Kako deluje jedrska elektrarna?

kako deluje jedrska elektrarna

Jedrska elektrarna je industrijski obrat, ki proizvaja elektriko z izkoriščanjem jedrske energije, ki se sprosti kot toplotna energija med verižno reakcijo jedrske cepitve v reaktorski posodi. Marsikdo ne ve, kako jedrska elektrarna deluje.

Iz tega razloga vam bomo podrobno povedali kako jedrska elektrarna deluje od znotraj.

Glavni elementi jedrske elektrarne

delovanje jedrske elektrarne

Jedrski reaktor je glavni element elektrarne, saj vsebuje jedrsko gorivo (običajno uran) in je opremljen s sistemi, ki omogočajo zagon, vzdrževanje in nadzorovano zaustavitev jedrske reakcije. Delovanje jedrske elektrarne je podobno delovanju klasične termoelektrarne, v kateri toplotna energija nastaja z zgorevanjem fosilnih goriv. Nasprotno pa jedrski reaktor pridobiva toplotno energijo iz verižnih reakcij jedrske fisije, ki se zgodijo v atomih urana, ki so prisotni v jedrskem gorivu.

Ustvarjena toplotna energija se uporablja za segrevanje vode, dokler ne doseže točke izhlapevanja in pri visokem tlaku in temperaturi postane para. Ta para Poganja turbino, povezano z generatorjem, ki pretvarja mehansko energijo, ki nastane pri vrtenju turbine, v električno energijo.

Čeprav obstaja več vrst jedrskih reaktorjev, izstopata dve posebni zasnovi, ki skupaj predstavljata več kot 80 % od skoraj 450 operativnih enot po vsem svetu: reaktor z vodo pod tlakom (PWR) in reaktor z vodo pod tlakom (BWR).

Delovanje vodnega reaktorja pod tlakom (PWR)

jedrski reaktor

Bistveno je vedeti, da med jedrsko cepitvijo jedra težkih atomov, ki jih zadenejo nevtroni, razpadejo na manjša, lažja jedra. Pri tem procesu se sprosti energija, ki veže protone in nevtrone in povzroči emisijo dveh ali treh nevtronov. Ti oddani nevtroni Sposobni so inducirati dodatne cepitve z medsebojnim delovanjem z drugimi težkimi jedri, ki bodo nato sprostila več nevtronov in ohranila cikel. Ta kaskadni učinek je znan kot verižna reakcija jedrske fisije.

Delovanje jedrske elektrarne lahko povzamemo v naslednje faze:

  • V jedrskem reaktorju, Uran je podvržen cepitvi, ki ustvari znatno količino energije, ki segreva visokotlačno hladilno vodo, ki kroži po sistemu. Ta segreta voda se nato prenese skozi primarni krog do izmenjevalnika toplote, znanega kot generator pare, kjer olajša proizvodnjo vodne pare.
  • Sklop turbina-generator sprejema paro skozi sekundarni krog. Ob prihodu para vrti lopatice turbine. To vrtenje turbinske gredi nato poganja alternator, ki pretvarja mehansko energijo v električno.
  • Ko gre vodna para skozi turbino, gre v kondenzator, kjer se ohladi in pretvori nazaj v tekočo vodo.
  • Voda se nato vrne v generator pare, da ponovno proizvede paro, ki deluje v zaprti zanki.

Ključni sestavni deli jedrske elektrarne

notranjost jedrske elektrarne

Prej smo rekli, da je jedrski reaktor naprava, ki je zasnovana za sprožitev, vzdrževanje in prekinitev verižnih fisijskih reakcij na nadzorovan način, opremljena s potrebnimi mehanizmi za odvzem proizvedene toplote. Reaktor je glavni element elektrarne in deluje kot prostor za shranjevanje jedrskega goriva.

Glavni elementi jedrske elektrarne so:

  • Gorivo: To je material, v katerem potekajo cepitvene reakcije, ki običajno uporabljajo obogateni uranov dioksid. Ta snov ima dvojno funkcijo: deluje kot vir energije in kot dobavitelj nevtronov, potrebnih za vzdrževanje verižne reakcije. Na voljo je v trdni obliki, sestavljeno iz cilindričnih tablet, ovitih v kovinske palice, dolge približno štiri metre.
  • Moderator: Snov, ki zmanjša hitrost hitrih nevtronov, ki nastanejo med cepitvijo, s čimer olajša dodatne cepitve in ohranja verižno reakcijo.
  • hladilno sredstvo: To je ista voda, ki deluje kot moderator in se uporablja za odvajanje toplote, ki nastane zaradi fisijske reakcije, do katere pride v uranovem gorivu.
  • Kontrolne vrstice: So krmilne komponente reaktorja in delujejo kot absorberji nevtronov. Te palice, sestavljene iz borovega karbida ali indij-kadmija, omogočajo neprekinjeno upravljanje populacije nevtronov, zagotavljajo stabilnost reaktorja in olajšajo njegovo zaustavitev, kadar je to potrebno.
  • oklep: Služi za preprečevanje uhajanja sevanja in nevtronov iz reaktorja v zunanje okolje. Običajno se za ta namen uporabljajo materiali, kot so beton, jeklo ali svinec.
  • Varnostne lastnosti: Vsak jedrski objekt je opremljen s številnimi varnostnimi sistemi, ki preprečujejo izpust radioaktivnosti v okolje, vključno z zadrževalno strukturo.
  • Regulator tlaka: Je kritična komponenta primarnega hladilnega kroga. Ta regulator vzdržuje ravnotežje med tekočo in parno fazo v pogojih nasičenja, da učinkovito upravlja tlak v reaktorju.
  • Reaktorska posoda: Obdaja jedrski reaktor, kjer pride do verižne cepitvene reakcije. Jedro te posode je sestavljeno iz gorivnih elementov.
  • Parni generatorji: Delujejo kot toplotni izmenjevalniki, v katerih teče hladilna voda primarnega kroga skozi obrnjene cevi v obliki črke U in svojo toplotno energijo prenaša na vodo sekundarnega kroga ter jo tako pretvarja v vodno paro.
  • Zadrževalna zgradba: To je ohišje, ki vsebuje hladilni sistem reaktorja skupaj z več pomožnimi sistemi in deluje kot zaščitna pregrada med normalnim delovanjem, ki učinkovito preprečuje uhajanje onesnaževal v zunanje okolje. V povezavi z drugimi varnostnimi sistemi ima ključno odgovornost za preprečevanje morebitnega izpusta fisijskih produktov v ozračje v primeru nesreče.
  • turbina: Objekt je zasnovan tako, da zajema vodno paro iz generatorjev pare in pretvarja njeno energijo v rotacijsko mehansko energijo prek lopatic. Več delov je namenjenih raztezanju pare. Gred je varno pritrjena na gred alternatorja.
  • Alternator: Naprava, ki proizvaja električno energijo s pretvorbo rotacijske mehanske energije turbine v srednje napetostno in visoko intenzivno električno energijo.
  • Transformator: Naprava za dvig napetosti električne energije, ki jo proizvaja alternator, da se zmanjšajo izgube pri njenem prenosu do odjemnih mest.
  • Hladilna voda: Voda iz reke, akumulacije ali morja služi za kondenzacijo vodne pare v kondenzatorju. To vodo je mogoče vrniti neposredno v prvotni vir, znan kot odprta zanka, ali reciklirati skozi hladilni stolp v sistemu zaprte zanke.
  • Hladilni stolpi: Omogočajo odvajanje dela preostale toplote, ki nastane pri proizvodnji električne energije, v ozračje, ki služi kot vir hladu. Ta sistem se uporablja za hlajenje vode, ki kroži skozi kondenzator, ki je sestavni del pomožnega hladilnega kroga naprave.
  • Kondenzator: Toplotni izmenjevalnik je sestavljen iz niza cevi, ki olajšajo kroženje hladilne vode. Uparjena voda, ki vstopi v kondenzator iz turbine, se utekočini in preide v tekočo fazo. Ta proces ustvari vakuum, ki izboljša učinkovitost delovanja turbine.

Upam, da boste s temi informacijami izvedeli več o delovanju jedrske elektrarne od znotraj.


Pustite svoj komentar

Vaš e-naslov ne bo objavljen. Obvezna polja so označena z *

*

*

  1. Za podatke odgovoren: Miguel Ángel Gatón
  2. Namen podatkov: Nadzor neželene pošte, upravljanje komentarjev.
  3. Legitimacija: Vaše soglasje
  4. Sporočanje podatkov: Podatki se ne bodo posredovali tretjim osebam, razen po zakonski obveznosti.
  5. Shranjevanje podatkov: Zbirka podatkov, ki jo gosti Occentus Networks (EU)
  6. Pravice: Kadar koli lahko omejite, obnovite in izbrišete svoje podatke.