Я интересуюсь точными и естественными науками.Кроме этого веду каналы в соцсетях, пишу... · 19 апр 2022
Для начала нужно понимать, что на АЭС энергия преобразуется трижды.
- Ядерная энергия преобразуется в тепловую. Внутри реактора происходит цепная реакция деления урана, процесс сопровождается выделением тепла. Разумеется, оно никуда не исчезает, в реакторе есть специальный теплоноситель, который нагревается и передаёт это тепло на парогенератор.
- Тепловая энергия превращается в механическую. В парогенераторе теплоноситель нагревает воду, которая превращается в пар.
- Механическая энергия преобразуется в электрическую. Пар вращает турбину, в результате и получается электричество.
Вроде бы, всё просто. Но остаются вопросы. Разберём устройство АЭС на примере реактора ВВЭР (водо-водяной энергетический реактор), самого распространённого в мире типа реакторов (в мировой классификации их обозначают PWR).
РЕАКТОР. В активной зоне реактора находятся стержни с топливом (чаще всего это оксид урана). При пуске реактора создаются условия, при которых из ядер урана вылетают нейтроны. У них довольно высокая скорость, и часть из них врезается в соседние ядра. Эти ядра раскалываются на две примерно равные части, при этом появляются 2-3 новых нейтрона. Процесс повторяется. Это и есть цепная реакция (её часто изображают, как принцип домино).
ПАРОГЕНЕРАТОР. Внутри парогенератора тоже вода, но уже меньшего давления (60 атмосфер). Она «снимает» тепло с первого контура, но не соприкасается с водой внутри него. Этого тепла достаточно, чтобы образовался пар. Пар поступает на турбину, где заставляет вращаться лопасти (это вращение и становится электричеством в генераторе). Далее пар поступает в конденсатор, где остывает и снова поступает в парогенератор. Это второй контур. Он также замкнутый, но в отличие от первого контура вода/пар в нём не радиоактивны.
КОНДЕНСАТОР. По своему устройству он напоминает парогенератор. Но есть принципиальное НО: второй контур (пар из парогенератора) охлаждается за счёт воды извне. Эта вода поступает из пруда-охладителя (теперь вы понимаете, почему рядом с АЭС есть водоёмы). Иногда пруда мало, и тогда приходится строить огромные сооружения — градирни. Их часто называют трубами, но правильнее — охладительными башнями. Из конденсатора нагретая вода подаётся внутрь градирни, где частично вода испаряется. За счёт испарения и конденсации на стенках башни в целом вода остывает и снова попадает в конденсатор. ВАЖНО: из градирен в атмосферу попадает только чистый пар, никаких вредных выбросов нет.
Принцип работы АЭС как генератора эл.энергии очень прост - ядерный реактор подогревает воду до очень высоких температур, горячий пар, проходя через лопатки (лопасти) турбин генератора вращает их, таким образом создавая электрическую энергию. Тот же принцип используется и на теплоэлектростанциях, только вместо ядерного реактора используется твердотопливный или газовый... Читать далее