Turbine eines Kernkraftwerks

Kernkraftwerk Cattenon,
Frankreich

Betrieb eines Kernkraftwerks

Betrieb eines Kernkraftwerks

Derzeit wird die Kernenergie hauptsächlich zur Stromerzeugung eingesetzt. Kernkraftwerke sind die dafür verantwortlichen Einrichtungen.

Wir fragen uns von Anfang an, was Kernenergie ist. Kernenergie ist seiner Definition nach die im Atomkern enthaltene innere Energie. Diese Energie kann durch Spalt- oder Fusionsreaktionen in Form von Wärmeenergie freigesetzt werden. Nahezu alle in Produktion befindlichen Kernkraftwerke nutzen die Kernspaltung, da die Kernfusion derzeit nicht möglich ist, obwohl sie sich noch in der Entwicklung befindet.

90% der Kernkraftreaktoren der Welt, also Reaktoren für die elektrische Energieerzeugung, sind Leichtwasserreaktoren (in Druckwasser- oder Siedewasserversionen).

Eine Vielzahl von Arten von Kernreaktoren steht für den Betrieb in einem Kernkraftwerk zur Verfügung. Allerdings haben alle Arten von Kernreaktoren das gleiche Ziel: die Wärme aus Kernspaltungsreaktionen zu nutzen, um die Turbinen zu treiben, die Strom erzeugen werden.
Von allen Arten von Kernreaktoren stehen zwei heraus: der nukleare Druckwasserreaktor (PWT ) Und dem Siedewasser-Kernreaktor (BWR). Der Druckwasserreaktor ist der am meisten verwendete in der Welt und der, den wir in vereinfachter Weise als nächstes erklären werden.

Betrieb eines Kernkernkraftwerks

Das Grundprinzip des Betriebes eines Kernkraftwerks mit einem Druckwasserreaktor kann in diesen 4 Schritten vereinfacht werden:

  • Erlangung von Wärmeenergie durch Kernspaltung des Kerns von Atomen des Kernbrennstoffs
  • Dampf erzeugen im Wärmeerzeuger mit Hilfe der zuvor erhaltenen Wärmeenergie
  • Betreiben Sie einen Satz von Turbinen mit dem erhaltenen Dampf.
  • Nutzen Sie die mechanische Energie der Turbinen, um einen elektrischen Generator anzutreiben. Dieser elektrische Generator erzeugt Strom.
  • Aus physikalischer Sicht werden mehrere Energieveränderungen beobachtet: Zunächst haben wir die Kernenergie (die die Keime der Atomkohäsion hält), später, wenn sie gebrochen ist, wird sie Wärmeenergie. Ein Teil der Wärmeenergie wird in innere Energie des Wassers umgewandelt, indem man Dampf nach den Prinzipien der Thermodynamik erhält. Die innere Energie und die Wärmeenergie des Wassers werden bei der Betätigung der Turbine in kinetische Energie umgewandelt. Schließlich wandelt der Generator die kinetische Energie in elektrische Energie um.

    Kernreaktor

    Das Grundprinzip der Leistungsfähigkeit eines Kernkraftwerks beruht darauf, Wärmeenergie durch die Kernspaltung des Atomkerns aus dem Brennstoff zu erhalten. Diese Wärmeenergie, die bereits Dampf ist, wird durch eine Turbine in mechanische Energie umgewandelt, und am Ende wird diese mechanische Energie durch einen Generator in elektrische Energie umgewandelt.

    Der Kernreaktor ist verantwortlich für den Aufstieg und die Handhabung dieser Atomspaltung, die viel Wärme erzeugt. Mit dieser Hitze wandelt der Reaktor Wasser zu Dampf bei hoher Temperatur und Druck um.

    Erzeugung von Elektrizität

    Der Dampf verlässt das Containmentgebäude aufgrund des hohen Drucks, dem es ausgesetzt ist, bis er die Turbine erreicht und der Dampf die Turbine dreht. In diesem Moment wird ein Teil der Wärmeenergie des Dampfes in kinetische Energie umgewandelt. Diese Turbine ist mit einem elektrischen Generator verbunden, wodurch die kinetische Energie in elektrische Energie umgewandelt wird.

    Auf der anderen Seite, der Wasserdampf, der aus der Turbine gegangen ist, obwohl er kalorische Energie verloren hat, fährt er fort, im Gaszustand und sehr warm zu sein. Um das in dem erwähnten Wasserdampf enthaltene Wasser wieder zu verwenden, ist es notwendig, es zu kühlen, bevor das Wasser wieder in den Kreislauf gebracht wird. Einmal aus der Turbine geht der Dampf in eine Kondensationskammer, wo er abkühlt, indem er mit Pipelines von kaltem Wasser in Berührung kommt. Der Wasserdampf wird flüssig und mit einer Pumpe, Wasser wird wieder in den Kernreaktor zurückgeschickt, damit der Zyklus wieder beginnen kann.

    Das ist, warum Atomkraftwerke immer in der Nähe einer reichlichen Versorgung mit kaltem Wasser (Meer, Fluss, See) installiert werden, um dieses Wasser in die Kondensationskammer zu bringen. Die Säule des weißen Rauches, die man aus einigen Pflanzen sehen kann, ist der Dampf, der aufgewachsen ist, wenn diese Wärme austauscht.

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    Referenzen

    Geändert am: 28. Juni 2017