На атомной электростанции (АЭС) тепловая энергия превращается в механическую, а механическая — в электрическую. Рассказываем, как последовательно происходит это превращение
Тепловая энергия возникает благодаря протеканию самоподдерживающейся цепной ядерной реакции в топливе, загруженном в ядерный реактор. Она используется для получения водяного пара в парогенераторе. Пар подается на лопатки турбины электрогенератора и вращает ее, благодаря чему его механическая энергия превращается в электрическую.
Атомная электростанция устроена так: через реактор, в который загружено ядерное топливо, протекает теплоноситель, он отводит тепло, выделяющееся в ходе ядерных реакций. Теплоносителем может служить газ или жидкость — обычная или тяжелая вода, жидкий металл.
Реактор может быть одноконтурным, и в этом случае горячий теплоноситель вращает турбину сам. Такие реакторы часто сравнивают с самоварами, которые кипятят воду при помощи энергии атома. Проблема в том, что при этом радиоактивным становится весь энергоблок.
В двухконтурном реакторе трубы с теплоносителем проходят через парогенератор и «возвращаются» к реактору. Таким образом, первый контур замкнут, и продукты ядерного распада не выходят за его пределы. Вода из второго контура омывает теплообменные трубки в парогенераторе и нагревается, превращаясь в насыщенный пар из-за разницы в давлении.
Пар крутит турбину, которая передает вращение на ротор электрогенератора. Полученная таким образом электроэнергия поступает в конденсаторы, а затем через трансформаторы — в сеть. Пар тем временем отправляется в систему оборотного охлаждения, которая может включать градирни, пруд-охладитель и систему разбрызгивателей. В ней пар конденсируется и возвращается во второй контур.
