Ahoj všem jaderníkům.

Vítám Vás u prvního dílů studentského okénka, kde bych se rád s Vámi podělil o kouzlo jaderné elektrárny Dukovany a přiblížil Vám, jak elektrárna funguje. Co vše je potřebné proto, aby byla zajištěna dodávka energie do domů a firem v České republice a v zahraničí, ale také jak je zajištěn bezpečný provoz, kdo pracuje na elektrárně, jakou musí mít kvalifikaci a další zajímavé informace týkající se technologie.

V první článku se budu krátce věnovat historii a probereme si stručný princip elektrárny. V dalších článcích si přiblížíme jednotlivé části elektrárny detailněji. Pojďme na to!

Jaderná elektrárna je zařízení vyrábějící elektrickou energii přeměnou z jaderné energie. Dukovany jsou první jadernou elektrárnou postavenou na území České republiky. První blok byl zprovozněn v roce 1985, celkově je tedy elektrárna v provozu už více než 35 let. V lokalitě se nachází čtyři výrobní bloky dohromady s výkonem přibližně 2 040 MW (4× 510 MW). Všechny čtyři reaktory jsou tlakovodního typu VVER. Jadernou elektrárnu si můžeme rozdělit do tři hlavních okruhů:

Primární okruh – reaktor.

Sekundární okruh – parogenerátory a turbíny.

Chladicí cirkulační okruh – věže.

Elektrikáři by určitě namítli, že neméně důležitý je i elektrický okruh, který se stará o předání elektrické energie z elektrárny do elektrifikační sítě. Cestu elektrické energie si ale povíme jindy.

Začínáme!

Srdcem jaderné elektrárny je reaktor (1). Ten má tvar velkého „vajíčka“ a je zcela zaplněn speciálně upravenou demineralizovanou vodou, která obsahuje i další chemické příměsi například zabraňující korozi materiálu. V reaktoru bychom našli také palivo (2). Stejně jako automobil potřebuje palivo pro jízdu, tak jaderná elektrárna potřebuje palivo pro výrobu tepla. Určitě jste už slyšeli, že jako palivo v jaderných elektrárnách se používá uran a je uložen v palivových tyčích. Štěpnou reakcí atomu uranu získáváme teplo, kterým zahříváme všudypřítomnou speciálně upravenou vodu proudící kolem paliva až na 300°C. Aby se voda nepřeměnila na páru, udržujeme v okruhu vysoký tlak přes 12 MPa. Pro odvod tak vysokého tepla je na reaktor napojeno potrubí, které vede ohřátou vodu do parogenerátoru (3). Další část potrubí (4) vede ochlazenou vodu z parogenerátoru zpět do reaktoru. Těchto smyček je v primárním okruhu šest. Parogenerátor (5) je tvaru velkého horizontálního válce a slouží jako tepelný výměník. Podobně jako radiátorem zahříváme vzduch v místnosti domu, tak teplou primární vodou z reaktoru zahříváme vodu v sekundární části parogenerátoru. Předáním tepla přes teplosměnnou plochu v parogenerátoru ochladíme primární vodu a velkým čerpadlem ji dopravíme zpět do reaktoru, kde se voda opět ohřeje a cyklus se opakuje. Primární radioaktivní voda nám tedy nikam neuniká a pouze cirkuluje mezi reaktorem a parogenerátorem. Tím je zajištěna bezpečnost, aby se radioaktivní látky nemohly dostat do životního prostředí. Této smyčce říkáme primární okruh (I.O).

Ohřátím sekundární vody v parogenerátoru generujeme páru – proto také název parogenerátor. Pára z parogenerátoru jde dále na turbínu (6), turbína roztáčí generátor (7) a produkuje tak elektrickou energii. Pod turbínami jsou dva kondenzátory (8), které ochladí páru tak, že se z ní opět stane voda (podobně jako používáme klimatizaci pro ochlazení například domu nebo auta), a ta je čerpána zpět do parogenerátorů. Tomuto cyklu říkáme sekundární okruh (II.O).

Chladící cirkulační okruh (9) odebírá teplo z kondenzátorů. Zjednodušeně je to surová voda, přivedena z řeky Jihlavy, která odebere teplo páře proudící z turbín a přemění tuto páru v kondenzátorech zpět na vodu. Chladící voda tímto procesem sama sebe ohřeje a je dále vedena na chladící věže (10), které každý z nás vidí jako první dominantu, když přijíždí k Dukovanům. Chladící věže slouží k ochlazení této chladící vody, přičemž určitá část se vrací zpět do chladícího okruhu a významná část se v chladících věžích odpaří.

Tak a teď už víme základní princip, jak se na jaderné elektrárně vyrábí elektřina. V dalším díle se budeme věnovat tématu radioaktivity a štěpné reakce.

Dominik.