Türkiye'de kurulması planlanan III+ nesil bir nükleer enerji santrali için termal verimlilik hesabı
Thermal efficiency calculation for a planned III+ generation nuclear power plant to be built in Turkey
Yazar: VOLKAN TÜRKEŞ
Danışman: PROF. DR. AYDOĞAN ÖZDAMAR
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Nükleer Mühendislik = Nuclear Engineering

Özet:
Bu tez projesinin amacı, Türkiye'de kurulması planlanan 3+ nesil bir nükleer enerji santralinin sahaya özgü deniz sıcaklık değeri kullanılarak sistemin enerji analizini yapmak ve santralin termal verimliliğini hesaplamaktır.

Bu hesaplama yapılırken 3+ nesil bir nükleer enerji santralinin ısı akış diyagramı oluşturulmuştur. Kabul edilen (varsayılan) tasarım parametreleri, termodinamiğin kanunlarından faydalanarak kütlenin ve enerjinin korunumu formüllerinde yerine koyulmuştur. Bu işlem her ekipman özelinde gerçekleştirilmiş ve böylelikle sistemin ekipman bazında enerji analizi gerçekleştirilmiştir. Her bir ekipmana özgü enerji değerleri hesaplandıktan sonra sistemin net termal verim değeri hesaplanarak %36.61 olarak bulunmuştur.

Termodinamik analiz metoduyla hesaplanan değerlerin doğrulanması Cycle-Tempo adlı bir program kullanılarak sağlanmıştır. Bunun için tasarlanan ısı akış diyagramı, Cycle-Tempo programında çizilmiştir. Santral modellenirken bazı sadeleştirilmelere ve kabullenimlere başvurulmuştur. Termodinamik analiz metoduyla sistemde üretilen net iş değeri, Cycle-Tempo programına girilmiş ve program çalıştırılmıştır. Program sistemin ürettiği net termal verim değerini %36.91 olarak hesaplamıştır.

Kabul edilen ısı akış diyagramı ve tasarım parametrelerinin yanı sıra sahaya özgü sıcaklık değeri olan 15.56 ℃ deniz suyu sıcaklığı kullanılarak, termodinamik analiz metoduyla ve Cycle-Tempo programıyla hesaplanan santralin net termal verim değerlerinin; literatürde yer alan 3+ nesil bir nükleer enerji santralinin öngörülen termal verim değeri olan %36-38 aralığında olduğu kanıtlanmıştır.

Abstract:
The aim of this thesis project is to make energy analysis and to calculate the thermal efficiency of a 3+ generation nuclear power plant by using site specific sea water temperature value that is planned to be deployed in Turkey.

While making this calculation, a heat flow diagram of a 3+ generation nuclear power plant was created. The accepted (assumed) design parameters are applied to the conservation of mass and energy using the laws of thermodynamics. This process was carried out for each equipment and thus, energy analysis was performed based on each equipment of the system. After calculating the energy values specific to each equipment, the net thermal efficiency value of the system was calculated and found as 36.61%.

The values calculated by the thermodynamic analysis method were validated using a program called Cycle-Tempo. The heat flow diagram designed for this was drawn in the Cycle-Tempo program. Some simplifications and assumptions were applied while modeling the plant. The net work value produced in the system with the thermodynamic analysis method was entered into the Cycle-Tempo program and the program was run. The program calculated the net thermal efficiency value produced by the system as 36.91%.

Net thermal efficiency values of the power plant calculated with thermodynamic analysis method and Cycle-Tempo program are within the range of 36-38% which is the predicted thermal efficiency value of a 3+ generation nuclear power plant in the literature by using the accepted heat flow diagram and design parameters, as well as 15.56 ℃ seawater temperature specific to the site.