Bir nükleer santralin soğutma suyu sıcaklığına bağlı enerji ve ekserji analizi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Hacettepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kimya Mühendisliği A.B.D., Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: HÜLYA ESEN
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Selis Önel Kayran
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:
Dünyada ve ülkemizde teknoloji ve endüstrinin gelişmesiyle daha fazla enerji üretimi için
verimli, temiz, çevreci ve sürdürülebilir sistemlere ilgi artmıştır. Nükleer güç santralleri
(NGS), fosil yakıta dayalı enerji santrallerine alternatif, düşük karbon ve yüksek enerji
yoğunluğuna sahip nükleer yakıt kullanan ve kesintisiz elektrik üretebilen güvenli
sistemlerdir. Isı kaynaklı tüm enerji sistemlerinde olduğu gibi nükleer santrallerde açığa
çıkan ısı enerjisinin tamamı kullanılabilir iş enerjisine dönüştürülememektedir. Bu
sistemlerde yapılacak enerji ve ekserji analizleri ile sistem ve çevrenin etkileşimlerini
anlamak ve çevre koşullarını değiştirerek sistemden elde edilebilecek verimliliği
arttırmak mümkündür. Termodinamiğin ikinci yasasına bağlı olan ekserji hem sistem
hem de soğutma suyunun elde edildiği çevre (ölü durum) koşullarına bağlıdır. Dolayısı
ile çevre sıcaklığı sistemin verimini etkilemektedir. Bu çalışmada, enerji ihtiyaçlarına istinaden gelecekte ülkemizde Karadeniz bölgesinde
kurulabilecek bir NGS için enerji ve ekserji analizleri, İran’da bulunan ve VVER (Voda-
Vodyanoi Energetichesky Reactor) tipi basınçlı su reaktörü içeren Bushehr santralinin
literatür verileri kullanılarak yapılmıştır. NGS’de kondansatöre giren soğutma suyu
sıcaklığının sistemin ekserji verimliliğine etkisi Karadeniz’in aylara göre deniz suyu
sıcaklığı değişimine bağlı olarak hesaplanmıştır. Bu hesaplamalar sonucunda deniz suyu
sıcaklığı mart ayında görülen en düşük 9,1 °C’den ağustos ayında en yüksek 24,7 °C’ye
arttıkça NGS’nin yüzdelik enerji veriminin %34,19’dan %33,58’e düştüğü bulunmuştur.
Deniz suyu sıcaklığının artması türbinlerden üretilen toplam işin azalmasına sebep
olmuştur. Bunun sonucunda yüzdelik ekserji verimi %34,68’den %34,08’e düşmüştür.
Aynı ay için hesaplanan ekserji ve enerji verimi karşılaştırıldığında, ekserji verimi enerji
veriminden yaklaşık olarak %0,5 daha fazla bulunmuştur. Sistemin en verimli çalıştığı ve
deniz suyu sıcaklığının en düşük olduğu mart ayı için elde edilen en düşük ekserji yıkımı
ve tersinmezlik yüzdesi sırasıyla 1938,80 MW ve %64,57 olarak tespit edilmiştir.