Jaderné elektrárny
Princip a funkce jaderné elektrárny, používané palivo. Jednotlivé technologické okruhy. Výhody a nevýhody jaderných elektráren
- Reaktor
- Primární okruh
- Výměník tepla
- Sekundární okruh
- Turbína
- Alternátor
Jaderné elektrárny umožňují získávání tepla ze štěpné reakce, ke které dochází štěpením přírodního uranu, obohaceného uranu nebo plutonia. Jaderné elektrárny pracují na principu štěpení těžkých jader atomů uranu 235U a 238U a plutonia 242Pu. Neutrony vyzařuje pouze izotop 235U, záření gama izotop 238U, a to jen tehdy, dopadne-li do jeho jádra neutron. Pohltí-li však neutron jádro izotopu 235U, dojde k jeho rozštěpení. Dopadem pomalého neutronu, pokud je pohlcen jádrem, dojde nejčastěji ke štěpné reakci. Každý atom izotopu uranu uvolní při rozštěpu asi 31 pikojaulů tepla, při tom vzniknou dvě jádra středně těžkých prvků, která se dále rozpadají (jsou nestabilní). Uvolněná energie má podobu záření (9%) a jednak kinetické energie (83,5%), která má největší význam pro výrobu energie . Štěpnou reakcí se pohybová energie mění na tepelnou a v palivovém článku se vytváří teplota asi 280°C, ta se odvádí chladícím médiem (lehká voda), protože štěpnou reakcí dochází k radioaktivnímu zamoření chladícího média používá se ve většině typů elektráren dvouokruhové uspořádání. Chceme-li ovlivňovat výkon reaktoru používá se absorpční materiál (moderátor), který umožňuje pohlcování volných neutronů a tím omezuje výkon reaktoru. Mimo moderátoru jsou používány regulační tyče se stejnou funkcí. Uspořádání paliva a moderátoru může být homogenní nebo heterogenní.
Primární okruh:
Zdrojem tepla je štěpný materiál uložený v aktivní zóně reaktoru ve formě palivových článků. Teplo z aktivní zóny se odvádí chemicky upravenou vodou, která proudí kolem palivových proutků cirkulačními smyčkami. Smyčku uzavírá cirkulační čerpadlo a její součástí je kompenzátor objemu a barbotážní nádrž.
Výroba páry:
V reaktoru se ohřívá voda na teplotu asi 280°C a je tlačena do parogenerátoru. Prostřednictvím teplosměnné soustavy se předá teplo vodě v sekundárním okruhu. Soustava je tvořena asi 5000 trubkami, které umožňují toto předání tepla. Voda v sekundárním okruhu se mění na páru a sekundární okruh při tlaku asi 4,5MPa dodává do jednotlivých bloků turbín páru o teplotě 260°C.
Sekundární okruh:
Z parogenerátoru je odváděna pára do kondenzační turbíny, která má tři části. Jedna vysokotlaká část a dvě nízkotlaké části. Při průchodu turbínou se pára ochlazuje, zvyšuje svoji vlhkost a proto se vede do separátoru (přehřívák) a zpětně se vrací na turbínu. Na výstupu turbíny odchází pára do chladících věží kde kondenzuje prostřednictvím proudícího vzduchu (komínový efekt). Při plném provozu elektrárny odchází do ovzduší z osmi chladících věží 1 m3/s.
Výroba el.energie – generátor:
Jednotlivé bloky mají výkon 220MW a výstupní napětí je 15,75 kV, chladí se vodou a příkon čerpadla je 1,81 MW a dodává se 688 t vody za hodinu.