Steam generator (nuclear power)
நீராவி ஜெனரேட்டர் (அணுக்கரு நீராவி உயர்த்தும் ஆலை ('என். எஸ். ஆர். பி')) என்பது அணு உலை மையத்தில் உற்பத்தி செய்யப்படும் வெப்பத்திலிருந்து தண்ணீரை நீராவியாக மாற்றப் பயன்படுத்தப்படும் ஒரு வெப்பப் பரிமாற்றியாகும். அவை முதன்மை மற்றும் இரண்டாம் நிலை குளிரூட்டும் சுழல்களுக்கு இடையில் அழுத்தப்பட்ட நீர் உலைகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. வழக்கமான பி. டபிள்யூ. ஆர் வடிவமைப்புகளில், முதன்மை குளிரூட்டியானது உயர் தூய்மை நீர் ஆகும், இது அதிக அழுத்தத்தில் வைக்கப்படுகிறது, எனவே அது கொதிக்க முடியாது. இந்த முதன்மை குளிரூட்டியானது அணு உலையின் மையப்பகுதி வழியாக செலுத்தப்படுகிறது, அங்கு அது எரிபொருள் கம்பிகளிலிருந்து வெப்பத்தை உறிஞ்சுகிறது. பின்னர் அது நீராவி ஜெனரேட்டர் வழியாகச் செல்கிறது, அங்கு அது அதன் வெப்பத்தை (உலோகம் வழியாக கடத்துவதன் மூலம்) குறைந்த அழுத்த தண்ணீருக்கு மாற்றுகிறது, இது கொதிக்க அனுமதிக்கப்படுகிறது. பி. டபிள்யூ. ஆர்களைப் போலல்லாமல், கொதிநிலை நீர் உலைகள் (பி. டபிள்யூ. ஆர்) நீராவி ஜெனரேட்டர்களைப் பயன்படுத்துவதில்லை. முதன்மை குளிரூட்டியானது உலை மையத்தில் நேரடியாக கொதிக்க அனுமதிக்கப்படுகிறது, மேலும் நீராவி வெறுமனே ஒரு நீராவி விசையாழி வழியாக அனுப்பப்படுகிறது. கோட்பாட்டளவில் எளிமையானதாக இருந்தாலும், இது பராமரிப்புக்கு ஒரு எதிர்மறையைக் கொண்டுள்ளது. மையப்பகுதி வழியாகச் செல்லும்போது, முதன்மை குளிரூட்டும் நீர் அதிக நியூட்ரான் பாய்ச்சலுக்கு உட்படுத்தப்படுகிறது. இது ஆக்சிஜனைச் செயல்படுத்துகிறது மற்றும் நீரில் நைட்ரஜனை கரைக்கிறது. முக்கிய எதிர்வினை என்னவென்றால்ஃ ஆக்ஸிஜன்-16 கொண்ட ஒரு அணு 1 நியூட்ரானை உறிஞ்சி 1 புரோட்டனை வெளியிடுகிறது, இது நைட்ரஜன்-16 ஆக மாறுகிறது. நைட்ரஜன்-16 7 வினாடி அரை ஆயுளைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் அது மீண்டும் ஆக்ஸிஜன்-16 ஆக சிதைந்துவிடும் போது ஒரு காமா கதிர்களை உருவாக்குகிறது. 7 வினாடி அரை ஆயுள் அணு உலையில் இருந்து தண்ணீர் வெளியேற போதுமானதாக உள்ளது. ஒரு பி. டபிள்யூ. ஆரில், நீராவி விசையாழியில் அதன் காமா கதிர்களை வெளியிடும்போது தண்ணீர் இருக்கலாம் என்று அர்த்தம். இந்த எதிர்வினையால் நீண்டகால ரேடியோ ஐசோடோப்புகள் எதுவும் உற்பத்தி செய்யப்படாவிட்டாலும், காமா கதிர்வீச்சு என்பது அணு உலை செயல்பாட்டின் போது மற்றும் அதற்குப் பிறகு குறுகிய காலத்திற்கு மனிதர்கள் பி. டபிள்யூ. ஆரின் விசையாழி மண்டபத்தில் இருக்க முடியாது என்பதாகும். இதற்கு மாறாக, ஒரு பி. டபிள்யூ. ஆரில், நீராவி ஜெனரேட்டர் செயல்படுத்தப்பட்ட முதன்மை குளிரூட்டும் நீரை நீராவி விசையாழி வழியாக செல்லும் இரண்டாம் நிலை குளிரூட்டியில் இருந்து பிரிக்கிறது. எனவே, செயல்பாட்டின் போது மனிதர்கள் பி. டபிள்யூ. ஆரின் விசையாழிகள் மற்றும் பிற நீராவி ஆலை கூறுகளை சுதந்திரமாக அணுக முடியும். இது பராமரிப்பு செலவைக் குறைக்கிறது மற்றும் நேரத்தை மேம்படுத்துகிறது. வணிக மின் நிலையங்களில், ஒரு உலைக்கு இரண்டு முதல் நான்கு நீராவி ஜெனரேட்டர்கள் உள்ளன; ஒவ்வொரு நீராவி ஜெனரேட்டரும் உயரம் வரை அளவிட முடியும் மற்றும் 800 டன் வரை எடையுள்ளதாக இருக்கும். ஒவ்வொரு நீராவி ஜெனரேட்டரும் 3,000 முதல் 16,000 குழாய்களைக் கொண்டிருக்கலாம், ஒவ்வொன்றும் விட்டம் கொண்டவை. கொதிப்பதைத் தடுக்க அதிக அழுத்தத்தில் பராமரிக்கப்படும் குளிரூட்டியானது (சுத்திகரிக்கப்பட்ட நீர்) அணு உலை மையப்பகுதி வழியாக செலுத்தப்படுகிறது. உலை மையத்திற்கும் சுழலும் தண்ணீருக்கும் இடையில் வெப்ப பரிமாற்றம் நடைபெறுகிறது, பின்னர் குளிரூட்டியானது உலை மையத்திற்குத் திரும்புவதற்கு முன்பு நீராவி ஜெனரேட்டரின் முதன்மை குழாய் பக்கத்தின் வழியாக குளிரூட்டும் விசையியக்கக் குழாய்கள் மூலம் செலுத்தப்படுகிறது. இது முதன்மை வளையம் என்று குறிப்பிடப்படுகிறது. நீராவி ஜெனரேட்டர் வழியாக பாயும் அந்த நீர் ஷெல் பக்கத்தில் தண்ணீரை கொதிக்க வைக்கிறது (இது முதன்மை பக்கத்தை விட குறைந்த அழுத்தத்தில் வைக்கப்படுகிறது). இது இரண்டாம் நிலை வளையம் என்று குறிப்பிடப்படுகிறது. மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்வதற்காக இரண்டாம் பக்க நீராவி விசையாழிகளுக்கு வழங்கப்படுகிறது. நீராவி பின்னர் ஒரு மூன்றாம் நிலை சுழற்சியில் இருந்து குளிர்ந்த நீர் வழியாக ஒடுக்கப்பட்டு மீண்டும் நீராவி ஜெனரேட்டருக்கு மீண்டும் சூடாக்கப்படுகிறது. மூன்றாம் நிலை குளிரூட்டும் நீர் குளிரூட்டும் கோபுரங்களுக்கு மறுசுழற்சி செய்யப்படலாம், அங்கு அது அதிக நீராவியை ஒடுக்குவதற்கு முன்பு கழிவு வெப்பத்தை வெளியேற்றுகிறது. ஒரு முறை மூன்றாம் நிலை குளிரூட்டல் ஒரு நதி, ஏரி அல்லது கடல் மூலம் வழங்கப்படலாம். இந்த முதன்மை, இரண்டாம் நிலை, மூன்றாம் நிலை குளிரூட்டும் திட்டம் அழுத்தப்பட்ட நீர் உலைக்கு அடிப்படையாகும், இது உலகளவில் மிகவும் பொதுவான அணு மின் நிலைய வடிவமைப்பாகும். காண்டு வடிவமைப்பின் அழுத்தப்பட்ட கன நீர் உலைகள் போன்ற பிற வகையான உலைகளில், முதன்மை திரவம் கன நீர் ஆகும். ரஷ்ய பி. என்-600 உலை போன்ற திரவ உலோக குளிரூட்டப்பட்ட உலைகள் சோடியம் போன்ற திரவ உலோகத்தை முதன்மை குளிரூட்டியாகப் பயன்படுத்துகின்றன. இவை முதன்மை உலோக குளிரூட்டிக்கும் இரண்டாம் நிலை நீர் குளிரூட்டிக்கும் இடையிலான வெப்பப் பரிமாற்றிகளையும் பயன்படுத்துகின்றன, இதனால் அவற்றின் இரண்டாம் நிலை மற்றும் மூன்றாம் நிலை குளிரூட்டல் ஒரு பி. டபிள்யூ. ஆர் போன்றது. ஒரு நீராவி ஜெனரேட்டரின் வெப்ப-பரிமாற்ற குழாய்கள் ஒரு முக்கியமான பாதுகாப்பு பாத்திரத்தைக் கொண்டுள்ளன, ஏனெனில் அவை கதிரியக்க மற்றும் கதிரியக்கமற்ற திரவ அமைப்புகளைப் பிரிக்கின்றன. (முதன்மை குளிரூட்டியானது அதன் மையப்பகுதி வெளிப்பாட்டிலிருந்து சுருக்கமாக கதிரியக்கமாக மாறுகிறது, மேலும் குழாய்களில் இருந்து கரைந்த இரும்பு அணுக்கள் போன்ற நீண்ட கால கதிரியக்க ஐசோடோப்புகளின் தடய அளவுகளையும் கொண்டுள்ளது.) முதன்மைக் குளிரூட்டியானது அதிக அழுத்தத்தில் இருப்பதால், ஒரு சிதைந்த வெப்பப் பரிமாற்றக் குழாய் முதன்மைக் குளிரூட்டியை இரண்டாம் நிலை வளையத்திற்குள் கசிவதற்கு வழிவகுக்கும். பொதுவாக இது பழுதுபார்ப்புக்காக ஆலையை மூட வேண்டும். இத்தகைய முதன்மை-இரண்டாம் நிலை கசிவுகளைத் தவிர்ப்பதற்காக, நீராவி ஜெனரேட்டர் குழாய்கள் அவ்வப்போது எடி-கரண்ட் சோதனை மூலம் பரிசோதிக்கப்படுகின்றன, மேலும் அவற்றை செயல்பாட்டிலிருந்து அகற்ற தனிப்பட்ட குழாய்களை செருகலாம். பல அணுக் கூறுகளைப் போலவே, இயந்திரப் பொறியாளர்களும் பொருளின் அறியப்பட்ட அரிப்பு மற்றும் விரிசல் பரவலின் விகிதங்களைப் பயன்படுத்தி ஆய்வு அதிர்வெண்ணை தீர்மானிக்கிறார்கள். ஒரு குழாய் சுவர் மெல்லியதாக இருப்பதைக் கண்டறிந்தால், அடுத்த திட்டமிடப்பட்ட ஆய்வுக்கு முன்னர் அது அழிக்கப்படலாம், குழாய் செருகப்படுகிறது. (ஒரு குழாயை சரிசெய்ய முயற்சிப்பதை விட அதை செருகுவது பொதுவாக எளிதானது. பல சிறிய வெப்ப-பரிமாற்றக் குழாய்கள் உள்ளன, மேலும் நீராவி ஜெனரேட்டர்கள் சிலவற்றை செருக அனுமதிக்கும் வகையில் அதிகப்படியான குழாய்களுடன் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன.) முழு நீராவி ஜெனரேட்டர்களும் பெரும்பாலும் தாவரத்தின் நடுத்தர ஆயுட்காலத்தில் மாற்றப்படுகின்றன, இது ஒரு பெரிய பணியாகும். பெரும்பாலான அமெரிக்க பி. டபிள்யூ. ஆர் ஆலைகள் நீராவி ஜெனரேட்டர்களை மாற்றியுள்ளன. அணுசக்தியால் இயங்கும் நீராவி ஜெனரேட்டர் முதல் அணுசக்தி நீர்மூழ்கிக் கப்பலான யு. எஸ். எஸ் நோடிலஸ் (எஸ். எஸ். என்-571) க்கான மின் நிலையமாக தொடங்கியது. இது நீர்மூழ்கிக் கப்பலுக்காக வெஸ்டிங்ஹவுஸ் எலக்ட்ரிக் கம்பெனி மின் நிறுவனத்தால் வடிவமைக்கப்பட்டு கட்டப்பட்டது; அங்கிருந்து நிறுவனம் அணுசக்தியால் இயங்கும் நீராவி ஜெனரேட்டர்களின் வளர்ச்சி மற்றும் ஆராய்ச்சியைத் தொடங்கியது. அமைதியான அணு உலைகள் மின் உற்பத்தி நிலையங்களாகப் பயன்படுத்த சட்டப்பூர்வமாக்கப்பட்டவுடன், அணுசக்தியால் இயங்கும் நீராவி ஜெனரேட்டர்களின் வளர்ந்து வரும் வளர்ச்சியைப் பயன்படுத்துவதற்கான வாய்ப்பைப் பயன்படுத்தி மின் நிறுவனங்கள் குதித்தன. வெஸ்டிங்ஹவுஸ் முதல் அணு மின் நிலையங்களில் ஒன்றான யாங்கி ரோவ் அணு மின் நிலையத்தை (என். பி. எஸ்) 1960 இல் கட்டியது, இது அணுசக்தியால் இயங்கும் நீராவி ஜெனரேட்டரையும் பயன்படுத்தியது. இந்த மின் உற்பத்தி நிலையம் நூறு மெகாவாட் (மெகா வாட்) மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்தது. ஒப்பிடுகையில், சில நவீன ஆலைகள் 1100 மெகாவாட்டுக்கு மேல் உற்பத்தியைக் கொண்டுள்ளன. இறுதியில், பாப்காக் & வில்காக்ஸ் மற்றும் கம்பஷன் இன்ஜினியரிங் போன்ற பிற சர்வதேச நிறுவனங்கள் அணுசக்தி நீராவி ஜெனரேட்டரின் ஆராய்ச்சி மற்றும் மேம்பாட்டிற்காக தங்கள் சொந்த திட்டங்களை தொடங்கின. வெஸ்டிங்ஹவுஸ் மற்றும் கம்பஷன் இன்ஜினியரிங் வடிவமைப்புகள் முதன்மை தண்ணீருக்கு தலைகீழ் குழாய்களுடன் செங்குத்து யு-குழாய்களைக் கொண்டுள்ளன. கனேடிய, ஜப்பானிய, பிரெஞ்சு மற்றும் ஜெர்மன் பி. டபிள்யூ. ஆர் சப்ளையர்களும் செங்குத்து உள்ளமைவைப் பயன்படுத்துகின்றனர். ரஷ்ய விவிஇஆர் அணு உலை வடிவமைப்புகள் கிடைமட்ட நீராவி ஜெனரேட்டர்களைப் பயன்படுத்துகின்றன, அவை குழாய்களை கிடைமட்டமாக பொருத்தப்பட்டுள்ளன. பாப்காக் மற்றும் வில்காக்ஸ் ஆலைகள் (எ. கா., த்ரீ மைல் தீவு) சிறிய நீராவி ஜெனரேட்டர்களைக் கொண்டுள்ளன, அவை OTSG களின் மேற்பகுதி வழியாக தண்ணீரை கட்டாயப்படுத்துகின்றன (ஒரு முறை நீராவி ஜெனரேட்டர்கள் வழியாக; ஊட்டத்திற்கு எதிர் ஓட்டம்) மற்றும் உலை குளிரூட்டும் விசையியக்கக் குழாய்களால் மறுசுழற்சி செய்யப்படுவதற்கு கீழே. செங்குத்து யு-குழாய் வடிவமைப்பை விட கிடைமட்ட வடிவமைப்பு சீரழிவுக்கு குறைவாக பாதிக்கப்படுவதாக நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது. பொருட்கள் மற்றும் கட்டுமானம் அணுசக்தியால் இயங்கும் நீராவி ஜெனரேட்டரின் விசையாழி மற்றும் குழாய்களை உருவாக்கும் பொருட்கள் விசேஷமாக தயாரிக்கப்படுகின்றன மற்றும் உலை வெப்பத்தையும் கதிர்வீச்சையும் தாங்கும் வகையில் குறிப்பாக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன. நீர் குழாய்கள் நீண்ட காலத்திற்கு தண்ணீரிலிருந்து அரிப்பை எதிர்க்க முடியும். அமெரிக்க அணு உலைகளில் பயன்படுத்தப்படும் குழாய்கள் அலாய் 600 அல்லது அலாய் 690 போன்ற இன்கோனலால் செய்யப்படுகின்றன. உலோகக் கலவை 690 கூடுதல் குரோமியம் கொண்டு தயாரிக்கப்படுகிறது, மேலும் பெரும்பாலான வசதிகள் உலோகத்தை வெப்பப்படுத்துகின்றன, இதனால் வெப்பம் மற்றும் அரிப்பை சிறப்பாக எதிர்க்க முடியும். அலாய் 600 மற்றும் அலாய் 690 இல் உள்ள அதிக நிக்கல் உள்ளடக்கம் அமிலங்களை எதிர்ப்பதற்கும் அதிக அளவு மன அழுத்தம் மற்றும் வெப்பநிலைக்கும் மிகவும் பொருத்தமானது. சீரழிவு அனீல் செய்யப்பட்ட அல்லது வெப்ப சிகிச்சையளிக்கப்பட்ட, அலாய் 600 நீர் வேதியியல் காரணமாக குழாய் பற்கள் மற்றும் மெல்லியதாக இருந்தது. தங்கள் நீர்க் குழாய்களில் அலாய் 600 ஐப் பயன்படுத்திய தாவரங்கள் புதிய நீர் வேதியியல் கட்டுப்பாட்டாளர்களை நிறுவ வேண்டியிருந்தது, மேலும் அவை தண்ணீரில் வைக்கும் இரசாயனங்களை மாற்ற வேண்டியிருந்தது. இதன் காரணமாக, குழாய் மெல்லியதாக பராமரிக்கப்படுகிறது, ஆனால் அரிதான சந்தர்ப்பங்களில், குழாய் பற்கள் இன்னும் ஏற்படுகின்றன, இதனால் கசிவுகள் மற்றும் சிதைவுகள் ஏற்படுகின்றன. இதைத் தடுப்பதற்கான ஒரே வழி வழக்கமான பராமரிப்பு மற்றும் பரிசோதனைகள் மட்டுமே, ஆனால் இது அணு உலையை மூட கட்டாயப்படுத்துகிறது. சில சந்தர்ப்பங்களில், ஆலைகள் தங்கள் அலாய் 600 குழாய்களை அலாய் 690 குழாய்களால் மாற்றின, மேலும் ஒரு சில ஆலைகள் மூடப்பட்டன. எதிர்கால சிக்கல்களைத் தடுக்க, அணு மின் நிலையங்களுக்கான நீராவி விசையாழிகளின் உற்பத்தியாளர்கள் தங்கள் புனையமைப்பு நுட்பங்களை மேம்படுத்தியுள்ளனர் மற்றும் குழாய் பற்களைத் தடுக்க துருப்பிடிக்காத எஃகு போன்ற பிற பொருட்களைப் பயன்படுத்துகின்றனர். அமெரிக்காவில் ஒரு "வழக்கமான" பி. டபிள்யூ. ஆரில் உள்ள வழக்கமான இயக்க நிலைமைகள் நீராவி ஜெனரேட்டர்கள் பின்வரும் இயக்க நிலைமைகளைக் கொண்டுள்ளனஃ குழாய் பொருள் நீராவி ஜெனரேட்டர் குழாய்களுக்கு பல்வேறு உயர் செயல்திறன் கொண்ட உலோகக்கலவைகள் மற்றும் சூப்பர் அலாய்ஸ் பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளன, இதில் வகை 316 துருப்பிடிக்காத எஃகு, அலாய் 400, அலாய் 600 எம்ஏ (ஆலை அனீல்), அலாய் 600 டிடி (வெப்ப சிகிச்சையளிக்கப்பட்ட), அலாய் 690 டிடி மற்றும் அலாய் 800 மோட் ஆகியவை அடங்கும். மேலும் காண்க அணு மின் நிலைய மின் நிலையம் நீராவி விசையாழி குறிப்புகள் வெளிப்புற இணைப்புகள் ஜான் எம். டைக் மற்றும் டபிள்யூஎம். ஜே. கார்லண்ட், காண்டு நீராவி ஜெனரேட்டர்களின் பரிணாமம்-நீராவி விசையாழி பிரச்சினைகள் குறித்த வரலாற்று பார்வை பின்னணி, அணு ஒழுங்குமுறைக் குழு (மார்ச் 21,2014) அணு மின் நிலைய கூறுகள் கொதிகலன்கள்