العلوممصادر الطاقة

كيف تعمل مولدات البخار لإنتاج الكهرباء؟

اقرأ في هذا المقال
  • ما هي مولدات البخار؟
  • كيف تعمل مولدات البخار لإنتاج الكهرباء؟

بشكل عام يتم إنتاج الكهرباء في معظم دول العالم مثل: الولايات المتحدة بمساعدة بعض المحركات التوربينية البخارية، فعلى سبيل المثال يتم إنتاج أكثر من حوالي 88 في المائة من الطاقة في الولايات المتحدة من خلال مولدات التوربينات البخارية في محطات الطاقة المركزية مثل: الطاقة الشمسية الحرارية ومحطات الطاقة الكهربائية ومحطات الطاقة التي تعمل بالفحم ومحطات الطاقة النووية.

 

وأيضاً تقدم التوربينات البخارية كفاءات عالية وتكاليف منخفضة، لذلك قد أصبحت هذه التوربينات جزءاً لا يتجزأ من العديد من صناعات إنتاج الطاقة في جميع إنحاء العالم، ولكن هنا كيف تعمل مولدات البخار لإنتاج الطاقة (الكهرباء)؟

 

– هذا ما سنتعرف عليه في هذا المقال.

 

ما هي مولدات البخار؟

 

بكلمات بسيطة إن مولدات البخار عبارة عن مبادلات حرارية ذات غلاف كبير، حيث أن هذه المبادلات الحرارية تعمل على نقل الحرارة من مبرد المفاعل الأولي إلى الجانب الثانوي لإنتاج البخار، والذي يقوم بعد ذلك بتشغيل مولدات التوربينات لإنتاج الكهرباء التي نستخدمها في تلبية احتياجاتنا اليومية.

 

كيف تعمل مولدات البخار لإنتاج الكهرباء؟

 

التبادل الحراري:

 

تُستخدم معظم مولدات البخار لتسخير الطاقة المحررة كحرارة في مجموعة متنوعة من العمليات، ومن ثم قد يتم تحويلها إلى شكل أكثر فائدة مثل: الطاقة الميكانيكية والكهربائية، وعادةً ما يتم إنتاج الحرارة المستخدمة عن قصد لإنتاج الكهرباء أو حتى يتم التقاطها كمنتج ثانوي لبعض العمليات الصناعية الأخرى.

 

وغالباً ما قد يكون المصدر المباشر للحرارة متسخاً كالوقود المشع في محطة الطاقة النووية على سبيل المثال، لذلك فإن الخطوة الأولى لتوليد الطاقة البخارية هي نقل هذه الحرارة إلى مياه نظيفة باستخدام مبادل حراري، وقد يتم ذلك عادةً عن طريق جعل مصدر الحرارة يرفع درجة حرارة وسيط التبادل مثل الزيت الذي يتم تداوله في دائرة مغلقة، ومن ثم يقوم هذا الزيت بدوره بتسخين خزان ماء دون تلويثه.

 

توليد البخار:

 

وهنا يتم تدوير الزيت الساخن من خلال حمام مائي لتوليد: البخار، ويوجد هناك عدة مخططات هندسية مختلفة للقيام بذلك، ولكن المبدأ يبقى كما هو، حيث يتم تحويل سائل التسخين إلى العديد من الأنابيب الصغيرة لزيادة ملامسة سطحه للماء – ومن ثم تسهيل عملية التبادل الحراري السريع وإنتاج البخار، وغالباً ما يكون البخار المنتج في محطات الطاقة النووية والفحم الحديثة في ظروف فوق الحرجة أي حوالي (374 درجة مئوية و22 ميجا باسكال).

 

تحويل الحرارة إلى كهرباء:

 

إن البخار فوق الحرج يكون عادةً محمّل بالطاقة بشكل زائد، وهنا قد يتم تحويل طاقة البخار إلى طاقة ميكانيكية وذلك عن طريق دفعها عبر التوربينات البخارية، حيث يدفع الضغط العالي للبخار العديد من الشفرات الزاوية للتوربين، مما قد يتسبب في دوران العمود، ومن ثم يتم تحويل هذه الطاقة الميكانيكية إلى كهرباء باستخدام الطاقة من عمود الدوران لتشغيل المولد الكهربائي، وغالباً ما يولد التوربين الواحد ما يصل إلى حوالي 65 ميغاواط من الكهرباء.

المصدر
كتاب الطاقة البديلة للدكتور سمير سعدون مصطفى كتاب الطاقة المتجددة للدكتور علي محمد عبد اللهكتاب ترشيد الطاقة للدكتور محمود سرى طهكتاب الطاقة للدكتور عبد الباسط الجمل

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى