع دیگری قرار نگیرد ، همواره مورد توجه برنامه ریزان و مدیران صنعت بوده است
درنتیجه این کو ششها ، صنعت برق توانسته است باهی در خور قرار گیرد . به طوری که بر اساس آمارهای سازمان ملل متحد ، در سال۱۹۹۵میلادی (۱۳۷۴شمسی) ایران ازنظرابعاد صنعت برق دربین کشورهای خاورمیانه و غرب آسیادرمقام نخست قرارگرفت و درسطح جهانی نیز به مقام مقایسه بیست و یکم دست یافت
مقایسه ارقام مهم عملکرد صنعت برق در وزات نیرو از پایان سال ۱۳۶۷ تا پایان ۱۳۷۶
شرح ۱۳۵۷ ۱۳۶۷ رشد سالانه (%)
قدرت نصب شده (مگاوات ( ۱۳۶۸۱ ۲۳۲۵۸ ۶/۱
تولید انرژی سالانه(میلیون کیلووات ساعت ( ۴۳۷۷۵ ۹۲۳۱۰ ۸/۶
حداکثر بار (مگاوات( ۷۷۶۲ ۱۷۱۳۵ ۹/۲
تعداد مشترک (هزار( ۸۸۲۸ ۱۳۵۵۰ ۴/۹
فروش انرژی (میلیون کیلووات ساعت( ۳۶۱۴۷ ۷۳۸۸۰ ۸/۳
روستای برقدار ۲۲۴۵۱ ۳۷۰۹۴ ۵/۷

نیروگاه ها Power Stations

در دنیا ۵ منبع انرژی ,که تقریبا تمام برق دنیا را مهیا می کنند , وجود دارد. آنها ذغال سنک, نفت خام, گاز طبیعی , نیروی آب و انرژی هسته ای هستند. تجهیزات هسته ای , ذغالی و نفتی از چرخه بخار برای برگرداندن گرما به انرژی الکتریکی : بر طبق ادامه متن : استفاده می کنند.

نیروگاه بخاری از آب بسیار خالص در یک چرخه یا سیکل بسته استفاده می کند. ابتدا آب در بویلرها برای تولید بخار در فشار و دمای بالا گرما داده می شود که عموما دماو فشارآن در یک نیروگاه مدرن به ۱۵۰ اتمسفرو۵۵۰ درجه سانتیگراد می رسد. این بخار تحت فشار زیاد توربینها را ( که آنها هم ژنراتورهای الکتریکی را می گردانند , و این ژنراتورها با توربینها بطور مستقیم کوپل هستند ) می گردانند یا اصطلاحا درایو می کنند. ماکزیمم انرژی از طریق بخار به توربینها داده خواهد شد فقط اگر بعداً همان بخاراجازه یابد در یک فشار کم ( بطور ایده آل فشار خلاء) از توربینها خارج شود . این مطلب می تواند توسط میعان بخار خروجی به آب بدست آید.

سپس آب دوباره بداخل بویلرها پمپ می شود و سیکل دوباره شروع می گردد. در مرحله تقطیر مقدرا زیادی از گرما مجبور است از سیستم استخراج شود. این گرما در کندانسور که یک شکل از تبادل کننده گرمایی است , برداشته می شود. مقدار بیشتری از گرمای آب ناخالص وارد یک طرف کندانسور می شود و آن را از طرف دیگر ترک می کند بصورت آب گرم , داشتن گرمای به اندازه کافی استخراج شده از بخار داغ برای تقطیر آن به آب. در هیچ نقطه ای نباید دو سیستم آبی مخلوط شوند. در یک سایت ساحلی آب ناخالص داغ شده به سادگی به دریا برگشت داده می شود در یک نقطه با فاصله کوتاه. یک نیروگاه ۲ GW به حدود ۶۰ تن آب دریا در هر ثانیه احتیاج دارد. این برای دریا مشکل نیست , اما در زمین تعداد کمی از سایتها می توانند اینقدر آب را در یک سال ذخیره کنند. چاره دیگر بازیافت آب است. برجهای خنک کن برای خنک کردن آب ناخالص استفاده می شوند بطوریکه آن می تواند به کندانسورها ب

رگردانده بشود , بنابراین همان آب بطور متناوب بچرخش در می آید. یک برج خنک کن از روی ساحختار سیمانی اش که مانند یک دودکش خیلی پهن است شناخته شده است و بصورت مشابه نیز عمل می کند. حجم زیادی از هوا داخل اطراف پایه ( در پایین و داخل و مرکز لوله برج ) آن کشیده می شود و ازمیانه بالایی سرباز آن خارج میشود. آب گرم و ناخالص به داخل مرکز داخلی برج از تعدای آب پاش نرم ( آب پاش با سوراخهای ریز ) پاشیده می شود و هنگامیکه آن فرو میریزد با بالارفتن هوا( توسط هوای بالا رونده ) خنک می شود. سرانجام آب پس از خنک شدن در یک حوضچه در زیر برج جمع می شود. بر

ج خنک کن وافعا یک تبدل دهنده کرمایی دوم , که گرمای آب ناخالص را به هوای اتمسفر می فرستد , است, اما نه مانند تبادل دهنده گرمایی اول , در اینجا دوسیال اجازه می یابند با هم تماس داشته باشند و در نتیجه مقداری ار آب توسط تبخیر کم می شود.

برجهای خنک کن هرگز قادر به کاهش دمای آب ناخالص تا پایینتر از دمای حدی هوا نیستند بطوریکه کارآیی کندانسور و ازآنجا کارآیی تمام نیروگاه در مقایسه با یک سایت ساحلی کاهش می یابد. همچنین ساختمان برجهای خنک کن قیمت کلی ساختمان و بنای نیروگاه را افزایش می دهد.

احتیاج برای خنک کردن آب یک فاکتور مهم در انتخاب سایت نیروگاهی زغالی , نفتی و هسته ای است. یک سایت که مناسب است برای یک نیروگاه که از یک نوع سوخت استفاده می کند بناچار مناسب نیست برای یک نیروگاه که ار نوع دیگری سوخت استفاده می کند.

نیروگاه های ذغال- سوختی ( Coal-Fired Power Stations )

پیش از این نیروگاه های سوخت ذغال سنگ نزدیک باری که آنها نامین میکردند ساخته می شدند. یک نیروگاه خروجی ۲ GW , درحدود ۵ میلیون تن ذغال در سال مصرف میکند. در بریتانیا : که بیشتر ذغال نیروگاه توسط ریل حمل میشود : , این نشان میدهد , یک مقدار متوسط در حدود ۱۳ ترن در روز را که هرکدام ۱۰۰۰تن را حمل میکنند . این یعنی اینکه نیروگاه های ذغال- سوختی به یک ریل متصل نیاز دارند مگر اینکه نیروگاه درست در دهانه معدن ( بسیار نزدیک به معدن ) ساخته شود.

نیروگاه های نفت- سوختی ( Oil-Fired Power Stations )

سوخت نفتی نیروگاه میتواند مشتق بشود به نفت خام که نفتی است هنگامیکه از چاه بیرون می آید, و نفت باقیمانده که باقی می ماند هنگامیکه بخشهای قابل دسترس استخراج بشوند در تصفیه نفت. قیمت انتقال نفت توسط خطوط لوله ک

متر از انتقال ذغال سنگ با ریل است, اما حتی همان نیروگاههای سوخت نفت خام هم اغلب در نزدیکی اسکله ها و لنگرگاه های با آب عمیق که برای تانکرهای اندازه متوسط (تانکرهای حمل و نقل سوخت) مناسب است , واقع میشوند. نفت باقیمانده نیرگاههای سوختی احتیاج دارد در نزدیکی تصفیه خانه که آنها را تامین می کند واقه شوند. این بدلیل است که نفت باقیمانده بسیار چسبناک است و میتواند فقط منتقل بشود در میان خطوط لوله بطور اقتصادی اگر آن گرم نگه داشته بشود.

نیروگاه های هسته ای ( Nuclear Power Stations )

در مقابله با ذغال سنگ و نفت , ارزش انتقال سوخت هسته ای ناچیزاست بدلیل مقداراستعمال خیلی کم. یک نیروگاه ۱GW درحدود ۴۱/۲ تن اورانیوم در هرهفته نیاز دارد. این مقایسه میشود بطور بسیار مطلوب با ۵۰۰۰۰نت سوخت که در یک هفته در نیروگاه ذغال- سوختی سوزانده میشد. نیروگاه های هسته ای در حال حاضر تقریبا آب خنک بیشتری درمقایسه با نیروگاه های ذغال- سوختی و نفت- سوختی استفاده میکنند , بعلت کارایی و بازده پایین آنها. همه نیروگاه های هسته ای در بریتانیا , با یک چشم داشت, در ساحل واقع می شوند و از آب خنک دریا استفاده میکنند.

نیروگاه های برق- آبی ( Hydroelectric Power Stations )

نیروگاه های برق- آبی باید جایی واقع شوند که دهانه آب دردسترس هست , و نظربه اینکه این اغلب در مناطق کوهستانی است , آنها ممکن است به خطوط انتقال طولانی برای حمل توان به نزدیک ترین مرکز یا پیوستن به شبکه نیاز داشته باشند. همه طرحهای برق- آبی به دو فاکتور اساسی وابسته هستند : یکی جریان آب و یکی اختلاف در سطح یا دهانه. نیاز دهانه ممکن است فراهم بشود بین یک دریاچه و یک دره باریک, یا توسط ساختن یک سد کوچک در یک رودخانه که جریان را منحرف میکند به سمت نیروگاه, یا توسط ساختن یک سد مرتفع در مقابل یک دره برای ساخت یک دریاچه مجازی.

تاثیر خواص تولید و انتقال در نیروگاههای برق

چهار خاصیت منبع الکتریسیته وجود دارد که یک تاثیر عمیق روی موضوعی که منهدسی میشود دارد. آنها بصورت زیر هستند :

-۱الکتریسیته, نه مانند گاز و آب, نمیتواند ذخیره بشو

د و تهیه کننده کنترل کوچکی بر بار در هر زمانی دارد. مهندسان کنترل تلاش می کنند برای نگهداری خروجی ژنراتورها متناسب با با ر متصل شده در ولتاژ و فرکانس مخصوص.

-۲ یک افزایش متناوب در تقاضا برای توان وجود دارد. اگرچه در بسیاری از کشورهای صنعتی سرعت افزایش در سالهلی اخیر کاهش پیدا کرده است, حتی سرعت معتدل مستلزم کتسردگیها و افزایشات عظیم در سیستم های موجود است.

-۳ توزیع و طبیعت سوخت دردسترس. این جنبه هست جالبتر هنگامیکه ذغال سنگ اسخراج میشود در مناطقی که لروما مراکز بار اصلی نیستند : توان برق-آبی معمولا دور از مراکز بار بزرگ است. مشکل فواصل انتقال و سایت کردن(انتخاب کردن محل برای نیروگاه) نیروگاه یک تجربه مبهم و مورد بحث در اقتصاد است. استفاده عظیم انرژی هسته ای بسوی اصلاح الگوی تغذیه موجود متمایل خواهد شد.

-۴ در سالهای اخیر ملاحظات منابع طبیعی و محیطی عمده اهمیت و تاثیر سایتینگ, هزینه ساختاروعملکرد کارخانجات تولیدی را بعهده گرفته است. همچنین طراحی تحت تاثیر واقع میشود بدلیل تاخیرات در شروع پروژه ها بخاطر مراحل قانونی که باید طی شوند. از مهمترین خواص در زمان حاضر ضربه زیست محیطی کارخانجات هسته ای است, خصوصا راکتور افزاینده سریع پیشنهاد شده.

تبدیل انرژی با بکارگیری بخار

احتراق ذغال یا نفت در بویلرها بخار را در بالاترین دما و فشار که به توربینهای بخاری میرود تولید میکند. نفت مزایای اقتصادی دارد هنگامیکه آن میتواند پمپ شود از تصفیه خانه به داخل خطوط لوله مستقیما بسمت بویلرهای نیرگاه. استفاده ازنتیجه انرژی شکافت هسته ای بطور افزاینده در تولید برق دراد کسترش می یابد: همچنین در اینجا اساس انرژی برای تولید بخار توربینها استفاده می شود. نوع جریان- محوری توربین بطور مشترک با چندین سیلندر در یک شافت استفاده می شود.

نیروگاه بخاری براساس سیکل رانکین عمل میکند , که آن(: سیکل رانکین) با سوپرهیتینگ: superheating , گرمایش تغیه آب : Feed-water heating و دوباره گرمایش بخار: steam reheating اصلاح شده است. کارایی گرمایی افزایش یافته, استفاده از بخار در بالاترین دما و فشار ممکن را نتیجه میدهد. همچنین برای توربینها ساختار اقتصادی , اندازه بزرگ و هزینه کلی کم میباشد. بعنوان یک نتیجه در حال حاضر توربوژنراتور۵۰۰MW و بیشتر دارد استفاده میشود. با استفاده از توربینهای با ظرفیت ۱۰۰MW و بیشتر

, کارآیی توسط دوباره گرمایش بخار بعدازاینکه آن اندکی توسط یک گرم کننده خارجی منبسط شود, افزایش می یابد. سپس بخار دوباره گرم شده بداخل توربین که در مرحله نهایی بارگذاری منبسط می شود , برگشت داده میشود.

یک دیاگرام از یک نیروگاه ذغال- سوختی در شکل ۱-۲ نشان داده شده است. در شکل ۲-۲ , جریان انرژی در یک نیروگاه بخاری مدرن نشان داده شده است. باوجود مزایای دائم در طراحی بویلرها و در توسعه مواد بهبود یافته, طبیعت چرخه بخار آنچنان است که کارآییها نسبتا کم هستند و مقادیر وسیع گرما در مرحله میعان ( در کندانسور ) بهدر می رود. به هرحال مزیتهای بزرگ در طراحی و مواد در سالهای اخیر کارآیی های دمایی و حرارتی نیروگاههای ذغالی را در حدود ۴۰ درصد افزایش داده است.

در نیروگاه های ذغال- سوختی , ذغال سنگ به یک کارخانه جداسازی ذغال از سنگ حمل میشود وخورد می شود به و به ظرافت ساییده میشود. سوخت ساییده و پودر شده به داخل بویلر دمیده می شود بطوریکه با هوا برای احتراق مخلوط می شود. خروجی از توربین فشار ضعیف سرد میشود برای شکل گرفت عمل معیان توسط عبور از میان میعان کننده(کندانسور) وسط مقادیر زیاد آب دریا یا رودخانه, درجاییکه امکان سرد کردن توسط برجهای خنک کن وجود ندارد.

بویلرها در بستر جریانی

برای ذغالهای نوعی , گازهای احتراق شامل ۲/۰ – ۳/۰ درصد اکسیدسولفور بر حجم می باشند. اگر سرعت جریان گاز در میان بستر دانه ای یک بویلر نوع بزرگ افزایش می یابد کشش گرانش متعادل می شود توسط نیرری بسمت بالای گاز و بستر سوخت روی خاصیت یک سیال می رود. در یک پیمایش سایش این گرمای خروجی و دما را افزایش میدهد. خاکستر شکل گرفته جوش می خورد و بصورت کلوخ در می آید و ته نشین می شود بداخل صافی و به داخل چاه خاکستر برده می شود. بستر به دمای خاکستر سوزی(زینتر کردن خاکستر) در حدود ۱۰۵۰ – ۱۲۰۰ درجه سانتیگراد محدود می شود. احتراق ثانویه در بالای بستر جاییکه که گازCO به گازCO2 میسوزد و H2S به SO2 تبدیل می شود , اتفاق می افتد. این نوع از بویلر دستخوش بهبود وسیعی می شود و بدلیل تراز آلودگی کم و کارآیی بهتر جذاب ا

تبدیل انرژی با استفاده از آب

شاید قدیمی ترین شکل تبدیل انرژی استفاده از نیروی آب است. دریک نیروگاه برق-آبی انرژی با هزینه رایگان فراهم می شود. این چهره جذاب همواره تاحدی توسط هزینه کلی بسیار بالای ساختار خنثی شده است, خصوصا از منظر کارهای مهندسی عمران. بهرحال امروزه هزینه کلی به ازای کیلووات نیروگاههای برق-آبی با نوع بخاری نیروگاهها در مقایسه است. متاسفانه, شرایط جغرافیایی لازم بر

ای تولید آبی بطور عادی یافت نمی شوند. در بیشتر کشورهای توسعه یافته منابع برق-آبی در دوردست استفاده می شوند.

یک راه حل برای استفاده مرسوم از انرژی آب , ذخیره پمپی است, که آب را قادر می سازد تا دروضعیتی که متمایل به طرحهای مرسوم نخواهد بود , استفاده بشود. بهره برداری از انرژی درجریانهای جذرومد در کانالها مدتها موضوع بحث و تفکر بوده است. مشکلات فنی و اقتصادی خیلی عظیم هستند و تعداد کمی محل وجود دارد که طرح در آنها عملی باشد. یک تاسیسات که از جریان جذرومد استفاده میکند در دهانه رود لارنس در شمال فرانسه که رنج ارتفاع جذرومد ۲/۹ متر است و جریان جذرومد ۱۸۰۰۰مترمکعب بر ثانیه تخمین زده می شود, قرار دارد.

قبل از بحث در مورد انواع توربینها , یک توضیح خلاصه بر روشهای کلی عملکرد نیروگاههای برق-آبی داده خواهد شد. اختلاف عمودی بین مخزن بالایی و تراز توربینها باعنوان هد(head یا دهانه) شناخته میشود. آب ریزان از میان این دهانه انرژی جنبشی که پس از آن به تیغه های توربین می رسد را ایجاد و تقویت می کند.

در زیر ۳ نوع اصلی از تاسیسات آورده شده است :

-۱ دهانه بلند یا ذخیره بلند – منطقه ذخیره سازی یا منبع بصورت نرمال در بالای ۴۰۰ h میریزد.

-۲ دهانه متوسط یا حوضچه ای – ذخیره در ۲۰۰-۴۰۰ h میریزد.

-۳ حرکت رودخانه ای( Run of River ) – مخزن در کمتر از ۲ h میریزد ارتفاع دهانه آن بین ۳ تا ۱۵ متر است. یک دیاگرم برای نوع سوم در شکل ۳-۲ نشان داده شده است.

در ارتباط و هماهنگی با این ارتفاعات و دهانه مختلف که در بالا آورده شد , توربینها از انواع خاصی از توربین هستند. آنها بصورت زیر هستند:

-۱ پیلتون. این برای دهانه های بین ۱۸۴۰ – ۱۸۴ متر استفاده می شود و شامل یک سطل چرخ رتور با نازل جریان تعدیل پذیراست.

-۲ فرانسیس. که برای دهانه های بین ۴۹۰- ۳۷ متر استفاده می شود و از انواع جریان مخلوط است.

-۳ کاپلن. که برای نیروگاههای جریان-رودخانه ای و حوضچه ای با دهانه های بالای ۶۱ متر استفاده می شود. این نوع این نوع یک روتور محور- جریانی با گام تیغه های متغیر ( تیغه های گام – متغیر ) است.

شکل۳-۲

منحنی های بازده برای هر توربین در شکل ۴-۲ نشان داده شده است. هنگامیکه کارآیی به دهانه آب که دائما در نوسان است بستگی دارد, اغلب آب مصرفی در مترهای مکعب به ازای کیلووات ساعت استفاده می شو

د و به دهانه آب ارتباط دارد. کارخانه برق-آبی توانایی شروع سریع را دارد و در زمان تعطیلی متضرر نمی شود. بناراین آن مزیتهای بزرگی دراد برای تولید در برخورد با پیک بارها در کمترین هزینه, در عطف با نیروگاه حرارتی یا گرمایی. با استفاده از کنترل ازراه دور جایگاههای آبی, زمان مورد نیلز از زمان راهنمایی و هدایت برای راه اندازی تا رسیدن به یک اتصال واقعی به شبکه قدرت میتواند تا کمتر از ۲ دقیقه کوتاه شود.

شکل۴-۲

توربینهای گازی

استفاده از توربین گازی بعنوان یک محرک اصلی مزیتهای خاصی را بر کارخانه بخار دارد , اگرچه با گردش نرمال آن از نظر اقتصادی درعملکرد کمتر اقتصادی است. مزیت اصلی در توانایی برای راه اندازی و بارگذاری سریع نهفته است. از این رو توربین گازی برای استفاده بعنوان یک روش برای رسیدگی کردن به پیکهای بار سیستم بکارمی آید. یک استفاده بیشتر برای این نوع از ماشین , استفاده بعنوان متعادل کننده یا جبران کننده سنکرونیزم برای کمک به ترازهای ولتاژی ناخواسته و اتفاقی است. حتی در زمینه های اقتصادی بطور محتمل آن مفید است در برخورد با پیک بارها توسط راه اندازی توربینهای گازی از حالت سرد برای ۲ دقیقه نسبت به گردش کارخانه یدکی ( اضافی ) بطور پیوسته.

نیروگاه های تولیدکننده برق

۱- نیروگاه حرارتی : از اواخر قرن نوزدهم بشر برای تولید الکتریسیته از نیروگاه های حرارتی استفاده می کند. در این نیروگاه ها ابتدا زغال سنگ مصرف می شد و بعدها فرآورده های سنگین نفتی مورد استفاده قرار گرفت. اساس کار این نیروگاه ها بر گرم کردن آب تا حالت بخار است و سپس بخارهای تولید شده توربین های تولیدکننده الکتریسیته را به حرکت در می آورند. عیب این نوع نیروگاه ها تولید گاز کربنیک فراوان و اکسیدهای ازت و گوگرد و غیره است که در جو زمین رها شده و محیط زیست را آلوده می کنند. دانشمندان بر این باورند که در اثر افزایش این گازها در جو زمین اثر گلخانه ای به وجود آمده و دمای کره زمین در حال افزایش است. در کنفرانس های متعددی که درباره همین افزایش گازها و به ویژه گرم شدن کره زمین در نقاط مختلف جهان برگزار شد (لندن، ریو دوژانیرو و همین سال گذشته در کیوتو) غالب کشورهای جهان جز ایالات متحده آمریکا موافق با کم کردن تولید این گازها بر روی کره زمین بودند و تاکنون تنها به علت مخالفت آمریکا موافقتی جهانی حاصل نشده است.

-۲ نیروگاه های آبی : در مناطقی از جهان که رودخانه های پر آب دارند به کمک سد آب ها را در پس ارتفاعی محدود کرده و از ریزش آب بر ر

وی پره های توربین انرژی الکتریکی تولید می کنند. کشورهای شمال اروپا قسمت اعظم الکتریسیته خود را از آبشارها و یا سدهایی که ایجاد کرده اند به دست می آورند. در کشور فرانسه حدود ۳۰ تا ۴۰ درصد الکتریسیته را از همین سدهای آبی

به دست می آورند. متاسفانه در کشور ما چون کوه ها لخت (بدون درخت) هستند غالب سدهای ساخته شده بر روی رودخانه ها در اثر ریزش کوه ها پر شده و بعد از مدتی غیر قابل استفاده می شوند.

-۳نیروگاه های اتمی: در دهه اول و دوم قرن بیستم نظریه های نسبیت اینشتین امکان تبدیل جرم به انرژی را به بشر آموخت فرمول مشهور اینشتین ( mc2=E). متاسفانه اولین کاربرد این نظریه منجر به تولید بمب های اتمی در سال ۱۹۴۵ توسط آمریکا شد که شهرهای هیروشیما و ناکازاکی در ژاپن را به تلی از خاک تبدیل کردند و چند صد هزار نفر افراد عادی را کشتند و تا سال های متمادی افراد باقی مانده که آلوده به مواد رادیواکتیو شده بودند به تدریج درپی سرطان های مختلف با درد و رنج فراوان از دنیا رفتند. بعد از این مرحله غیر انسانی از کاربرد فرمول اینشتین، دانشمندان راه مهار کردن بمب های اتمی را یافته و از آن پس نیروگاه های اتمی متکی بر پدیده شکست اتم های اورانیم- تبدیل بخشی از جرم آنها به انرژی- برای تولید الکتریسیته ساخته شد.

اتم های سنگین نظیر ایزوتوپ اورانیم ۲۳۵ و یا ایزوتوپ پلوتونیم ۲۳۹ در اثر ورود یک نوترون شکسته می شود و در اثر این شکست، ۲۰۰ میلیون الکترون ولت انرژی آزاد شده و دو تکه حاصل از شکست که اتم های سبک تر از اورانیم هستند تولید می شود. اتم های به وجود آمده درپی این شکست غالباً رادیواکتیو بوده و با نشر پرتوهای پر انرژی و خطرناک و با نیمه عمر نسبتاً طولانی در طی زمان تجزیه می شوند. این پدیده را شکست اتم ها (Fision) گویند که بر روی اتم های بسیار سنگین اتفاق می افتد. در این فرایند همراه با شکست اتم، تعدادی نوترون به وجود می آید که می تواند اتم های دیگر را بشکند، لذا باید نوترون های اضافی را از درون راکتور خارج کرد و این کار به کمک میله های کنترل کننده در داخل راکتور انجام می گیرد و این عمل را مهار کردن راکتور گویند که مانع از انفجار زنجیره ای اتم های اورانیم می گردد.

از آغاز نیمه دوم قرن بیستم ساخت نیروگاه های اتمی یا برای تولید الکتریسیته و یا برای تولید رادیو عنصر پلوتونیم که در بمب اتم و هیدروژنی کاربرد دارد، شروع شد و ساخت این نیروگاه ها تا قبل از حوادث مهمی نظیر تری میل آیلند در آمریکا در سال

۱۹۷۹ میلادی و چرنوبیل در اتحاد جماهیر شوروی سابق در سال ۱۹۸۶ همچنان ادامه داشت وتعداد نیروگاه های اتمی تا سال ۱۹۹۰ میلادی از رقم ۴۳۷ تجاوز می کرد. بعد از این دو حادثه مهم تا مدتی ساخت نیروگاه ها متوقف شد. در سال ۱۹۹۰ مقدار انرژی تولید شده در نیروگاه های صنعتی جهان از مرز ۳۰۰ هزار مگاوات تجاوز می کرد.

ولی متاسفانه در سال های اخیر گویا حوادث فوق فرام

وش شده و گفت وگو درباره تاسیس نیروگاه های اتمی جدید بین دولت ها و صنعتگران از یکسو و دانشمندان و مدافعان محیط زیست آغاز شده است. بدیهی است اغلب دانشمندان و مدافعان محیط زیست مخالف با این روش تولید انرژی هستند و محاسبات آنها نشان می دهد که اگر قرار باشد تمام جهانیان از نیروگاه اتمی استفاده کنند، از یکسو احتمالاً تولید پلوتونیم از کنترل آژانس جهانی کنترل انرژی هسته ای خارج خواهد شد و امکان دارد هر دیکتاتور غیرمعقول و ناآشنا با مفاهیم علمی تعادل محیط زیست، دارای این سلاح خطرناک شود. از سوی دیگر افزایش مواد زاید این نیروگاه ها که غالباً رادیوایزوتوپ های سزیم ۱۳۷ و استرانسیم ۹۰ و پلوتونیم ۲۳۹ است، سیاره زمین را مبدل به جهنمی غیر قابل سکونت خواهد کرد.

با وجود این، اخیراً ایالات متحده آمریکا مسائل فوق را فراموش کرده و برنامه ساخت نیروگاه های اتمی را مورد مطالعه قرار داده است. در کشورهای اروپایی نیز صنایع مربوطه و به ویژه شرکت های تولیدکننده برق دولت های متبوع خود را برای تاسیس نیروگاه های اتمی تحت فشار قرار داده اند. ولی خوشبختانه در این کشورها با مقاومت شدید مدافعان محیط زیست روبه رو شده اند. اما در کشورهای آسیایی، در حال حاضر ۲۲ نیروگاه اتمی در دست ساخت است (تایوان ۲- چین ۴- هندوستان-۸ کره جنوبی ۲- ژاپن ۳- کره شمالی ۱- ایران ۲) و در کشورهای کمونیستی سابق ده نیروگاه در حال ساخت است (اوکـراین ۴- روسیه ۳- اسلواکی ۲- رومانی ۱(

مواد زاید نیروگاه های موجود و در حال بهره برداری از ۳۰۰ هزار تن در سال تجاوز می کند و تا سال ۲۰۲۰ که ۳۳ نیروگاه در حال ساخت کنونی است به بهره برداری خواهند رسید، مواد زاید رادیواکتیو و خطرناک از مرز ۵۰۰ هزار تن در سال تجاوز خواهد کرد. (مجله کوریه اینترناسیونال ۱۷-۱۱ دسامبر ۲۰۰۳ صفحه ۱۲) اگر اروپایی ها و آمریکا و کانادا نیز ساخت نیروگاه های اتمی را شروع کنند، مواد زاید و رادیواکتیو جهان از حد میلیون تن در سال تجاوز خواهد کرد. باید توجه داشت که برای از بین رفتن ۹۹ درصد رادیو اکتیویته این مواد باید حداقل ۳۰۰ سال صبر کرد.

-۴ نیروگاه متکی بر پدیده پیوست اتم ها: از اواسط قرن بیستم دانشمندان با جدیت فراوان مشغول پژوهش و آزمایش بر روی پدیده پیوست اتم های سبک هستند. در آغاز نیمه دوم قرن بیستم کشورهای غربی (آمریکا، فرانسه و انگلستان و;) و اتحاد جماهیر شوروی، از این پدیده برای مصارف نظامی و تولید بمب هیدروژنی استفاده کرده و به علت ارزان بودن فرآورده های نفتی، کشورهای پیشرفته کمک مالی چندانی به دانشمندان برای یافتن وسیله کنترل بمب هیدروژنی نکردند و اکنون که قسمت اعظم ذخایر نفت و گاز مصرف شده، به فکر ساخت نیروگاهی براساس پدیده پیوست اتم ها افتاده اند که در آغاز به آن اشاره شد و در زیر اصول آن تشریح می شود.

الف) بمب هیدروژنی: بمب هیدروژنی در واقع یک بمب اتمی است که در مرکز آن ایزوتوپ های سنگین هیدروژن (دوتریم D و تریسیم T و یا فلز بسیار سبک لیتیم Li) را قرار داده اند. بمب اتمی به عنوان چاشنی شروع کننده واکنش است. با انفجار بمب اتمی دمایی معادل ده ها میلیون درجه (K10000000) در مرکز توده سوخت ایجاد می شود، همین دمای بالا سبب تحریک اتم های سبک شده و آنها را با هم گداخت می دهد. در اثر گداخت

و یا در واقع پیوست اتم های سبک با یکدیگر انرژی بسیار زیادی تولید می شود. این است که در موقع انفجار بمب هیدروژنی دو قارچ مشاهده می شود، قارچ اول مربوط به شکست اتم های اورانیم یا پلوتونیم است و قارچ دوم مربوط به پدیده پیوست اتم های سبک با یکد

یگر است که به مراتب از قارچ اول بزرگ تر و مخرب تر است. واکنشی که در خورشید اتفاق می افتد نتیجه پیوست اتم های هیدروژن با یکدیگر است، دمای درونی خورشیدها میلیون درجه است. (دمای سطح خورشید ۶۰۰۰ درجه است(.

در مرکز خورشید از پیوست اتم های هیدروژن معمولی ایزوتوپ های دوتریم و تریسیم تولید می شود و سپس این ایزوتوپ به هم پیوسته شده و هسته اتم هلیم را به وجود می آ و

رند. این واکنش ها انرژی زا هستند و در اثر واکنش اخیر ۶/۱۷میلیون الکترون ولت انرژی تولید می شود. و این واکنش ها همراه انفجار وحشتناک و مهیبی است که همواره در درون خورشید به طور زنجیره ای ادامه دارد و دلیل اینکه خورشید از هم متلاشی نمی شود اثر نیروی گرانشی بر روی جرم بی نهایت زیاد درون خورشید است. وقتی که ذخیره هیدروژن خورشید تمام شود، زمان مرگ خورشید فرا می رسد (البته در ۵ تا ۶ میلیارد سال دیگر.(

در مقایسه نسبی اوزان، در پدیده پیوست ۴ برابر انرژی بیشتر از پدیده شکست اتم های اورانیوم تولید می شود.

ب (نیروگاه متکی بر پدیده پیوست: در این پدیده همانطور که گفته شد اتم های سبک با یکدیگر پیوست حاصل کرده و اتمی سنگین تر از خود به وجود می آورند، در واقع همان واکنشی است که در خورشید اتفاق می افتد ولی باید شرایط ایجاد آن را بدون کاربرد بمب اتمی به وجود آورد و به ویژه باید آن را تحت کنترل درآورد. از دهه ۱۹۵۰ تاکنون دانشمندان سعی در به وجود آوردن دمایی در حدود میلیون درجه کرده تا واکنش پیوست را به نحو متوالی در این دما نگه دارند، دستگاهی که برای این کار ساخته اند توکاماک Tokamak نام دارد. تاکنون در آزمایشگاه ها توانسته اند به مدت حداکثر ۴ دقیقه این واکنش را ایجاد و کنترل کنند. در این دستگاه که در شکل نمایش داده شده است، میدان مغناطیسی بسیار شدیدی ایجاد کرده و شدت جریان الکتریکی در حدود ۱۵ میلیون آمپر از آن عبور می کند (برق منزل شما ۳۰ تا حداکثر ۹۰ آمپر است). در مرکز این دستگاه اتم های سبک در اثر میدان مغناطیسی و الکتریکی، حالت پلاسما را خواهند داشت. (در روی زمین ما سه حالت از ماده را می شناسیم: جامد، مایع و بخار، ولی در داخل ستارگان یا خورشید ماده به صورت پلاسما است، یعنی در این حالت هسته اتم ها در دریایی از الکترون ها غرق اند.) در چنین حالتی اتم های سبک آنقدر تحریک و نزدیک به هم شده اند که در هم نفوذ می کنند و اتم جدیدی که هلیم است به وجود می آید. (ستارگان بسیار حجیم تر از خورشید دمای درونی بیش صدها میلیون و یا حتی میلیارد درجه است و در آنها اتم های سنگین تر نظیر کربن، ازت و اکسیژن با هم پیوست می کنند و عناصری مانند سلیسیم و گوگرد و; را به وجود می آورند .
۱-

ساختار نیروگاه های اتمی جهان
برحسب نظریه اتمی عنصر عبارت است از یک جسم خالص ساده که با روش های شیمیایی نمی توان آن را تفکیک کرد. از ترکیب عناصر با یکدیگر اجسام مرکب به وجود می آیند. تعداد عناصر شناخته شده در طبیعت حدود ۹۲ عنصر است.

هیدروژن اولین و ساده ترین عنصر و پس از آن هلیم، کربن، ازت، اکسیژن و; فلزات روی، مس، آهن، نیکل و; و بالاخره آخرین عنصر طبیعی به شماره ۹۲، عنصر اورانیوم است. بشر توانسته است به طور مصنوعی و به کمک واکنش های هسته ای در راکتورهای اتمی و یا به کمک شتاب دهنده های قوی بیش از ۲۰ عنصر دیگر بسازد که تمام آن ها ناپایدارند و عمر کوتاه دارند و به سرعت با انتشار پرتوهایی تخریب می شوند. اتم های یک عنصر از اجتماع ذرات بنیادی به نام پرتون، نوترون و الکترون تشکیل یافته اند. پروتون بار مثبت و الکترون بار منفی و نوترون فاقد بار است.

تعداد پروتون ها نام و محل قرار گرفتن عنصر را در جدول تناوبی (جدول مندلیف) مشخص می کند. اتم هیدروژن یک پروتون دارد و در خانه شماره ۱ جدول و اتم هلیم در خانه شماره ۲، اتم سدیم در خانه شماره ۱۱ و; و اتم اورانیوم در خانه شماره ۹۲ قرار دارد. یعنی دارای ۹۲ پروتون است.

ایزوتوپ های اورانیوم

تعداد نوترون ها در اتم های مختلف یک عنصر همواره یکسان نیست که برای مشخص کردن آنها از کلمه ایزوتوپ استفاده می شود. بنابراین اتم های مختلف یک عنصر را ایزوتوپ می گویند. مثلاً عنصر هیدروژن سه ایزوتوپ دارد: هیدروژن معمولی که فقط یک پروتون دارد و فاقد نوترون است. هیدروژن سنگین یک پروتون و یک نوترون دارد که به آن دوتریم گویند و نهایتاً تریتیم که از دو نوترون و یک پروتون تشکیل شده و ناپایدار است و طی زمان تجزیه می شود.

ایزوتوپ سنگین هیدروژن یعنی دوتریم در نیروگاه های اتمی کاربرد دارد و از الکترولیز آب به دست می آید. در جنگ دوم جهانی آلمانی ها برای ساختن نیروگاه اتمی و تهیه بمب اتمی در سوئد و نروژ مقادیر بسیار زیادی آب سنگین تهیه کرده بودند که انگلیسی ها متوجه منظور آلمانی ها شده و مخازن و دستگاه های الکترولیز آنها را نابود کردند.

غالب عناصر ایزوتوپ دارند از آن جمله عنصر اورانیوم، چهار ایزوتوپ دارد که فقط دو ایزوتوپ آن به علت داشتن نیمه عمر نسبتاً بالا در طبیعت و در سنگ معدن یافت می شوند. این دو ایزوتوپ عبارتند از اورانیوم ۲۳۵ و اورانیوم ۲۳۸ که در هر دو ۹۲ پروتون وجود دارد ولی اولی ۱۴۳ و دومی ۱۴۶ نوترون دارد. اختلاف این دو فقط وجود ۳ نوترون اضافی در ایزوتوپ سنگین ست ولی از نظر خواص شیمیایی این دو ایزوتوپ کاملاً یکسان هستند و برای جداسازی آنها از یکدیگر حتماً باید از خواص فیزیکی آنها یعنی اختلاف جرم ایزوتوپ ها استفاده کرد. ایزوتوپ اورانیوم ۲۳۵ شکست پذیر است و در نیروگاه های اتمی از این خاصیت استفاده می شود و حرارت ایجاد شده در اثر این شکست را تبدیل به انرژی الکتریکی می نمایند. در واقع ورود یک نوترون به درون هسته این اتم سبب شکست آن شده و به ازای هر اتم شکسته شده ۲۰۰ میلیون الکترون ولت انرژی و دو تکه شکست و تعدادی نوترون حاصل می شود که می توانند اتم

های دیگر را بشکنند. بنابراین در برخی از نیروگاه ها ترجیح می دهند تا حدی این ایزوتوپ را در مخلوط طبیعی دو ایزوتوپ غنی کنند و بدین ترتیب مسئله غنی سازی اورانیوم مطرح می شود.

ساختار نیروگاه اتمی

به طور خلاصه چگونگی کارکرد نیروگاه های اتمی را بیان کرده و ساختمان درونی آنها را مورد بررسی قرار می دهیم.

طی سال های گذشته اغلب کشورها به استفاده از این نوع انرژی هسته ای تمایل داشتند و حتی دولت ایران ۱۵ نیروگاه اتمی به کشورهای آمریکا، فرانسه و آلمان سفارش داده بود. ولی خوشبختانه بعد از وقوع دو حادثه مهم تری میل آیلند (Three Mile Island) در ۲۸ مارس ۱۹۷۹ و فاجعه چرنوبیل (Tchernobyl) در روسیه در ۲۶ آوریل ۱۹۸۶، نظر افکار عمومی نسبت به کاربرد اتم برای تولید انرژی تغییر کرد و ترس و وحشت از جنگ اتمی و به خصوص امکان تهیه بمب اتمی در جهان سوم، کشورهای غربی را موقتاً مجبور به تجدیدنظر در برنامه های اتمی خود کرد.

نیروگاه اتمی در واقع یک بمب اتمی است که به کمک میله های مهارکننده و خروج دمای درونی به وسیله مواد خنک کننده مثل آب و گاز، تحت کنترل درآمده است. اگر روزی این میله ها و یا پمپ های انتقال دهنده مواد خنک کننده وظیفه خود را درست انجام ندهند، سوانح متعددی به وجود می آید و حتی ممکن است نیروگاه نیز منفجر شود، مانند فاجعه نیروگاه چرنوبیل شوروی. یک نیروگاه اتمی متشکل از مواد مختلفی است که همه آنها نقش اساسی و مهم در تعادل و ادامه حیات آن را دارند. این مواد عبارت اند از:

-۱ ماده سوخت متشکل از اورانیوم طبیعی، اورانیوم غنی شده، اورانیوم و پلوتونیم است.

عمل سوختن اورانیوم در داخل نیروگاه اتمی متفاوت از سوختن زغال یا هر نوع سوخت فسیلی دیگر است. در این پدیده با ورود یک نوترون کم انرژی به داخل هسته ایزوتوپ اورانیوم ۲۳۵ عمل شکست انجام می گیرد و انرژی فراوانی تولید می کند. بعد از ورود نوترون به درون هسته اتم، ناپایداری در هسته به وجود آمده و بعد از لحظه بسیار کوتاهی هسته اتم شکسته شده و تبدیل به دوتکه شکست و تعدادی نوترون می شود. تعداد متوسط نوترون ها به ازای هر ۱۰۰ اتم شکسته شده ۲۴۷ عدد است و این نوترون ها اتم های دیگر را می شکنند و اگر کنترلی در مهار کردن تعداد آنها نباشد واکنش شکست در داخل توده اورانیوم به صورت زنجیره ای انجام می شود که در زمانی بسیار کوتاه منجر به انفجار شدیدی خواهد شد.

در واقع ورود نوترون به درون هسته اتم اورانیوم و شکسته شدن آن توام با انتشار انرژی معادل با ۲۰۰ میلیون الکترون ولت است این مقدار انرژی در سطح اتمی بسیار ناچیز ولی در مورد یک گرم از اورانیوم در حدود صدها هزار مگاوات است. که اگر

به صورت زنجیره ای انجام شود، در کمتر از هزارم ثانیه مشابه بمب اتمی عمل خواهد کرد. اما اگر تعداد شکست ها را در توده اورانیوم و طی زمان محدود کرده به نحوی که به ازای هر شکست، اتم بعدی شکست حاصل کند شرایط یک نیروگاه اتمی به وجود می آید. به عنوان مثال نیروگاهی که دارای ۱۰ تن اورانیوم طبیعی است قدرتی معادل با ۱۰۰ مگاوات خواهد داشت و به طور متوسط ۱۰۵ گرم اورانیوم ۲۳۵ در روز در این نیروگاه شکسته می شود و همان طور که قبلاً گفته شد در اثر جذب نوترون به وسیله ایزوتوپ اورانیوم ۲۳۸ اورانیوم ۲۳۹ به وجود می آمد که بعد از دو بار انتشار پرتوهای بتا (یا الکترون) به پلوتونیم ۲۳۹ تبدیل می

شود که خود مانند اورانیوم ۲۳۵ شکست پذیر است. در این عمل ۷۰ گرم پلوتونیم حاصل می شود. ولی اگر نیروگاه سورژنراتور باشد و تعداد نوترون های موجود در

نیروگاه زیاد باشند مقدار جذب به مراتب بیشتر از این خواهد بودو مقدار پلوتونیم های به وجود آمده از مقدار آنهایی که شکسته می شوند بیشتر خواهند بود. در چنین حالتی بعد از پیاده کردن میله های سوخت می توان پلوتونیم به وجود آمده را از اورانیوم و فرآورده های شکست را به کمک واکنش های شیمیایی بسیار ساده جدا و به منظور تهیه بمب اتمی ذخیره کرد.

۲ – نرم کننده ها موادی هستند که برخورد نوترون های حاصل از شکست با آنها الزامی است و برای کم کردن انرژی این نوترون ها به کار می روند. زیرا احتمال واکنش شکست پی در پی به ازای نوترون های کم انرژی بیشتر می شود. آب سنگین (D2O) یا زغال سنگ (گرافیت) به عنوان نرم کننده نوترون به کار برده می شوند.

۳- میله های مهارکننده: این میله

ها از مواد جاذب نوترون درست شده اند و وجود آنها در داخل رآکتور اتمی الزامی است و مانع افزایش ناگهانی تعداد نوترون ها در قلب رآکتور می شوند. اگر این میله ها کار اصلی خود را انجام ندهند، در زمانی کمتر از چند هزارم ثانیه قدرت رآکتور چند برابر شده و حالت انفجاری یا دیورژانس رآکتور پیش می آید. این میله ها می توانند از جنس عنصر کادمیم و یا بور باشند.

-۴ مواد خنک کننده یا انتقال دهنده انرژی حرارتی: این مواد انرژی حاصل از شکست اورانیوم را به خارج از رآکتور انتقال داده و توربین های مولد برق را به حرکت در می آورند و پس از خنک شدن مجدداً به داخل رآکتور برمی گردند. البته مواد در مدار بسته و محدودی عمل می کنند و با خارج از محیط رآکتور تماسی ندارند. این مواد می توانند از CO2 ، آب، آب سنگین، هلیم گازی و یا سدیم مذاب باشند.

غنی سازی اورانیم

سنگ معدن اورانیوم موجود در طبیعت از دو ایزوتوپ ۲۳۵ به مقدار ۷/۰ درصد و اورانیوم ۲۳۸ به مقدار ۳/۹۹ درصد تشکیل شده است. سنگ معدن را ابتدا در اسید حل کرده و بعد از تخلیص فلز، اورانیوم را به صورت ترکیب با اتم فلئور (F) و به صورت مولکول اورانیوم هکزا فلوراید UF6 تبدیل می کنند که به حالت گازی است. سرعت متوسط مولکول های گازی با جرم مولکولی گاز نسبت عکس دارد این پدیده را گراهان در سال ۱۸۶۴ کشف کرد. از این پدیده که به نام دیفوزیون گازی مشهور است برای غنی سازی اورانیوم استفاده می کنند.در عمل اورانیوم هکزا فلوراید طبیعی گازی شکل را از ستون هایی که جدار آنها از اجسام متخلخل (خلل و فرج دار) درست شده است عبور می دهند. منافذ موجود در جسم متخلخل باید قدری بیشتر از شعاع اتمی یعنی در حدود ۵/۲ انگشترم (۰۰۰۰۰۰۰۲۵/۰ سانتیمتر) باشد. ضریب جداسازی متناسب با اختلاف جرم مولکول ها است.روش غنی سازی اورانیوم تقریباً مطابق همین اصولی است که در اینجا گفته شد. با وجود این می توان به خوبی حدس زد که پرخرج ترین مرحله تهیه سوخت اتمی همین مرحله غنی سازی ایزوتوپ ها است زیرا از هر هزاران کیلو سنگ معدن اورانیوم ۱۴۰ کیلوگرم اورانیوم طبیعی به دست می آید که فقط یک کیلوگرم اورانیوم ۲۳۵ خالص در آن وجود دارد. برای تهیه و تغلیظ اورانیوم تا حد ۵ درصد حداقل ۲۰۰۰ برج از اجسام خلل و فرج دار با ابعاد نسبتاً بزرگ و پی درپی لازم است تا نسبت ایزوتوپ ها تا از برخی به برج دیگر به مقدار ۰۱/۰ درصد تغییر پیدا کند. در نهایت موقعی که نسبت اورانیوم ۲۳۵ به اورانیوم ۲۳۸ به ۵ درصد رسید باید برای تخلیص کامل از سانتریفوژهای بسیار قوی استفاده نمود. برای ساختن نیروگاه اتمی، اورانیوم طبیعی و یا اورانیوم غنی شده بین ۱ تا ۵ درصد کافی است. ولی برای تهیه بمب اتمی حداقل ۵ تا ۶ کیلوگرم اورانیوم ۲۳۵ صددرصد خالص نیاز است.

عملا در صنایع نظامی از این روش استفاده نمی شود و بمب های اتمی را از پلوتونیوم ۲۳۹ که سنتز و تخلیص شیمیایی آن بسیار ساده تر است تهیه می کنند. عنصر اخیر را در نیروگاه های بسیار قوی می سازند که تعداد نوترون های موجود در آنها از صدها هزار میلیارد نوترون در ثانیه در سانتیمتر مربع تجاوز می کند. عملاً کلیه بمب های اتمی موجود در زراد خان به صورت زیر است: ایزوتوپ های اورانیوم ۲۳۸ شکست پذیر نیستند ولی جاذب نوترون کم انرژی (نوترون حرارتی هستند. تعدادی از نوترون های حاصل از شکست اورانیوم ۲۳۵ را جذب می کنند و تبدیل به اورانیوم ۲۳۹ می شوند. این ایزوتوپ از اورانیوم بسیار ناپایدار است در کمتر از ده ساعت تمام اتم های به وجود آمده تخریب می شوند. در درون هسته پایدار اورانیوم ۲۳۹ یکی از نوترون ها خودبه خود به پروتون و یک الکترون تبدیل می شود.بنابراین تعداد پروتون ها یکی اضافه شده و عنصر جدید را که ۹۳ پروتون دارد نپتونیم می ن

امند که این عنصر نیز ناپایدار است و یکی از نوترون های آن خود به خود به پروتون تبدیل می شود و در نتیجه به تعداد پروتون ها یکی اضافه شده و عنصر جدید که ۹۴ پروتون دارد را پلوتونیم می نامند. این تجربه طی چندین روز انجام می گیرد.

سیستمهای توزیع

ایمنی کلید فناوری کلیدخانه (Switch gear) است.
کمپانی ABB اخیرا ساخت AX1 یک محصول کلیدخانه ولتاژ متوسط جدید عرضه کرده است. این فناوری خصیصه ساختمانی منحصر به فردی را داشته و چندین مفهوم در طراحی آن به کار گرفته شده است.
AX1کلیدخانه جدید عایقبندی در برابر هوا و ولتاژ متوسط ABB بر مبنای فلسفه ایمنی ساخته شده که بر مبنای آن فضای کامل ولتاژ قوی برای چندین ورودی و تغذیه کننده مکعبی و یک حصار فلزی پیش بینی شده که امکان برخورد انسانی در شرایط سرویس را پیش نمیآورد. در جهت ارتقای ایمنی و مقابله با خطرات رودرروی انسانی و کاهش زمان برپاسازی دوباره در شرایط خرابی دستگاهی به نام ”حذفکننده آرک – Arc Eliminator “ ساخته ، امتحان و به کار برده شده است. مشخصه های نوآورانه دیگر نظیر مشاهده گری کامل و اتصالات سیم پیچها با کنتاکت جهشی نیز ایمنی AX1 را بالاتر برده است.
محصولAX1 در لودویکا ساخته شده که بزرگترین مرکز سازنده دستگاههای فشارقوی در دنیاست و آن را به مطلوبترین مکان برای توسعه بعدی AX1 بدل گردانده است. کارخانه AX1 شکل یکپارچه دارد و بخشهای تولید و اداری در کنار هم قرار دارند. این امر سبب می شود مبادله اطلاعات قابل اتکای بین بخشهای اداری و تولیدی به سرعت میسر شود.

فضای کوچک،ایمنی بالا

به خاطر اندازه کوچک و ایمنی بالای این دستگاه نصب پانلهای AX1 برای فضاهای کوچکی که نیازمند ایمنی بالا هستند ، بسیار مطلوب است. به دلیل پویا بودن آرک حفاظتی AX1 ،افزایش خطرناک فشار هیچگاه امکان شکلگیری پیدا نمیکند و اگر باز شدن درونی آرک کلیدخانه رخ دهد گازهای مضّر امکان انتشار ندارند. بنابراین به فضایی برای زدایش کمپرس گاز و آتش نیاز نیست زیرا حذف کننده های سریع آرک (قوس) در AX1به سرعت بسیار بالایی از هر گسست احتمالی ناشی از صدمات جلوگیری می کند. مشخصه دیگری که فضای موردنیاز AX1 را کوچکتر می کند درهای کشویی آن است که هیچ فضایی را در راهروی عملیاتی اشغال نمی کند.
تگنر Tegner در شهر واستراس ـ سوئد نمونه خوبی از تعبیه AX1در ف

ضایی بسیار کوچک است. در زیرزمین یک ساختمان چندین کارخانه AX1 نصب شده است . یکی از آنها شامل یک AX1 با ۱+۶ پانل است که در یک سوراخی به اندازه شش مترمربع جاسازی شده است. در نبود فضا ، پانل حایل روی دیوار مقابل پانلهای AX1 تعبیه شده است. این نمونه نشان میدهد که AX1در فضاهای کوچک چه برتریهایی دارد و ساختمان جمع و جور آن و عدم نیاز به فضای مربوط به زدایش کمپرس از آن جمله است.
یک نمونه دیگر از خصوصیات منحصر به فرد AX1 در شهر مالمبرگت در شمال سوئد دیده میشود دستگاه در جایی ۱۰۰۰ متر زیر سطح محیط موردنیاز برای کارگران معدن و تجهیزات مکانیکی و برقی معادن نصب شده است. در یک معدن به دستگاه حفاری پیوسته نیاز وجود دارد که سنگها را بشکافد. بزودی کابل مربوطه بسیار طولانی شده و کلیدخانه باید جابهجا شود. این کار معمولا پر دردسر و پرهزینه است. بنابراین به راهحلی جابهجاپذیر نیاز وجود دارد که بتوان آن را به سرعت، راحت و هماهنگ با فرایند معدن کاری جابهجا کرد. در این جاست که دستگاههای جمع و جور خاصیت خود را نشان میدهند. از آنجا که در مکعبی AX1 هنگام باز شدن به طور عمودی فشار داده میشود به فضای اضافی در جلوی پانلها نیازی نیست و جا برای مانور موردنیاز وجود دارد. یک مشخصه حیاتی دیگر AX1حذف قوس ( Arc) آن اس

ت که وجود یک سیستم رهاسازی فشار را غیرلازم میکند و این امری مهم در ایمنی کارگرانی است که در معادن کار میکنند.

کاربردهای دیگر

طراحی جمع و جور AX1 آن را برای سکوهای نفتی و گازی مطلوب میسازد . پانلهای AX1 از آلومینیوم ساخته شده و آن را سبک میکند. تجهیزات مخصوص دستگاههای دریایی با تنشهایی روبرو میشوند که در شرایط عادی و در روی زمین با آن مواجه نمیشوند. حرکت مقتدرانه امواج، ارتعاش و خوردگی به دلیل فضای آلوده به نمک از آن جمله است. برای اطمینان تأثیرپذیری AX1 در سختترین شرایط AX1به شکلی شدید برای سازگاری با نیازهای IEC و UL مورد آزمایش قرار گرفته است.
در کاناری وارف دوکلندز لندن نیز دستگاهای AX1 نصب شده است. در یک ساختمان بانکی برای HSBC سه کلیدخانه AX1 نصب شده است . دو دستگاه در پایین ساختمان که هر کدام ۲۱ پانل AX1 دارند. سومی با هشت پانل در طبقه هفتم تع

طراحی AX1

به دلیل شکل لولهای، ابعاد به شکلی اساسی کوچک شده است. اخیرا در مقایسه با دستگاههای مشابه در بازار AX1 به عنوان کوچکترین آنها شناخته شده است. این اندازه کوچک به معنای آن است که AX1میتواند به راحتی در یک کانتینر استاندارد ۳/۷ متر قرار گیرد. گذشته از صرفهجویی در فضا، کار نصب نیز آسانتر میشود،زیرا این دستگاه به طور یکپارچه و مونتاژ شده در کانتینر قرار میگیرد و در مکان نصب، تنها کار، اتصال کابلها است. این دستگاه با شکل خود تصمین کننده طراحی بهینه و قوی پانلهاست.
میدانهای همنواختی – الکتریکی دور میله جریان وجود دارد که آن را برای سازگارسازی و به کارگیری مرحله به مرحله کوتاه ایمن میسازد. بین فازها همواره پتانسیل زمینی وجود دارد که ریسک گریپاژ جریان را به حداقل میرساند. به عایقهای سدکننده بین فازها نیازی نیست (یا بین فاز و زمین)و میله جریان اصولا نیازی به عایقکاری ندارد. همچنین میله جریان به اتصالات فنری سیم پیچهای منحصر به فرد خود، کار الحاق پانلها به یکدیگر را ساده تر میکند.
این شکل AX1 است که استفاده از آن را به عنوان یک تکنیک اتصال به فنرهای Helicon بدون چفت میسر کرده است. اتصالات فنری سیمپیچ در تمام نقاط ارتباط مدار اصلی به کار گرفته میشود که در سیستم میله جریان بین پانلها قابل پیادهسازی ـ و یا در اتصالات بالاتر یا پایینتر و دستگاههای کابلهای ارتباطی ـ است . این تکنیک اتصالات فنری سیمپیچ در نقاط قابل جابجایی انتقال جریان داخل دستگاههای سوئیچ مورد استفاده قرار میگیرد. اگرچه این تکنیک منحصر به AX1 نیست اما صناعت و تکنیکی است که امتیاز آن را ABB دارد و برای مدارشکنهای ف

شارقوی و کلیدخانههای GIS در ۲۰ سال اخیر به کار گرفته شده است.
تکنیکهای جدید اندازهگیری که در AX1 به کار گرفته شده به مفهوم آن است که جریان با سیمپیچ روگوسکی Rogowski اندازهگیری میشود. این سیمپیچ از گونهای حلقوی است که روی بدنهای از مواد غیرمغناطیسی پیچیده شده است و درجه حرارتش ثابت است. این دستگاه قادر به اندازهگیری جریان چند آمپر تا جریان مدار ـ کوتاه است و اندازهگیری دقیق اُفت فشار قوی را به عنوان وسیلهای ساده برای وارسی پوشش کنتاکت مدارشکن نیز انجام میدهد. هر سنسور مورد آزمایش قرار میگیرد و خطاها به شکل فاکتور اصلاحی برای رایانه پانل تصحیح می شود بنابراین دقت اندازهگیری آن بالاست.