Jak działa elektrownia jądrowa (NPP).
Jednym ze sposobów walki z zanieczyszczeniem środowiska jest przejście na czystsze źródła energii elektrycznej. Źródła te dzisiaj słusznie obejmują elektrownie jądrowe (EJ)… W samej Europie dzięki elektrowniom jądrowym NIE uwalnia się rocznie do atmosfery ponad pół miliarda ton dwutlenku węgla, który z pewnością stałby się poważnym źródłem zanieczyszczeń, gdyby energia pozyskiwana była ze spalania węglowodorów.
Dzięki elektrowniom jądrowym, które działają 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu, wiele domów i firm na całym świecie jest stale zaopatrywanych w energię elektryczną. Do tego stacje zatrudniają wielu specjalistów i są to przyzwoicie płatne prace.
Co to jest elektrownia jądrowa? Dowiedzmy się, jak to działa i jak to działa.
Elektrownie jądrowe (NPP) są typem elektrownie cieplne.
Źródłem energii cieplnej na tych stacjach jest proces rozszczepienia jądrowego atomów uranu i plutonu, które są głównym źródłem paliwa jądrowego, przeprowadzany w reaktorach jądrowych.Stosowanym czynnikiem chłodzącym jest woda lub gazy pompowane przez kanały reaktora i generatory pary. Powstała para jest podawana do turbin parowych, które napędzają generatory, podobnie jak w konwencjonalnych elektrowniach cieplnych.
Pierwsza na świecie elektrownia jądrowa została zbudowana w ZSRR w 1954 roku.
Każda elektrownia jądrowa jest złożonym kompleksem urządzeń, urządzeń i konstrukcji, których celem jest wytwarzanie energii elektrycznej, a specjalną substancją jest tu paliwo — uran-235… W procesie rozszczepienia jąder uranu-235 uwalniana jest ogromna ilość energii jądrowej, którą łatwo zamienia się w ciepło, a ciepło w energię elektryczną.
Kanclerz nuklearny — serce elektrowni jądrowej, ponieważ jest wypełnione paliwem jądrowym, a wewnątrz reaktora zachodzi kontrolowana reakcja łańcuchowa rozszczepienia uranu-235. Neutrony działają na niestabilne jądra uranu-235, powodując ich rozpad i uwalnianie energii.
Wniosek jest taki, że w jądrze izotopu uranu-235 zastosowanego w reaktorze trzy neutrony nie wystarczą do stabilności, dlatego jądro tego pierwiastka jest bardzo niestabilne i łatwo dzieli się na dwie części, warto neutron lecący z prędkością pewną prędkość, aby go uderzyć.
Gdy tylko taki neutron wejdzie do niestabilnego jądra, rozpada się uwalniając energię, ale jednocześnie 2-3 nowe neutrony wylatują z już rozbitego jądra, rozszczepiają inne jądra itp. — tak zachodzi reakcja łańcuchowa rozszczepienia z jąder uranu-235. Aby zapobiec wybuchowi, należy kontrolować neutrony działające jak bezpiecznik – nie wprowadzać zbyt wielu neutronów do paliwa.
W reaktorach jądrowych wyposażonych w działające elektrownie energia generowana jest w elementach paliwowych (prętach paliwowych). W najprostszym przypadku element paliwowy można przedstawić jako pręt (rdzeń) zawierający paliwo jądrowe (na przykład dwutlenek uranu) i zamknięty w płaszczu z materiałów konstrukcyjnych.
Podczas rozszczepienia jąder uranu jego fragmenty odlatują z dużą prędkością, ale praktycznie nie opuszczają rdzenia, ponieważ zwalniają w nim, przekazując swoją energię atomom i ogrzewając rdzeń.
Ciepło uwalniane w rdzeniu ogniwa paliwowego to energia, która następnie zamieniana jest na energię elektryczną w złożonym procesie jej konwersji w układzie wymiennik ciepła – turbina parowa – generator.
Fragmenty rozszczepienia poruszające się w rdzeniu elementu paliwowego „wypierają” atomy, zaburzają strukturę krystaliczną materiałów, z których są wykonane, i prowadzą do zmiany ich właściwości fizycznych. Im dłużej element paliwowy pracuje w reaktorze, tym bardziej zmieniają się właściwości rdzenia, tym więcej gromadzi się w nim radioaktywnych fragmentów.
Paliwo wprowadzane jest do strefy roboczej reaktora w specjalnych tubach, które są umieszczone w moderatorze zdolnym do zamiany energii neutronów na ciepło. W retarderze pręty zanurzeniowe wykonane z materiału pochłaniającego neutrony bardzo precyzyjnie kontrolować szybkość reakcji... Im wyżej pręty są uniesione, tym więcej neutronów oddziałuje odpowiednio na paliwo, im niżej są one opuszczane do reaktora, tym mniej intensywnie przebiega reakcja.
Schemat działania elektrowni jądrowej z podwójnym pętlą ciśnieniowego reaktora wodnego (WWER).
Geograficznie reaktor jest zlokalizowany w hali reaktora głównego budynku EJ, znajduje się również basen do przechowywania paliwa jądrowego oraz maszyna ładująca. Obszar roboczy, w którym faktycznie zachodzi reakcja, jest wzniesiony w specjalnym betonowym szybie wyposażonym w System sterowania (do wyboru trybu pracy) i zabezpieczenia, dzięki którym w razie zagrożenia można szybko zatrzymać reakcję.
Ciepło ze strefy roboczej reaktora jądrowego jest odprowadzane za pomocą ciekłego lub gazowego chłodziwa, które przepływa bezpośrednio przez strefę roboczą reaktora. Ciepło zgromadzone przez czynnik grzewczy jest następnie przekazywane do wody w generatorze pary, gdzie wytwarzana jest para.
Para pod ogromnym ciśnieniem przekazuje swoją energię mechaniczną generator turbinyktóry wytwarza energię elektryczną, która jest następnie przesyłana linii elektroenergetycznych (linii elektroenergetycznych) — konsumentom. Turbina wraz z wytwornicą pary zainstalowana jest w turbinowni, z której energia elektryczna przesyłana jest przewodami do transformatora, a następnie do linii elektroenergetycznej.
Na terenie elektrowni jądrowej znajduje się również budynek, w którym składowane jest wypalone paliwo jądrowe w basenach. A duże rury w formie wież, zwężone u góry, to chłodnie kominowe - elementy obiegowego systemu chłodzenia, który obejmuje również staw chłodzący (naturalny lub sztuczny zbiornik) i baseny natryskowe.
Nawiasem mówiąc, odpady powstałe po reakcji są częściowo poddawane recyklingowi, a reszta jest przechowywana w specjalnych pojemnikach, które chronią zawartość przed przedostaniem się do środowiska. Tym samym dzisiejsza energia jądrowa jest przyjazna dla środowiska.A same elektrownie jądrowe nie wytwarzają szkodliwych emisji do atmosfery, a jednocześnie są dość kompaktowe i bezpieczne.
Zobacz też: