ФОТО | Как работает АЭС и почему это всего лишь большой кипятильник для воды

Андрес Ингерман продолжает вести блог "Путь Атома" и рассказывать о том, что из себя представляют АЭС. Автор участвует в развитии проекта Эстонской АЭС с малым модульным реактором, так что это - ваша возможность получать информацию из первых рук!

На сегодня в мире работает 441 гражданский ядерный реактор. Эстонию окружает 14 реакторов (подробнее читайте здесь). Но что собой представляет современная атомная электростанция, как она устроена и из каких компонентов состоит? В этом материале мы постараемся разобраться в столь актуальном вопросе.

Ядерный реактор как большой кипятильник для воды

Большая часть АЭС во всем мире работает по принципу нагрева воды. Внутрь реактора помещается ядерное топливо – урановые топливные гранулы. Внутри этих топливных гранул происходит реакция деления, в ходе которой выделяется тепло.

Выделяемое тепло нагревает воду, которая, превращаясь в водяной пар, вращает лопасти паровой турбины. Энергия вращения лопастей турбины передается генератору, преобразующему ее в электрический ток, который поступает в сеть.

I этап – Ядерная энергия переходит в тепловую

В ходе управляемой цепной реакции распада урана-235 выделяется огромное количество тепла, которое передается воде, превращая ее в водяной пар.

II этап – Тепловая энергия переходит в механическую

Нагретый водяной пар вращает лопасти паровой турбины.

III этап – Механическая энергия преобразуется в электрическую

Энергия вращения лопастей турбины сначала передается в генератор. Там она преобразуется в электричество, которое затем поступает в сеть и которым мы все пользуемся.

Схема работы атомной электростанции

1. Реактор (устройство, где происходит нагрев воды).

2. Стержни безопасности (в каждом реакторе предусмотрено экстренное прекращение цепной реакции. Оно осуществляется опусканием в активную зону специальных стержней безопасности).

3. Ядерное топливо (топливные таблетки из диоксида урана).

4. Парогенератор (устройство, в котором вода превращается в пар. Существует отдельная разновидность реакторов, в которых вода преобразуется в пар непосредственно в реакторе).

5. Турбина высокого давления (внутри турбины разогретый водяной пар вращает лопасти).

6. Турбина низкого давления

7. Электрогенератор (устройство, в котором механическая энергия вращения турбины преобразуется в электричество).

8. Трансформатор

9. Конденсатор (устройство, где скапливается конденсированная вода, из которого она затем поступает обратно в систему нагрева).

10. Градирня (охлаждающая пар башня или труба).

Реактор

Ядерный реактор – это сердце АЭС, в нем происходит контролируемая ядерная реакция. В отношении реактора предъявляются самые строгие требования к качеству материалов и сборки.

Производство корпуса российского реактора ВВЭР – 1200 (Видео: Атомэнергомаш)

Паровая турбина низкого давления

Разогретый пар из реактора или парогенератора направляется в турбинный зал, где он раскручивает лопасти турбины. Технология турбин схожа с другими турбинами, устанавливаемыми на других тепловых электростанциях.

Генератор

Финальным агрегатом, где завершается преобразование энергии (из ядерной в тепловую, из тепловой в механическую, из механической в электрическую), является генератор. Отсюда электричество направляется в трансформатор, а затем – в сеть потребителям.

Первая паровая машина была построена в 17 веке, и за это время человечество совершило гигантский технологический рывок. Теперь мы греем воду для получения тепла и электричества ядерными реакторами. Но мы по-прежнему просто греем воду.