Elektrownie atomowe

Elektrownie jądrowe
Teoria:
Elektrownia jądrowa – obiekt przemysłowoenergetyczny (elektrownia cieplna), wytwarzający
energię elektryczną poprzez wykorzystanie energii
pochodzącej z rozszczepienia jąder atomów,
najczęściej uranu (uranu naturalnego lub nieco
wzbogaconego w izotop 235U), w której ciepło
konieczne do uzyskania pary wodnej, jest
otrzymywane z reaktora jądrowego.
Historia:
Pierwsza elektrownia jądrowa, o mocy 5 MW powstała w
1954 r. w Obnińsku (ZSRR). Produkcja prądu nie była
jednak w latach pięćdziesiątych i sześćdziesiątych
głównym zadaniem elektrowni jądrowych.
Pierwszoplanowym celem ich budowy była produkcja
wzbogaconego materiału rozszczepialnego do produkcji
broni jądrowej. W latach siedemdziesiątych zaczęło
gwałtownie przybywać bloków energetycznych z
reaktorami jądrowymi. Na świecie uruchamiano
kilkanaście reaktorów rocznie (dla porównania w latach
1980-1989 średnio 22, a 1990-2004 – 5). Obecnie
przeciętne elektrownie mają moc ok. 1000-2000 MW
Na spadek zainteresowania budową elektrowni
miały wpływ dwie poważne awarie.
 1. Three Mile Island w 1979r.
 2. Czarnobylu w 1986r.

Awaria w Three Mile Island:
Wypadek jądrowy który miał miejsce 28 marca 1979
r. kiedy to nastąpiło częściowe stopienie rdzenia w
drugim reaktorze (TMI-2) elektrowni jądrowej
Three Mile Island, na wyspie o tej samej nazwie.
Przypadek ten opisywany jest jako
najpoważniejszy wypadek w Stanach
Zjednoczonych w historii komercyjnych reaktorów
jądrowych. Jest to też najpoważniejszy wypadek w
historii jakiemu uległ reaktor typu PWR.
Awaria w Czarnobylu
Wypadek jądrowy, mający miejsce 26 kwietnia 1986 w reaktorze
jądrowym bloku energetycznego nr 4 elektrowni atomowej w
Czarnobylu. W wyniku przegrzania reaktora doszło do wybuchu
wodoru, pożaru, oraz rozprzestrzenienia substancji
promieniotwórczych.
Była to największa katastrofa w historii energetyki jądrowej i jedna z
największych katastrof przemysłowych XX wieku. Razem z
katastrofą w elektrowni jądrowej Fukushima I została
zakwalifikowana do siódmego, najwyższego stopnia w skali INES.
W wyniku awarii skażeniu promieniotwórczemu uległ obszar od 125
000 do 146 000 km2 terenu na pograniczu Białorusi, Ukrainy i
Rosji, a wyemitowana z uszkodzonego reaktora chmura
radioaktywna rozprzestrzeniła się po całej Europie. W efekcie
skażenia ewakuowano i przesiedlono ponad 350 000 osób.
Ogólna zasada działania elektrowni
jądrowej (na przykładzie obiegu PWR):
W reaktorze jądrowym w wyniku reakcji rozszczepienia jąder
atomowych wydzielają się duże ilości ciepła, które jest odbierane
przez czynnik roboczy (najczęściej wodę pod wysokim ciśnieniem
w tak zwanym obiegu pierwotnym – reaktory PWR i WWER).
Czynnik przepływa do wytwornicy pary, gdzie oddaje ciepło
wrzącej wodzie z obiegu wtórnego o niższym ciśnieniu, a następnie
powraca do reaktora. Para wodna (para mokra, która jest osuszana
przed dojściem do turbiny – cząsteczki wody w parze mokrej, pod
wysokim ciśnieniem, zniszczyłyby turbinę, więc para mokra
przechodzi najpierw z wytwornicy pary przez systemy osuszające,
zanim trafi do turbiny) napędza następnie turbinę parową połączoną
z generatorem. Separacja obiegów zapewnia większe
bezpieczeństwo w przypadku wycieku pary z turbiny.
Budowa:
Schemat cieplny elektrowni jądrowej z reaktorem wodnym
ciśnieniowym: 1. Blok reaktora; 2. Komin chłodzący; 3.
Reaktor; 4. Pręty kontrolne; 5. Zbiornik wyrównawczy
ciśnienia; 6. Generator pary; 7. Zbiornik paliwa; 8. Turbina; 9.
Prądnica; 10. Transformator; 11. Skraplacz; 12. Stan gazowy;
13. Stan ciekły; 14. Powietrze; 15. Wilgotne powietrze; 16.
Rzeka; 17. Układ chłodzenia; 18. I obieg; 19. II obieg; 20. Para
wodna; 21. Pompa
Jak to działa?
Elektrownie jądrowe w Polsce

W Polsce nie ma elektrowni jądrowych. Jedynym
działającym reaktorem jądrowym jest badawczy
reaktor Maria, zarządzany obecnie przez Instytut
Energii Atomowej. W latach 80. XX wieku
rozpoczęto budowę elektrowni Żarnowiec w woj.
pomorskim. Prace przerwano na początku lat 90.,
głównie pod naciskiem protestów przeciwników
energetyki jądrowej. Zakończono tylko inwestycję
towarzyszącą - elektrownię szczytowo-pompową.
Reaktor Maria
Wady energetyki jądrowej:




Problem ze składowaniem i niebezpieczny
transport odpadów promieniotwórczych,
Duże koszty budowy elektrowni,
Wraz z rozwojem energetyki jądrowej rośnie
rozwój broni jądrowej,
Prawdopodobieństwo awarii i wycieków z
reaktorów,
Zalety energetyki jądrowej:



Wysokie bezpieczeństwo i brak emisji
szkodliwych dla środowiska gazów oraz pyłów
Jest najbardziej skondensowanym źródłem energii
obecnie wykorzystywanym przez człowieka,
Zasoby wykorzystywane do produkcji energii
starczą na wiele tysięcy lat
3 Największe elektrownie na
świecie:
1. KASHIWAZAKI-KARIWA – 8,206 MW
2. Bruce – 6,830 MW
3. ZAPOROSKA ELEKTROWNIA ATOMOWA –
6,000 MW
Ciekawostki:
1. Najwięcej elektrowni atomowych na świecie
znajduje się oczywiście w USA. Stany
Zjednoczone wytwarzają ponad 30 proc.
światowej energii jądrowej. Pracują tam 104
reaktory, które zaspokajają jedną piątą
zapotrzebowania na energię w kraju. Polityka
sprzyja rozwojowi energii atomowej – w 2010 r.
Barack Obama poparł rozwój tej dziedziny.
2. Najmniejszy reaktor działający na skalę
przemysłową znajduje się w Armenii w mieście
Metsamor. Pracuje tam jeden reaktor o mocy 375
MW. Z powodu niewielkiego zaludnienia (3,25
mln) reaktor zaspokaja aż 45 proc.
zapotrzebowania kraju na energię
3. Pierwsza podwodna elektrownia atomowa jeszcze
nie powstała, ale przymiarki do takiego bloku
zrobili już w 2007 r. inżynierowie z Estońskiej
Akademii Morskiej. Projekt elektrowni ukrytej w
wodach Bałtyku przedłożyli największemu
krajowemu producentowi energii, firmie Estii
Energia.
Koniec
Jakub Szostak III TI