Energetické zdroje naší planety a jejich využití: Porovnání verzí

 

== Tepelná elektrárna ==

Tepelná elektrárna pracuje na principu přeměny tepelné energie ze spalování uhlí nebo zemního plynu, na energii mechanickou, která pohání turbínu a vyrábí tak elektrickou energii. Proces výroby elektrické energie začíná tím, že uhlí putuje ze skládky do elektrárny. Tady se nejprve zbavuje magnetickým lapačem železných nečistot, které by mohly poškodit uhelné mlýny. Poté se uhlí drtí v uhelných mlýnech na jemný prášek, současně se suší a předehřívá horkým vzduchem nasávaným z prostoru nad kotlem. Ventilátorem s regulací výkonu se vhání směs prášku a horkého vzduchu do hořáků, ústících vějířovitě do spalovací komory kotle. Pokud se jako palivo používá zemní plyn, pak se vhání přímo do hořáků bez nutnosti jakýchkoli jeho úprav. Plameny o teplotě až 1200 °C ošlehávají varné trubky, které procházejí kotlem. Pára, která v trubkách vzniká, se odděluje od vařící vody a v trubkách přehříváku se zahřívá na 560 °C. Pod tlakem 18 MPa je vedena parovodem do vysokotlaké skříně turbíny, kde prochází mezi lopatkami rotoru, a jejich otáčením koná práci, která je pak převedena v alternátoru na střídavý elektrický proud. Hřídel turbíny je dlouhá až 70 metrů a jsou na ní zamontovány rotory z lopatkových kol, zvlášť ve vysokotlaké části, zvlášť v nízkotlaké části. Do nízkotlaké části turbíny se dostane pára po opuštění vysokotlaké části a jejím mezipřehřátí, kde předá zbytek své energie a na výstupu z nízkotlaké části turbíny se sráží v kondenzátoru. Po úpravě, kondenzaci (zkapalnění) a odplynění se vrací pod tlakem zpět do kotle. Ke kondenzaci každé tuny páry je zapotřebí sedmdesátkrát větší množství studené vody. Protože tolik ji nebývá k dispozici, musí být chladící systém uzavřený přes chladící věže, kde se ohřátá voda rozstřikováním ochlazuje vzduchem a vrací se do kondenzátoru. Část vody se ale odpařuje a musí být proto neustále doplňována. Spaliny z kotle projdou přes rotační ohřívač, který jim odebere část tepla a poté jsou odsávány přes několikadílné filtry, které zachytí až 98 procent popílku. Zbylé kouřové plyny o teplotě přibližně 150 °C jsou vedeny sopouchem do komína.

 

Jaderná elektrárna je v některých částech podobná tepelné elektrárně, ale teplo, nutné k přeměně vody v páru, které se v tepelné elektrárně získává spalováním fosilních paliv, v jaderné elektrárně vzniká v reaktoru v důsledku štěpného procesu při rozpadu jader uranu.

 

 

Zbytek okruhu s vysokotlakou a nízkotlakou turbínou je stejný jako u tepelných elektráren. Reaktor, v němž jsou uskladněny radioaktivní látky musí být umístěn v pevném obalu, který musí odolávat silným vnitřním namáháním (v případě havárie reaktoru), tak i silným vnějším namáháním (pád letadla, meteoritu, zemětřesení…).

 

 

:''Reaktory typu VVER 440 obsahují 349 kazet po 126 tyčích paliva, reaktory VVER 1000 obsahují 151 kazet po 331 tyčích. Jednou za rok je potřeba část paliva vyměnit, veškerou manipulaci s palivem musí kvůli vysoké radioaktivitě provádět pouze dálkově ovládané stroje.''

 

 

 

=== Grafitový reaktor ===

 

Navíc u tohoto typu reaktoru je možnost rizika jaderného výbuchu známá stejně dlouho, jako je znám princip fungování tohoto typu reaktoru. Přesně na toto již v roce 1983 upozorňovali pracovníci černobylské elektrárny dopisem směrovaný nejvyššímu velení sovětského svazu. V manuálu tohoto reaktoru se totiž doslova a do písmene píše: Pokud se reaktor provozuje delší dobu na velmi nízkém výkonu, kdy se vyrobí větší množství plutonia Pu239 a potom se mu náhle odebere chladící voda při vytažení většího množství regulačních, stabilizačních a havarijních tyčí, může se část paliva dostat do vysoce nadkritického stavu a dojde k rozhoru této části paliva na okamžitých neutronech. Výkon potom vystoupá po exponenciále na stonásobky projektovaného maxima a přejde tak do pomalého, jaderného výbuchu se všemi průvodními jevy. Tedy vysokým, modrobílým zábleskem, magnetickým pulzem, vysokým výronem radioaktivity a velkou, destrukční silou výbuchu. A toto se také v Černobylu stalo.

 

 

=== Těžkovodní reaktor ===

Nejrozšířenějším typem na světě jsou lehkovodní reaktory. Jejich předností je vyšší bezpečnost, levný provoz a jednoduchost. Moderátorem a chladivem zároveň je zde lehká voda (H₂O), odpadá tedy starost, jak zamezit ve styku moderátoru s chladivem, jako je u grafitových reaktorů. Protože lehká voda má horší moderační vlastnosti než ostatní moderátory, musí se používat jako palivo obohacený uran, kde koncentrace izotopu U₂₃₅ dosahuje 4,5 %.

 

 

=== Varný reaktor ===

 

=== Rychlý množivý reaktor ===

 

Protože sodík ve styku s vodou prudce reaguje, vkládá se mezi primární reaktorový okruh a sekundární turbínový okruh ještě jeden bezpečnostní sodíkový okruh.

 

== Vodní elektrárny ==

Dalším rozšířeným typem jsou vodní elektrárny neboli hydroelektrárny. Na světové výrobě energie se podílí pouze asi pěti procenty. Vodní elektrárny jsou stavěny především v přehradách, někdy se stavějí i v horských oblastech, kde využívají velkého spádu vody. Jejich princip je velice jednoduchý a spočívá ve využívání energie vody, která teče spádem z vyššího místa (A) a pohání turbínu (C) připojenou na alternátor (D). V dnešních hydroelektrárnách se používají téměř výhradně tři typy turbín – Peltonovo kolo, Francisova turbína a Kaplanova turbína.