nuklearna elektrana

ilustracija
NUKLEARNA ELEKTRANA – 1. reaktor, 2. cirkulacijska pumpa, 3. tlačni spremnik, 4. parogenerator, 5. turbina, 6. generator, 7. kondenzator, 8. pojna pumpa
ilustracija1ilustracija2ilustracija3ilustracija4

nuklearna elektrana, energetsko postrojenje u kojem se toplinska energija, proizvedena u nuklearnom reaktoru kontroliranom lančanom reakcijom fisije uranija ili plutonija, pretvara u električnu. Slično kao i u termoelektrani, toplinska se energija termodinamičkim kružnim procesom u turbini pretvara u mehaničku energiju, a turbina pokreće generator, u kojem se mehanička energija pretvara u električnu. Nuklearna elektrana proizvodi električnu energiju po cijeni konkurentnoj proizvodnji u termoelektrani, ali bez ispuštanja plinova koji uzrokuju → efekt staklenika i globalno zatopljenje. Valja spomenuti da trajno odlaganje radioaktivnog otpada proizvedenoga radom elektrane nije još u potpunosti riješeno. Instalirana električna snaga svih nuklearnih elektrana u svijetu u 2004. bila je 367 249 MW, a proizvele su oko 17% od ukupno proizvedene električne energije.

Uobičajena je podjela nuklearnih elektrana prema tipu reaktora, odnosno prema prosječnoj neutronskoj energiji u reaktoru, i to na elektrane s termičkim reaktorima i elektrane s brzim reaktorima (→ nuklearni reaktor). Elektrane s termičkim reaktorima čine veliku većinu od ukupno 441 elektrane koje su početkom 2005. bile u pogonu u svijetu. Razlikuju se prema vrsti moderatora u reaktoru ili prema rashladnomu sredstvu za odvođenje topline iz reaktora. Približno polovica svih elektrana radi s tlakovodnim reaktorom, tj. onim u kojem je voda pod tlakom ujedno i moderator i rashladno sredstvo. Toga je tipa i Nuklearna elektrana Krško.

Nuklearne elektrane s tlakovodnim reaktorom imaju dva odvojena rashladna kruga. U primarnom krugu reaktor zagrijava rashladnu vodu koja cirkulira u zatvorenoj petlji sastavljenoj od primarne pumpe, cjevovoda i parogeneratora. Ovisno o snazi, reaktor može biti povezan s više petlji. Tipični su parametri rashladne vode: tlak 15 do 16 MPa, srednja temperatura 570 do 590 K, promjena temperature u reaktoru 40 do 50 K, volumni protok po petlji oko 6 m³/s. Parogeneratori su izmjenjivači topline koji povezuju primarni krug sa sekundarnim krugom. Na sekundarnoj strani parogeneratora proizvodi se zasićena para relativno niskoga tlaka (6 do 7 MPa), koja služi za pogon turbine. Pravilno hlađenje i odvođenje topline iz reaktorskoga postrojenja važno je za sigurnost rada elektrane.

Sigurnosti nuklearne elektrane posvećuje se posebna pozornost. Sve komponente primarnoga kruga smještene su unutar zaštitne zgrade (engl. containment), koja je projektirana i građena da izdrži tlak koji bi u njoj nastao pri lomu najvećega cjevovoda. U slučaju velikoga kvara, ispuštanje radioaktivnih produkata fisije u okolinu sprječava se tzv. obranom po dubini, koja uključuje sljedeće fizičke barijere: matricu i košuljicu goriva, tlačnu granicu primarnoga kruga i zaštitnu zgradu.

Razvojno se nuklearne elektrane mogu podijeliti u četiri generacije. U prvoj su one koje su najprije probno, a zatim komercijalno započele proizvodnju električne energije: elektrana u Obninsku (Rusija, 1954), Calder Hall (Velika Britanija, 1956), Shipingport (SAD, 1957). U drugoj su generaciji elektrane građene 1970-ih; one čine većinu današnjih elektrana u komercijalnom pogonu. Treća generacija obuhvaća elektrane naprednije izvedbe, tj. s poboljšanjima postojeće tehnologije kojima se unaprjeđuje sigurnost i ekonomičnost. U četvrtu se generaciju ubrajaju reaktori i elektrane koji bi se trebali pojaviti nakon 2030., uz ispunjenje sljedećih zahtjeva: zanemariv utjecaj na okoliš, minimizirano stvaranje nuklearnog otpada, povećana sigurnost od proliferacije nuklearnih materijala. Mogućnost oštećenja jezgre trebala bi biti isključena, čime bi nestala i potreba za planiranjem zaštitnih akcija izvan kruga postrojenja. Takve elektrane bile bi ekonomski isplativije zbog korištenja cjelokupnoga gorivoga ciklusa u odnosu na ostale energetske tehnologije, a uz proizvodnju električne energije omogućile bi i isplativu proizvodnju vodika.

U Hrvatskoj nema nuklearnih elektrana, ali Hrvatska elektroprivreda ima u 50%-tnom vlasništvu Nuklearnu elektranu Krško, smještenu na lijevoj obali Save, nizvodno od Krškoga, Slovenija. Gradnja elektrane Krško započela je 1974., glavni projektant bila je američka tvrtka Gilbert Associates, a glavni izvođač i dobavljač opreme američka tvrtka Westinghouse. Reaktor elektrane tlakovodnoga je tipa. Građevinske radove izvela su poduzeća Gradis i Hidroelektra, a montažu Hidromontaža i Đuro Đaković. Elektrana je ušla u probni rad 1981., a u komercijalni pogon 1983. Nakon zamjene parogeneratora (2000. god.) toplinska je snaga povećana na 2000 MW, odnosno električna snaga na pragu iznosi 670 MW. Ukupna godišnja proizvodnja električne energije veća je od 5 TWh i podmiruje oko 16% godišnje potrošnje električne energije u Hrvatskoj. Predviđa se da će elektrana biti u pogonu do 2023. god. (→ nuklearna energija)

nuklearna elektrana. Hrvatska enciklopedija, mrežno izdanje. Leksikografski zavod Miroslav Krleža, 2017. Pristupljeno 20.11.2017. <http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=44374>.