Bir kritik üstü santralin enerji ve ekserji analizi

Abstract

Günümüz dünyasında enerji her geçen gün daha büyük bir ihtiyaç haline gelmektedir. Ülkelerin sanayileri geliştikçe, nüfusları arttıkça enerji gereksinimleri artmış ve bu sebepten sahip oldukları enerji kaynakları daha nitelikli bir şekilde incelenir olmuştur. Günümüzde dünyanın ve ülkelerin birincil enerji rezerv miktarları ve dayanacağı süreler hesaplanmaktadır. Bu süre insan ömrü açısından değerlendirildiğinde uzun gibi görünse de insanlık bazında değerlendirildiğinde çok kısadır. Bu sürenin artırılması için enerji üretiminin yüksek verimle sağlanması ve yeni enerji kaynaklarının bulunması günümüzdeki yaygın yaklaşımdır. Günümüzde enerji üretiminde yaygın olarak kullanılan termik santrallerin başlıcaları Rankine ve Brayton çevrimlerine ya da ikisinin birleşimi olan kombine çevrime göre çalışmaktadır. Buhar çevrimli santraller en eski santrallerdendir. Bu tip santrallerin verilerini artırmak için birçok yöntem kullanılmış ve kullanılmaktadır. Ancak bu tip santrallerin verimleri hala yüksek değildir. Günümüz teknolojisinin gelişmesinin sağladığı imkânlarla eskiden uygulanamayan birçok yöntem artık uygulanabilmektedir. Bu yöntemlerin en önemlilerinden biri iş akışkanın kritik noktası üzerinde çalıştığı yani iş akışkanının kritik basınç ve kritik sıcaklık noktasının üzerinde olduğu kritiküstü termik santrallerdir.Bu tip santrallerde akışkan kritik noktasında buharlaşma gizli ısısı almadan buharlaşacağı için birim iş elde etmek için harcanacak ısı miktarı azalacaktır. Böylelikle termik verim yükselecek, çevre ve yakıt maliyetleri azalacaktır. Yüksek verimli sistemler sayesinde kirleticilerin Dünya'ya verdiği zarar da azalacaktır. Ayrıca kullanıcılar daha ucuz elektrik kullanma fırsatı bulacaklardır.Kritiküstü termik santrallerde, termik verimi artırmak amacıyla santrallerde kullanılan ara buhar çekme, besleme suyu ısıtıcısı kullanma, ara kızdırma gibi birçok yöntem de kritiküstü basınçta çalışma yöntemi yanında kullanılabilmektedir.Bu çalışmada kritiküstü çevrimlerin tipleri, kritiküstü santrallerin dünyadaki yeri ve bir kritiküstü termik santralin 1. ve 2. yasa analizleri yapılacaktır.