Upload
darko01
View
1.815
Download
4
Embed Size (px)
Citation preview
NUKLEARNE
ELEKTRANEDarko Gal VIII4
Sta je nuklearna elektrana?
Nuklearna elektrana je vrsta
termoelektrane koja kao izvor energije
koristi toplinu dobijenu fisijama nuklearnog
goriva u (barem jednom) nuklearnom
reaktoru. Kao i u većini ostalih
termoelektrana, dobijena se toplina koristi
za proizvodnju pare koja pokreće parnu
turbinu spojenu na električni generator.
Prvi je korak izvlačenje nuklearne energije, pohranjene u jezgrima atoma nuklearnog goriva. Nuklearna se energija pretvara u toplotnu nuklearnom reaktoru, pomoću lančane reakcije nuklearne fisije. Dobijena toplotna energija se zatim treba odvesti iz reaktora. Mehanizam odvođenja topline ovisi o vrsti nuklearnog reaktora. Najveći broj reaktora koji su danas u pogonu su reaktori s vodom pod pritiskom (PWR - Pressurized water reactor). U takvoj vrsti reaktora tekuća voda oplakuje nuklearno gorivo i zagrejava se, te teče prema parogeneratoru. Parogenerator je izmenjivač topline koji odvaja primarni krug od sekundarnog. Voda potekla iz reaktora (voda primarnog kruga) ulazi u parogenerator i greje vodu sekundarnog kruga, a zatim se pomoću primarnih pumpi vraća u reaktor.
Delovi nuklearne elektrane
Konverzija energije iz nuklearne u električnu u nuklearnoj se elektrani obavlja posredno, u nekoliko koraka.
Voda sekundarnog kruga, koja se s primarnom vodom ne meša, preuzimanjenu toplinu kroz cevi parogeneratora ivri. Nastala para se privodi parnojturbini, gde predaje svoju energiju rotoruturbine (pretvorba toplotne u mehaničkuenergiju). Rotor turbine je na istoj osovinikao i rotor električnog generatora, čimese ostvaruje konačna pretvorba energijeu električnu. Para izašla iz turbine se odvodi u kondenzator, gdje se hladi ikondenzuje, pa se pomoću sekundarnihpumpi vraća u parogenerator, zatvarajućitako sekundarni krug.
Nuklearni reaktori Nuklearni reaktor u nuklearnim elektranama je
sprava u kojoj se odvija kontrolisana lančana reakcija nuklearne fisije. Postoji nekoliko podela energetskih nuklearnih reaktora prema tipu fisije koja se koristi, vrsti goriva, hladioca i moderatora.
Fisijom atoma goriva nastaju brzi neutroni, odnosno atomi velike energije. Ukoliko je reaktor takav da nastavlja lančanu reakciju koristeći brze neutrone, radi se o brzom reaktoru. Međutim, gotovo svi reaktori danas u upotrebi su termički reaktori - oni usporavaju neutrone pomoću moderatora. Usporavanje neutrona se još zove termalizacija, a usporeni neutroni termički.
NUKLEARNO GORIVO
Gorivo je najčešće prirodni ili obogaćeni
uranijum u formi metala ili oksida. U nekim
se elektranama koristi MOX (mixed-oxide)
gorivo, mešavina oksida plutonijuma i
urana.
HLADIOC
Hladioc, odnosno rashladni fluid, je medij
koji odvodi toplinu nastalu fisijama iz
nuklearnog reaktora. Često je hladioc
voda (obična ili teška), a može biti i
ugljenikov dioksid ili helijum. Kod brzih
reaktora hladioc je rastaljeni metal.
MODERATOR
Moderator je tvar koja usporava brze
neutrone nastale fisijama do termičkih
brzina, odnosno energija (manje od
jednog elektronvolta. Ovisno o tipu
reaktora, može biti voda (u tom slučaju je
voda ujedno i moderator i hladioc) ili
grafit. Brzi reaktori nemaju moderatora.
PAROGENERATOR Parogenerator je naprava koja se nalazi u
nuklearnim elektranama s tlakovodnim reaktorima. Pošto se u takvim elektranama vodi ne dopuštaključanje u reaktoru, a svejedno je potrebnoproizvesti paru za korištenje parnih turbina, tokvode se deli u dva kruga, primarni i sekundarni. Primarnim krugom teče voda koja toplinuproizvedenu fisijama odvodi iz reaktora i predajeje sekundarnoj vodi u parogeneratoru. Na sekundarnoj se strani vodi dozvoljava isparavanje(to se postiže nižim pritiskom sekundarnogkruga), te nastala para vrti rotore parnih turbina.
Parogenerator je komponenta nuklearneelektrane u kojoj se odvija predaja topline iz primarnog u sekundarni krug iisparavanje sekundarne vode. U donjemdelu se nalazi nekoliko hiljada U-cevi krozkoje teče primarna voda. Oko U-ceviteče voda sekundarnog kruga, koja s njihuzima toplinu. Para nastala vrenjemsekundarne vode odlazi prema gornjemdelu parogeneratora, gdje se nalazeseparatori vlage, koji osiguravaju da u pari koja odlazi prema turbinama nemakapljica tekuće vode.
Parogeneratori su velike komponente, mase preko stotinu tona, i visine dvadesetak metara. Ovisno o snazi, nuklearna elektrana će imati određen broj reaktora. Može se reći da na svakih tristotinjak megavata električne snage elektrane dolazi po jedan parogenerator. Pošto su nuklearne elektrane redovno
velike snage, u pravilu će imati barem dva parogeneratora.
VISOK NIVO OTPADA Mesečno se u svakom nuklearnom reaktoru
proizvede 20-30 tona otpada visokog nivoa.Predloženo je nekoliko metoda odlaganja otpada, uključujući ukop u stabilne geološke strukture, transmutaciju i odlaganje u svemir. Budući da svaka od metoda zahteva duze vreme za provođenje, trenutno se koristi privremeno skladištenje. Kako se nuklearno gorivo nema gde zbrinuti, neki eksperimentalni nuklearni reaktori ne proizvode otpad koji sadrži dugotrajne radioaktivne izotope, odnosno, spaljuju te izotope iz drugih reaktora preko preobrazaja u elemente s niskom radioaktivnošću.