परमाणु ऊर्जा संयंत्र को पुनः आरंभ करने में इतना समय क्यों लगता है?


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मैंने एक दो बार सुना है कि एक ऑपरेटिंग परमाणु ऊर्जा संयंत्र को बंद कर दिया गया था (गैर-आपातकालीन; जैसे नियमित जांच के लिए) फिर से चलने के लिए 24 घंटे (72 घंटे तक) की आवश्यकता होती है।

इसमें इतना समय क्यों लगता है?


उपवास पर जाओ और पूरी बात बूम हो जाती है।
शाफ़्ट

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उस प्रश्न को चारों ओर मोड़ते हुए, यह पूछने के लिए वैध है कि "वे इतनी जल्दी परमाणु ऊर्जा संयंत्र को फिर से कैसे शुरू कर सकते हैं?" रिएक्टर या किसी भी जनरेटर को शुरू करने के लिए विभिन्न प्रक्रियाओं और जांचों के बारे में सोचने में कुछ समय बिताना चाहिए। फिर स्टार्टअप प्रक्रिया के भीतर कुछ और विशिष्ट के बारे में पूछने के लिए अपने प्रश्न पर ध्यान केंद्रित करें।

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@ GlenH7 यदि आप प्रश्न को चारों ओर मोड़ना चाहते हैं, तो बेझिझक एक और प्रश्न शुरू करें। मुझे नहीं लगता कि मुझे अपना प्रश्न बदलना होगा क्योंकि मुझे दो बहुत अच्छे उत्तर मिले हैं। दोनों ने मुझे वही बताया जो मैं जानना चाहता था।
मार्टिन थोमा

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ध्यान देने वाली एक बात यह है कि जब बिजली स्टेशनों को फिर से शुरू करने की बात आती है, तो यह वास्तव में काफी तेज है। एक स्थानीय पावर स्टेशन (कोयला / गैस) जो मुझे दौरे के लिए मिला, उनका सुझाव है कि उन्हें अपने स्टीम टर्बाइन को स्पिन करने के लिए एक पूरा सप्ताह पसंद है, टरबाइन को गर्म करने के लिए समान रूप से गर्म होने से पहले वे वास्तव में बिजली पैदा करना शुरू करते हैं। वे कम से कम इस तरह पहनते हैं।
कॉर्ट अमोन -

ध्यान दें कि अधिकांश बड़ी प्रणालियां वास्तव में पुनः आरंभ करने में बहुत लंबा समय लेती हैं - एक सामान्य स्टील मिल में लगभग एक सप्ताह लगता है (यदि इसे ठीक से बंद किया गया हो), बड़े स्टीम लोकोमोटिव (प्रासंगिक क्योंकि आधुनिक पावर प्लांट भी स्टीम इंजन हैं) में कुछ घंटे लगते हैं और कभी-कभी आवश्यकता होती है आरंभ करने के लिए एक बाहरी भाप स्रोत (कुछ आधुनिक जेटप्लेन के समान)। सुरक्षा, कच्चे आकार, भाप इंजन की जटिलताएं, इंटरऑपरेटिंग सिस्टम की संख्या - ये सभी एक परमाणु संयंत्र में असाधारण रूप से महत्वपूर्ण हैं।
लुआण

जवाबों:


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जब एक रिएक्टर बंद हो जाता है तो कोर बहुत कम गर्मी पैदा करता है, लेकिन वे अभी भी एक तंत्र के माध्यम से गर्मी का उत्पादन करते हैं जिसे क्षय ताप कहा जाता है । तथ्य यह है कि कोर कम गर्मी का उत्पादन कर रहा है इसका मतलब है कि शीतलक तापमान ड्रॉप करने जा रहा है, लेकिन कितनी दूर तापमान की गिरावट क्षय गर्मी पीढ़ी दर पर निर्भर करती है। यह बदले में ऑपरेटिंग इतिहास पर आधारित है, या जिस संयंत्र पर शटडाउन से पहले परिचालन कर रहा था। यह वाणिज्यिक पौधों के लिए बड़ा हो सकता है, क्योंकि वे आम तौर पर या बहुत निकट क्षमता पर काम करते हैं और बिजली कंपनियां ग्रिड क्षमता को संशोधित करने के लिए कोयले या प्राकृतिक गैस संयंत्रों को ऊपर और नीचे लाती हैं। एक दिन के बाद क्षय ताप बिजली के इतिहास का लगभग आधा प्रतिशत है, जो कि क्षमता पर काम कर रहे 500 मेगावाट संयंत्र के लिए है, जिसका अर्थ है कि क्षय ताप 2.5 मेगावाट हो सकता है।

इसलिए, यदि एक संक्षिप्त शटडाउन है, तो क्षय ताप उत्पादन दर इतनी अधिक है कि प्राथमिक संयंत्र गर्म रहता है और इस प्रकार वे सामान्य रूप से बहुत जल्दी "जल्दी" शुरू कर सकते हैं। मैं कहता हूं कि "जल्दी" क्योंकि, पौधे का प्राथमिक (रेडियोधर्मी पक्ष) अभी भी गर्म हो सकता है, माध्यमिक भाप संयंत्र को संभवतः ठंड लग गई होगी। द्वितीयक संयंत्र स्टार्टअप के लिए, बड़ी चिंताओं में से एक पाइपिंग में नमी का गठन है। यह तब होता है जब भाप (अपेक्षाकृत) ठंडे पाइप को छूती है। स्टीम प्लांट में नमी सभी प्रकार की भयानक चीजों का कारण बन सकती है, लेकिन मुख्य रूप से नुकसान टरबाइन ब्लेड्स की पाइपिंग और नमी के नुकसान में पानी के हथौड़ा से होता है

रिकॉर्ड के लिए: मुझे यह पता है, क्योंकि मैं एक नौसेना था। नौसेना में मेरे कार्यकाल में, जहाज पर मैंने जो सबसे भयानक चीज देखी थी, वह भाप का पाइप था, शायद 18 इंच व्यास का, सचमुच हर पानी के झोंके के साथ 2-3 इंच उछल जाता है, यह जानकर कि अगर पाइप विफल हो गया, तो हर कोई engineroom शायद जिंदा पकाया जाएगा। ध्यान रखें कि, ऊपर दिए गए वीडियो में, भाप वायुमंडलीय दबाव या बहुत कम प्रवाह पर या उससे ऊपर होने की संभावना है और यह अभी भी हथौड़े से उस रेडिएटर पर किसी की धड़कन की तरह लगता है। वह पाइप संभवतः एक इंच या उससे कम व्यास का है।

कंडेनसेट जो बनता है जब भाप पाइप को छूती है तो पाइप के माध्यम से भाप प्रवाह में "प्रवेशित" हो जाती है। भाप पानी के इस प्लग को बहुत तेज़ गति से धक्का देती है, जैसे एक हथौड़ा (इसलिए "पानी का हथौड़ा"), टरबाइन ब्लेड को तोड़ने और पाइपिंग और विशेष रूप से पाइपिंग जोड़ों को नुकसान पहुंचाता है।

"नमी जाल" या " भाप जाल " नामक उपकरण हैं जो सामान्य ऑपरेशन के दौरान सिस्टम से नमी को हटाते हैं, लेकिन ठंडे संयंत्र स्टार्टअप पर गठित घनीभूत की मात्रा इतनी है कि नमी जाल को बनाए नहीं रख सकती है। यह, पानी के हथौड़ा और टरबाइन में नमी की अशुद्धि द्वारा प्रस्तुत खतरे के साथ संयुक्त का मतलब है कि भाप को भाप संयंत्र में बहुत, बहुत, बहुत धीरे से भर्ती कराया जाता है। प्लांट संचालकों को समय-समय पर कंडेनसेट को " उड़ाने " के लिए मैन्युअल रूप से संचालित भाप जाल के आसपास जाना पड़ता है । (नोट: उस वीडियो में स्टीम प्लांट भयावह है और मैं वहां काम नहीं करूंगा, लेकिन घनीभूत ध्वनि यह तब बनती है जब घनीभूत निकासी और भाप निकलने लगती है, ठीक उसी तरह जैसे मुझे यह याद आ रहा है)

इसलिए अब संक्षेप में: "त्वरित" (24-घंटे) स्टार्टअप आमतौर पर माध्यमिक भाप संयंत्र में नमी उत्पन्न करने के लिए सीमित है, जो भाप के ठंडे पाइप से संपर्क करने के कारण होता है।

प्राथमिक संयंत्र शुरू संभावित ज्यादा, बहुत लंबे समय तक लेने के लिए है। अमेरिका में अधिकांश (सभी?) रिएक्टरों पर पानी के रिएक्टरों को दबाया जाता है । इसका मतलब है कि, 2-3 बार (या अधिक!) होने के बावजूद, जिस तापमान पर पानी सामान्य रूप से उबलता है, प्राथमिक संयंत्र में पानी को अपने तरल रूप में रखने के लिए पर्याप्त दबाव होता है। यह बहुत अधिक दबाव है, और प्राथमिक संयंत्र में पाइपिंग में उस दबाव का सामना करने के लिए बहुत मोटी दीवारें हैं।

मोटी दीवारों का मतलब है कि पाइप के अंदर "गर्म" होने की संभावना है, जबकि पाइप के बाहर "ठंडा" है। ये सापेक्ष शब्द हैं; सब कुछ गर्म है।

प्राथमिक पौधे को गर्म करना चिकन और अंडे की समस्या है। यहां प्राथमिक चिंता यह सुनिश्चित कर रही है कि रिएक्टर में कभी कोई भाप न बने। स्टीम वास्तव में एक बहुत अच्छा इन्सुलेटर, जिसका अर्थ है कि है, अगर यह कभी किया था रिएक्टर में फार्म, अचानक वहाँ ईंधन शांत करने के लिए कुछ भी नहीं है, हो सकता है, इसलिए यह बहुत बहुत गर्म बहुत जल्दी मिलेगा (पढ़ें: पिघल)।

तो, आपको सिस्टम को उच्च दबाव में रखना होगा कि रिएक्टर में भाप नहीं बनता है। लेकिन , अगर आपको ठंड लगने के दौरान पाइपिंग पर इतना दबाव डालना होता है, तो यह " भंगुर फ्रैक्चर " नामक एक तंत्र के माध्यम से फ्रैक्चर होगा । यह एक अचानक और भयावह विफलता है जिसे टाला जा सकता है अगर पाइपिंग को इस बिंदु पर गर्म किया जाता है कि उसमें कुछ लचीलापन हो।

तो, आपको पाइपिंग को गर्म करने की आवश्यकता है, लेकिन आप इसे इतना गर्म नहीं कर सकते कि यह उबल जाए। इसलिए आप इसे थोड़ा गर्म करें, फिर दबाव को थोड़ा बढ़ाएं, फिर गर्मी, दबाव, आदि।

आमतौर पर "सोक्स" के रूप में जाना जाता है, जो तापमान को बराबर करने के लिए पाइपिंग समय में धातु देते हैं। यह आंतरिक तनावों को बढ़ने से रोकता है क्योंकि पाइप के अंदर "गर्म" है और बाहर "ठंडा" है। Soaks आम तौर पर स्टार्टअप समय के अधिकांश हिस्से में एक बड़ा हिस्सा लेते हैं - soaks आम तौर पर 12-24 घंटे होते हैं।

तो, आप एक सोख बिंदु तक गरम करते हैं, फिर आमतौर पर एक मध्यवर्ती दबाव पर दबाव डालते हैं, दूसरे सोख बिंदु पर गर्मी करते हैं, फिर एक उच्च मध्यवर्ती दबाव पर दबाव बढ़ाते हैं, फिर गर्मी और एक साथ दबाव डालते हैं। यह सब फ्रैक्चर सीमा के तहत रहने के लिए किया जाता है जिसे "भंगुर फ्रैक्चर रोकथाम सीमा" के रूप में जाना जाता है, जो फिर से, यह सुनिश्चित करना है कि पाइपिंग का तापमान-दबाव ऐसा है कि पाइप बंद न हो।

इसलिए, एक बार जब आप प्राथमिक संयंत्र गर्म कर लेते हैं, तो आप द्वितीयक संयंत्र को ऑनलाइन लाना शुरू कर सकते हैं, इसलिए यह आमतौर पर प्राथमिक के लिए 2 दिन का होता है और फिर माध्यमिक के लिए एक और दिन - यह 72 घंटे का स्टार्टअप है।

जैसा कि उल्लेख किया गया है, क्षय गर्मी प्राथमिक पौधे को लंबे समय तक (शायद एक महीने तक) गर्म रखती है, इसलिए जब तक आप एक विस्तारित आउटेज में नहीं होते हैं, तब तक आप आमतौर पर सुंदर "त्वरित" शुरू कर सकते हैं, जहां फिर से "त्वरित" लगभग 24 घंटे होता है। ।


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लगभग 2/3 PWR हैं । मैंने हमेशा सोचा कि यह मज़ेदार था कि पौधों में स्टीम ड्रायर्स थे (सिर्फ थोड़ा विरोधाभासी नाम के कारण), लेकिन आप इसका कारण अच्छी तरह से समझाते हैं। हमेशा एक नौसैनिक नेवी से सुनने के लिए दिलचस्प है।
ग्रैफ्रीजी

@grfrazee - मैं नेवी में था, इसलिए मुझे नहीं पता कि कॉमरेडिकल / इंडस्ट्री की शर्तें क्या हैं, लेकिन मेरे दिमाग में एक नमी सेपरेटर उच्च गुणवत्ता वाले स्टीम को प्राप्त करने के लिए भाप से कंडेनसेट को हटाने के लिए एक उपकरण है (जैसे एचपी और एलपी के बीच) टर्बाइन या स्टीम जनरेटर पर), जहाँ स्टीम ड्रायर एक उपकरण है जिसका उपयोग सुपरहीट स्टीम के लिए किया जाता है। मुझे ऐसा कुछ भी नहीं मिला जो इसकी बिल्कुल पुष्टि करता हो, लेकिन विकिपीडिया में विभाजकों और ड्रायर का उल्लेख है, क्योंकि वे दो अलग-अलग उपकरण हैं, और बाद में उल्लेख किया गया है कि ड्रायर में सुपरहिटिंग होती है।
चक

शायद तुम सही हो। मैं एक स्ट्रक्चर्स वाला लड़का हूं, इसलिए मैं पूरी तरह से यांत्रिक प्रक्रियाओं पर ध्यान नहीं देता।
ग्रिफरी

+1। मैंने सोचा कि पानी एक अच्छा गर्मी इन्सुलेटर था, हालांकि? क्या यह वाष्प की तुलना में बहुत अधिक चालक है?
मेहरदाद

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क्यू=सीΔटी=ρवीक्यूपानी/क्यूभाप=(ρसी)पानी/(ρसी)भाप। पानी की भाप की विशिष्ट ऊष्मा क्षमता लगभग आधी होती है, लेकिन भाप का घनत्व लगभग 1/1000 वां पानी होता है, इसलिए पानी भाप की तुलना में लगभग 2000x ऊष्मा का संचालन करता है। संवहन समान है, लेकिन शायद उतना चरम नहीं।
चक

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क्सीनन परमाणु प्रतिक्रिया और न्यूट्रॉन जहर का एक परिणाम है। यदि आप क्षय के क्षय की प्रतीक्षा नहीं करते हैं, तो यह बहुत सारे न्यूट्रॉन को खा जाता है और आप महत्वपूर्ण नहीं हो सकते। वे हमेशा कहते हैं "खींचने के लिए पर्याप्त छड़ें नहीं हैं।" यदि आपके पास एक अच्छा नया प्रतिक्रियाशील कोर है, तो आप जल्द ही शुरू कर सकते हैं। यदि कोर पुराना है, तो आपको पर्याप्त क्सीनन (और अन्य जहर) क्षय से पहले लंबे समय तक इंतजार करना होगा।

जिस प्लांट में मैं काम करता था वह एक आउटेज के लिए प्रतिदिन लगभग एक मिलियन डॉलर का खर्च करता था। मेरा विश्वास करो, अगर वे जल्द से जल्द शुरू कर सकते हैं, तो वे करेंगे।


मुझे संदेह नहीं था कि जल्दी शुरू न करने के तकनीकी कारण हैं। मैं बस उन कारणों को जानना चाहता था। एक और एक जोड़ने के लिए धन्यवाद :-)
मार्टिन थोमा

वाह, अद्भुत जवाब! हो सकता है कि अगर मूल रिएक्टर डिजाइन महत्वपूर्णता के बहुत अधिक होगा, लेकिन सामान्य काम में, केवल बहुत कम छड़ को नीचे खींच लिया जाएगा? तब रिएक्टर को न्यूट्रॉन विषाक्त अवस्था में भी शुरू किया जा सकता था। यह परमाणु रिएक्टरों के लिए दैनिक ऊर्जा खपत चक्र का पालन करना संभव बना सकता है। और ये सभी एक फास्ट ब्रीडर डिजाइन में! वाह! मुझे लगता है कि मैं जल्द ही जाग
जाऊंगा

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जवाब वास्तव में दो कारकों को उबालता है: सुरक्षा और परीक्षण। मैं नीचे इन दो चीजों का एक सामान्य सारांश देने जा रहा हूं, लेकिन वास्तविक उत्तर काफी जटिल है।

परमाणु संयंत्र संचालन का क्रूस परमाणु सुरक्षा के चारों ओर घूमता है। मैं व्यक्तिगत सुरक्षा के बारे में बात नहीं कर रहा हूं, जो व्यावसायिक सुरक्षा और स्वास्थ्य प्रशासन (OSHA) के दायरे में है, हालांकि इसमें कुछ कारक हैं। अधिक, यह एक रेडियोलॉजिक घटना के खिलाफ जनता के लिए सामान्य सुरक्षा है। परमाणु संयंत्रों को ऐसे डिज़ाइन किया जाता है कि इस तरह के आयोजन का जोखिम यथासंभव कम से कम हो।

एक पौधे की शक्तियों के रूप में, यह विभिन्न मोड से गुजरता है । प्रत्येक मोड में परीक्षण और स्वीकृति मानदंड का अपना सेट होता है जिसे संयंत्र को मोड में आगे बढ़ाया जा सकता है। बहुत सारी प्रणालियाँ हैं, और इन चीजों में समय लगता है। परमाणु सुरक्षा के लिए महत्वपूर्ण प्रणालियों में विशेष रूप से जांच की एक बड़ी मात्रा होती है।

एक परमाणु संयंत्र पूरी तरह से चालू हो जाएगा, जब सभी प्रणालियाँ अपना परीक्षण पास कर लेंगी और संयंत्र को चलाना सुरक्षित है।


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स्टार्टअप में लगने वाले समय या व्यावसायिक परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में पूर्ण शक्ति संचालन के लिए वे कई कारण हैं। अमेरिका में दो मुख्य प्रकार के पौधे हैं, बोइलिंग वॉटर रिएक्टर (BWR) और प्रेशराइज्ड वाटर रिएक्टर (PWR)। रिएक्टर के प्रकार और यहां तक ​​कि किस प्रकार के संस्करण के अनुसार उत्तर अलग-अलग होंगे। एक सामान्य स्पष्टीकरण जो मैंने उल्लेख नहीं किया है वह यह है कि सभी वाणिज्यिक परमाणु ऊर्जा संयंत्र किसी भी 4 घंटे की अवधि में 15% थर्मल पावर परिवर्तन करने से बचते हैं। यह ईंधन के आवरण की अखंडता की रक्षा के लिए है। मैंने लगभग 20 वर्षों के लिए वाणिज्यिक परमाणु ऊर्जा उद्योग में काम किया है - और 20 वर्षों से इसके लिए बाहर है-शायद उन्होंने ईंधन के क्लैडिंग में सुधार किया है और यह अब कोई मुद्दा नहीं है - लेकिन यह मेरे दिन में एक अनिवार्य बाधा थी।


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चुक ने लगभग इसे समाप्त कर दिया। लेकिन सवाल का जवाब देने के दृष्टिकोण से, (अब जो मुझे बताया गया है) ASME B & PV कोड हीटिंग रेट को 30 डिग्री सेंटीग्रेड प्रति घंटे तक सीमित करता है। सामान्य पौधे लगभग 300 डिग्री सेंटीग्रेड पर काम करते हैं। यह आपको पौधे की न्यूनतम सैद्धांतिक गर्मी प्रदान करेगा। दूसरी बात यह है कि जब किसी पौधे को ट्रिप किया जाता है तो ट्रिप का पहला कारण पाया जाता है और उसका सुधार। सेकेंड्री साइड को गर्म करने के लिए, भाप की आवश्यकता होती है जिसके लिए ऑक्सिलरी बॉयलर होते हैं जो शुरू हो जाते हैं। अंत में सभी संयंत्र की जल रसायन को बहाल किया जाता है और इसमें समय लगता है।

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