Yüksek Sıcaklık Gaz Soğutmalı Reaktörlerle Bileşik Güç Santrali

Abstract

Bu tez çalışmasında Yüksek Sıcaklık Gaz Soğutmalı Reaktörleri, gaz türbini ve buhar türbini çevrimleriyle birlikte kullanıldığı nükleer güç tahrikli santraller tanıtılıp, bu santrale ait hesaplamalar yapılarak, termodinamik uygunluğu tartışılmaktadır. Çalışmanın ilk bölümünde nükleer reaktörlerden, güç ve ısı kullanımının aynı anda olabildiği, HTGR (High Tempreture Gas Cooled Reactor) Yüksek Sıcaklık Gaz Soğutmalı Reaktörler tanıtılmaktadır. Yüksek Sıcaklık Gaz Soğutmalı Reaktörler hakkında genel bilgiler ve tarihsel gelişimi verildikten sonra ikinci bölümde Siemens tarafından 1998 yıllında İngiltere'de yapılmış olan Seabank 755 MW gücündeki doğalgaz ile çalışan çevrim gözönüne alınarak, doğalgazın yerine nükleer reaktör ile güç üretilmesi durumunda oluşturulan yeni tesis için hesaplamalar yapılmaktadır. İkinci bölümde seçtiğimiz devre tanıtılıp; kapalı devre gaz dolaşım devresinin sayısal çözümlemeleri ile, devrenin termodinamik güç ve verim ifadeleri hesaplanmaktadır. Bölüm 2.4.1' de ise, seçtiğimiz devrenin buhar kısmının hesaplamaları yapılarak, yeni oluşturulan tesise ait tüm termodinamik hesaplamalar çözümlenmektedir. Üçüncü bölümde, verimi yüksek olan Reküparatörlü Gaz ve Buhar çevrimi gözönüne alınarak ekserji analizi yapalmakta ve termodinamiğin ikinci yasası kullanılarak her bir bileşenin verimi hesaplanmaktadır. Sonuçlar ve tartışma bölümünde; çalışmakta olan doğalgaz santralinde doğalgaz yerine Yüksek Sıcaklık Gaz Soğutmalı Reaktör kullanımının termodinamik açıdan uygunluğu tartışılmakta ve uygun olmadığı vurgulanmaktadır.

In this thesis, the nuclear power plants will be introduced, the calculations will be done and the convenience of power plants will discussed on the circuit that we have choosed. In the first part of this study, High Temperatue Gas Cooled Reactor (HTGR) will be introduced, where usage both power and heat can be extracted at from nuclear reactors. General information about this reactor will be given after representing historical developments. In the second part, Seabank 755 MW powered natural gas cycle that has been made in 1998, in England by Siemens, by taking care of vapor part, instead of natural gas the possibility of nuclear reactor and power generator will be discussed and all of our calculations will be made performed according to this situation. The cycle that we have choosen in the second part will be introduced, and that numerical solutions will be done for closed gas cycle. After than the thermodynamic calculations will be analysed. The vapor part of the cycle that we have choosen section 2.4.1 will be analysed, and all the thermodynamic calculations will be performed. In the third part taking care of the most efficient Gas and Vapor Turbine Cycle with Recuparator' s exerji will be analysed and by using the second law thermodynamic' s, all the pieces' s efficiency of all parts will be calculated. In the result and discussion part, instead of working natural gas in the natural gas plant, the usage of HTGR' s convenience will be done.