Zjednodušeně můžeme říci, že jaderná elektrárna je tepelná elektrárna a od klasické tepelné elektrárny se liší v podstatě jen zdrojem tepla potřebného ke vzniku páry. Teplo nevzniká spalováním fosilního paliva, ale štěpením uranu U235 v jaderném reaktoru. Vzniklá pára pohání turbínu a generátor vyrábí elektrickou energii. První elektrický proud "z jádra" byl vyroben v roce 1954. Jaderné elektrárny, pracující dnes v mnoha zemích světa, se liší jak typem reaktorů, tak i různým konstrukčním a stavebním provedením. Budeme věnovat pozornost pouze elektrárnám dvouokruhovým s lehkovodním tlakovým reaktorem. Obě naše jaderné elektrárny jsou právě tohoto typu.
Jaderná část elektrárny (primární okruh) je soustředěna v hermeticky uzavřené betonové budově, tzv. ochranné obálce neboli kontejnmentu. Jaderný reaktor je zdrojem tepla, kterým se v parogenerátorech v sekundárním okruhu ohřívá voda až na teplotu varu a vzniklá pára se odvádí do nejaderné části. V ochranné obálce jsou dále oběhová čerpadla pro zajištění proudění chladiva (vody) mezi reaktorem a parogenerátory. V sousedství reaktoru je bazén použitého paliva, kam se na několik let ukládají kazety s použitým palivem, než bude převezeno do meziskladu použitého paliva.
Nejaderná část elektrárny se prakticky neliší od běžné tepelné elektrárny a je tvořena sekundárním a chladicím okruhem. Horká pára z parogenerátorů se přivádí do vícestupňové parní turbíny. Roztočená turbína pohání generátor elektrického proudu, který se po transformaci na velmi vysoké napětí přivádí do rozvodné sítě. Z turbíny přichází pára do kondenzátoru, ve kterém po ochlazení zkapalní a vrací se zpět do parogenerátoru. Chlazení páry zajišťuje voda, cirkulující chladicím okruhem mezi kondenzátorem a chladicími věžemi. Voda ohřátá v kondenzátoru se v chladicí věží ochlazuje proudícím vzduchem.
Ukažte myší na vybranou část elektrárny - zobrazí se její popis
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
| primární o. |
sekundární o. |
chladicí o. |
|
Palivový cyklus jaderných elektráren je poměrně složitý. Začíná těžbou uranové rudy a jejím chemickým zpracováním. K získání 1 kg jaderného paliva jsou třeba 2 až 4 tuny uranové rudy. Nahradí se tím až 100 tun kvalitního černého uhlí. Z rozemleté rudy se získá žlutý koncentrát oxidu uranu U3O8, obsahující minimálně 65 % přírodního uranu. Z něho se rafinuje čistý kovový uran a obohacuje izotopem 92U235 z přírodních 0,7 % na 2,5 až 4 %.
Výroba paliva začíná přeměnou na oxid uraničitý UO2, který se lisuje do malých pelet (o hmotnosti asi 5 g). Pelety se vkládají do hermeticky uzavřených trubek ze zirkonové slitiny a vytvářejí palivové proutky. Svazek palivových proutků tvoří palivovou kazetu (palivový soubor, palivový článek). Například v každém reaktoru JE Temelín je uloženo 163 palivových kazet, každá kazeta je sestavena z 312 palivových proutků. Každý proutek obsahuje asi 370 pelet.
Použité palivo se po několika letech nahrazuje palivem čerstvým a ukládá v meziskladu použitého paliva. Použité palivo obsahuje v průměru 95% 92U238, 3% štěpných produktů, 1% 92U235 a asi 1% nově vytvořeného plutonia 93Pu239. Pouze 3% štěpných produktů je možné považovat za skutečný jaderný odpad, protože zbytek může být po přepracování znovu využit jako palivo. Přepracování je však v současné době technicky i ekonomicky velmi náročné a provádí se jen v několika málo zemích. U nás se po několika desítkách let předpokládá trvalé uložení použitého paliva do hlubinného konečného úložiště.
|
|
Z našich jaderných elektráren
Dukovany
| Počet reaktorů: |
4 |
| Celkový elektrický výkon: |
1 720 MW |
Areál |
Šachta reaktoru |
Palivové kazety |
Turbogenerátor |
|
Temelín
| Počet reaktorů: |
2 |
| Celkový elektrický výkon: |
1 962 MW |
Areál |
Řez kontejnmentem |
Chladicí věž |
Informační střed. |
|
| V roce 1998 pracovalo na celém světě 435 jaderných reaktorů a dalších 30 bylo ve výstavbě. Na připojené mapce je vidět, že jaderná energetika (červené body) má největší zastoupení v průmyslově nejvyspělejších oblastech: v Evropě, severní Americe a ve východní Asii. Nejvýznamnější naleziště uranu jsou na mapě označena modrými body. |
(Kliknutím zvětši) |