परमाणु ऊर्जा बहुत कम परिचालन कार्बन उत्सर्जन के साथ विश्वसनीय, बड़े पैमाने पर बिजली प्रदान करके आधुनिक बिजली उत्पादन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। लेकिन बहुत से लोग अभी भी आश्चर्य करते हैं:परमाणु ऊर्जा संयंत्र कैसे काम करते हैं?

सबसे बुनियादी स्तर पर, एक परमाणु ऊर्जा संयंत्र परमाणु ईंधन के अंदर संग्रहीत ऊर्जा को बिजली में परिवर्तित करता है। प्रक्रिया शुरू होती हैपरमाणु विखंडन, जो उत्पादन करता हैगर्मी. वह गर्मी पैदा करती हैभाप, स्टीम ड्राइव एटर्बाइन, और टरबाइन एक जनरेटर को उत्पादन करने की शक्ति देता हैबिजली.

हालाँकि, बिजली पैदा करना प्रक्रिया का केवल एक हिस्सा है। संयंत्र के अंदर बिजली का उत्पादन होने के बाद, इसे उच्च वोल्टेज तक बढ़ाया जाना चाहिए और विद्युत ग्रिड के माध्यम से सुरक्षित रूप से वितरित किया जाना चाहिए। यहीं पर महत्वपूर्ण उपकरण जैसेजेनरेटर ट्रांसफार्मर, सहायक ट्रांसफार्मर, और उच्च वोल्टेज पावर ट्रांसफार्मरआवश्यक हो गया.

बुनियादी कामकाजसिद्धांतएक परमाणु ऊर्जा संयंत्र का

एक परमाणु ऊर्जा संयंत्र अन्य ताप विद्युत संयंत्रों के समान ही संचालित होता है। मुख्य अंतर ऊष्मा का स्रोत है।

कोयले से चलने वाले संयंत्र कोयला जलाते हैं, गैस संयंत्र दहन का उपयोग करते हैं, जबकि परमाणु संयंत्र कोयला जलाते हैंनियंत्रित परमाणु विखंडन.

रिएक्टर कोर के अंदर,यूरेनियम ईंधनईंधन असेंबलियों में रखा गया है। जब यूरेनियम परमाणु न्यूट्रॉन को अवशोषित करने के बाद विभाजित होते हैं, तो वे बड़ी मात्रा में ऊष्मा ऊर्जा छोड़ते हैं। स्थिर परमाणु प्रतिक्रिया को बनाए रखने के लिए इस गर्मी को सावधानीपूर्वक नियंत्रित किया जाता है।

रिएक्टर सीधे बिजली का उत्पादन नहीं करता है। इसके बजाय, यह एक शक्तिशाली के रूप में कार्य करता हैताप स्रोतजो भाप उत्पादन प्रणाली को ऊर्जा की आपूर्ति करता है।

संपूर्ण ऊर्जा रूपांतरण प्रक्रिया है:

परमाणु विखंडन → ऊष्मा ऊर्जा → भाप ऊर्जा → यांत्रिक ऊर्जा → विद्युत ऊर्जा

चरण 1: परमाणु रिएक्टर गर्मी पैदा करता है

परमाणु रिएक्टर संयंत्र का हृदय है।

रिएक्टर पोत के अंदर:

 परमाणु ईंधन छड़ों में शामिल हैंयूरेनियमईंधन

 न्यूट्रॉनविखंडन प्रतिक्रिया को ट्रिगर करें

 विभाजन से ऊष्मा निकलती हैपरमाणुओं

 शीतलकरिएक्टर कोर से गर्मी हटाता है

प्रतिक्रिया की गति को नियंत्रित करने के लिए नियंत्रण छड़ों का उपयोग किया जाता है। नियंत्रण छड़ों को रिएक्टर कोर के अंदर या बाहर ले जाकर, ऑपरेटर रिएक्टर की शक्ति को बढ़ा या घटा सकते हैं।

आधुनिक रिएक्टरों को सुरक्षित परिचालन स्थितियों को बनाए रखने के लिए कई निगरानी और सुरक्षा प्रणालियों के साथ डिज़ाइन किया गया है।

चरण 2: गर्मी पानी को भाप में बदल देती है

रिएक्टर द्वारा उत्पन्न ऊष्मा को शीतलन प्रणाली के माध्यम से पानी में स्थानांतरित किया जाता है।

विभिन्न रिएक्टर प्रकार विभिन्न तरीकों का उपयोग करते हैं:

उन्नत रिएक्टर वैकल्पिक शीतलक जैसे गैस या तरल धातु का उपयोग कर सकते हैं।

परिणामी उच्च-दबाव वाली भाप को टरबाइन भवन की ओर निर्देशित किया जाता है।

चरण 3: स्टीम टर्बाइन यांत्रिक शक्ति उत्पन्न करता है

वाष्प टरबाइनतापीय ऊर्जा को यांत्रिक घूर्णन में परिवर्तित करने के लिए जिम्मेदार है।

जैसे ही उच्च दबाव वाली भाप टरबाइन ब्लेड से होकर गुजरती है, यह टरबाइन शाफ्ट को तेज़ गति से घूमने का कारण बनती है। यह घूमने वाला शाफ्ट सीधे विद्युत जनरेटर से जुड़ा होता है।

यद्यपि ताप स्रोत अलग है, यह टरबाइन जनरेटर प्रक्रिया कई पारंपरिक बिजली स्टेशनों में उपयोग की जाने वाली प्रक्रिया के समान है।

चरण 4: जनरेटर बिजली का उत्पादन करता है

जनरेटर द्वारा यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता हैइलेक्ट्रोमैग्नेटिक इंडक्शन.

जनरेटर मध्यम वोल्टेज स्तर पर बिजली का उत्पादन करता है। इससे पहले कि बिजली अंदर आ सकेट्रांसमिशन नेटवर्क, वोल्टेज बढ़ाया जाना चाहिए।

यही भूमिका हैजेनरेटर स्टेप-अप ट्रांसफॉर्मर (जीएसयू ट्रांसफॉर्मर)।

परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में पावर ट्रांसफार्मर की भूमिका

पावर ट्रांसफार्मर परमाणु ऊर्जा विद्युत प्रणालियों के सबसे महत्वपूर्ण भागों में से एक हैं।

एक परमाणु जनरेटर उपयुक्त वोल्टेज स्तर पर बिजली का उत्पादन कर सकता हैसंयंत्र की आंतरिक प्रणाली, लेकिन लंबी दूरी के संचरण के लिए बहुत अधिक वोल्टेज की आवश्यकता होती है।

जनरेटर ट्रांसफार्मर जनरेटर आउटपुट वोल्टेज को बढ़ाता है, अक्सर लगभग 2 से0 kV से सैकड़ों किलोवोल्ट, ग्रिड आवश्यकताओं पर निर्भर करता है।

उदाहरण के लिए:

जेनरेटर → जेनरेटर चरण-अप ट्रांसफार्मर → हाई वोल्टेज ट्रांसमिशन ग्रिड

उच्च वोल्टेज संचरण करंट को कम करता है और लंबी दूरी पर ऊर्जा हानि को कम करता है।

परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में प्रयुक्त मुख्य ट्रांसफार्मर

क्योंकि परमाणु संयंत्रों को अत्यधिक उच्च विश्वसनीयता की आवश्यकता होती है, इन सुविधाओं में उपयोग किए जाने वाले ट्रांसफार्मर आमतौर पर आईईसी 60076 और आईईईई ट्रांसफार्मर मानकों जैसे सख्त अंतरराष्ट्रीय मानकों के अनुसार डिजाइन किए जाते हैं।

चरण 5: ग्रिड के माध्यम से विद्युत संचरण

जनरेटर ट्रांसफार्मर द्वारा वोल्टेज बढ़ाने के बाद, बिजली उच्च वोल्टेज ट्रांसमिशन नेटवर्क में प्रवेश करती है।

ट्रांसमिशन सिस्टम में शामिल हैं:

 उच्च -वोल्टेज ट्रांसफार्मर

 स्विचगियर

 ट्रांसमिशन लाइनें

 उपकेंद्रों

 वितरण ट्रांसफार्मर

उपभोक्ताओं के नजदीक सबस्टेशनों पर, ट्रांसफार्मर वोल्टेज स्तर को कम करते हैं ताकि बिजली औद्योगिक सुविधाओं, वाणिज्यिक भवनों और घरों को सुरक्षित रूप से आपूर्ति की जा सके।

विद्युत यात्रा है:

परमाणु संयंत्र → जेनरेटर ट्रांसफार्मर → ट्रांसमिशन नेटवर्क → सबस्टेशन ट्रांसफार्मर → वितरण नेटवर्क → अंतिम उपयोगकर्ता

परमाणु ऊर्जा संयंत्र सुरक्षा प्रणालियाँ

परमाणु ऊर्जा उत्पादन में सुरक्षा एक मूलभूत आवश्यकता है।

आधुनिक परमाणु संयंत्रों में कई सुरक्षा परतें शामिल हैं:

 रिएक्टर नियंत्रण प्रणाली

 आपातकालीन शटडाउन सिस्टम

 बैकअप कूलिंग सिस्टम

 रोकथाम संरचनाएं

 आपातकालीन बिजली आपूर्ति

विद्युत विश्वसनीयता भी महत्वपूर्ण है. बैकअप ट्रांसफार्मर, डीजल जनरेटर और निर्बाध बिजली प्रणालियाँ यह सुनिश्चित करने में मदद करती हैं कि आवश्यक सुरक्षा उपकरण असामान्य परिस्थितियों के दौरान भी काम करते रहें।

परमाणु ऊर्जा परियोजनाओं में ट्रांसफार्मर क्यों मायने रखते हैं?

जबकि रिएक्टर पर अधिकांश लोगों का ध्यान जाता है, परमाणु ऊर्जा संयंत्र के पीछे की विद्युत प्रणालियाँ उत्पन्न ऊर्जा को विश्वसनीय बिजली में परिवर्तित करने के लिए उतनी ही आवश्यक हैं। इन प्रणालियों में, ट्रांसफार्मर संयंत्र से ग्रिड तक स्थिर बिजली वितरण बनाए रखने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

एक अच्छी तरह से डिज़ाइन किया गया ट्रांसफार्मर सिस्टम स्थिर वोल्टेज स्तर को बनाए रखने, ट्रांसमिशन दक्षता में सुधार करने, जुड़े हुए विद्युत उपकरणों की सुरक्षा करने और बिजली संयंत्र और विद्युत नेटवर्क के बीच एक भरोसेमंद लिंक प्रदान करने में मदद करता है। यह आवश्यक संयंत्र प्रणालियों के निरंतर संचालन का भी समर्थन करता है, यह सुनिश्चित करते हुए कि महत्वपूर्ण उपकरण संयंत्र के सेवा जीवन के दौरान सुरक्षित और विश्वसनीय रूप से कार्य कर सकते हैं।

ईपीसी ठेकेदारों, उपयोगिताओं और बिजली डेवलपर्स के लिए, सही ट्रांसफार्मर डिजाइन चुनना परमाणु ऊर्जा बुनियादी ढांचे की योजना का एक मूलभूत हिस्सा है।ट्रांसफार्मर को अत्यधिक विनियमित वातावरण में विश्वसनीयता, सुरक्षा, दक्षता और दीर्घकालिक प्रदर्शन की मांग संबंधी आवश्यकताओं को पूरा करना होगा।

अंतिम विचार

इसलिए,परमाणु ऊर्जा संयंत्र कैसे काम करते हैं?उत्तर में एक साथ काम करने वाली कई कनेक्टेड प्रणालियाँ शामिल हैं। परमाणु विखंडन से रिएक्टर के अंदर गर्मी पैदा होती है। गर्मी भाप पैदा करती है, भाप टरबाइनों को घुमाती है, और जनरेटर यांत्रिक ऊर्जा को बिजली में परिवर्तित करते हैं।

लेकिन बिजली उत्पादन तो केवल शुरुआत है। उच्च वोल्टेज ट्रांसफार्मर और ट्रांसमिशन सिस्टम के माध्यम से, परमाणु ऊर्जा संयंत्र ग्रिड को विश्वसनीय बिजली प्रदान करते हैं और आधुनिक ऊर्जा नेटवर्क का समर्थन करते हैं।

रिएक्टर कोर से ट्रांसमिशन लाइन तक, टर्बाइन, जनरेटर, स्विचगियर और पावर ट्रांसफार्मर सहित प्रत्येक घटक - को बिजली का एक सुरक्षित और भरोसेमंद स्रोत बनाने के लिए मिलकर काम करना चाहिए।

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