See blogipostitus uurib, miks on elekter oluline ning kuidas elektrijaamad seda usaldusväärselt toodavad ja tarnivad.
Elektrist on saanud tänapäeva elu lahutamatu osa. Alates igapäevaselt kasutatavatest kodumasinatest kuni tehastes töötavate suurte masinateni mängib elekter lugematul hulgal olulist rolli. Lisaks, kuna digitaalsed seadmed, nagu nutitelefonid ja arvutid, on meie ellu sügavalt juurdunud, on elektri tähtsus ainult kasvanud. Selle olulise elektri stabiilse tarnimise tagamiseks töötab päeval ja öösel lugematu arv elektrijaamu, mis toimivad väga keerukate inseneripõhimõtete kohaselt.
Vajaliku elektrienergia tootmiseks ööpäevaringselt kusagil paneb kuum ja võimas aur pidevalt pausi tegema masinaid, mida nimetatakse turbiinideks. Need turbiinid mängivad elektrienergia tootmise protsessis keskset rolli ja nende käitamiseks vajaliku kõrge temperatuuriga auru tootmine on üks elektrijaama peamisi ülesandeid. Seda auru toodetakse erinevat tüüpi elektrijaamades erineval viisil, igal meetodil on oma eelised ja puudused.
Soojuselektrijaamad ja tuumaelektrijaamad kasutavad oma vastavaid kütuseid elektri tootmiseks vajaliku kõrge temperatuuriga auru pidevaks tootmiseks. Näiteks põletavad soojuselektrijaamad soojuse tootmiseks fossiilkütuseid, nagu kivisüsi või maagaas, samas kui tuumaelektrijaamad kasutavad radioaktiivsete materjalide, näiteks uraani, tuumalõhustumisel tekkivat soojust. Need kütused käivitavad reaktsioone, mis tekitavad tohutul hulgal soojust, mis seejärel kandub külgnevasse jahutusvette. Jahutusvesi neelab selle soojuse ja muundatakse kõrge temperatuuriga auruks, mida seejärel kasutatakse turbiinide käitamiseks. Seega toodavad kõik soojus- ja tuumaelektrijaamad, olenemata nende vormist või konstruktsioonist, põhimõtteliselt pidevalt auru sellest soojusvoost.
Selle põhimõtte rakendamiseks on elektrijaamad varustatud keerukate ja keerukate insenerkonstruktsioonidega. Tuumaelektrijaamade eripäraks on kahe erineva jahutussüsteemi lähenemisviisi olemasolu. Mõlemal lähenemisviisil on oma eelised ja puudused ning eksperdid jätkavad vaidlust selle üle, kumb on parem. See artikkel välistab selle vaidluse ja käsitleb vaid lühidalt igat tüüpi jaamade konstruktsioonilisi omadusi.
Esimene uuritav tüüp on keevveereaktor (BWR). Nagu nimigi ütleb, nimetatakse keevveereaktorit nii, kuna kütusega kokkupuutuv jahutusvesi "keeb" ja muutub auruks. Selle reaktori sees on kütus sobival tasemel hoitava jahutusvee all. See jahutusvesi neelab kütusest soojust ja hakkab keema. Reaktoril on jahutusvedeliku sisse- ja väljalaskeavad ning aur väljub reaktorist nende väljalaskeavade kaudu. Reaktorist väljuv aur liigub turbiini, mis annab energiat elektri tootmiseks. Pärast turbiini läbimist ja oma ülesande täitmist naaseb aur vedelasse vormi ja voolab tagasi reaktorisse. Seega töötab keevveereaktor kütuse, vee ja auru interaktsioonil ühes ruumis.
Teine tüüp, mida uurime, on surveveereaktor. Erinevalt keevaveereaktorist hoiab surveveereaktor reaktori sees olevat jahutusvedelikku kõrgel temperatuuril ja rõhul, et auru teket vähendada. See reaktor sisaldab ka kütust ja jahutusvedelikku, kusjuures jahutusvedelik täidab reaktorianuma ja sisse-/väljalasketorud. Jahutusvedelik on aga väliskeskkonnast isoleeritud ja kõrge temperatuuri ja rõhu all, mis takistab selle keemist reaktoris, saades samal ajal soojusülekannet. Auru tekitav jahutusvedelik asub väljaspool. See väline jahutusvedelik puutub kokku reaktori kuumade pindadega, neelab soojust ja muundub auruks. Erinevalt keevaveereaktoritest, kus kütuse soojus kandub otse aurule, toimub surveveereaktorites soojusülekanne etappidena läbi kütuse, jahutusvedeliku ja torude.
Lõppkokkuvõttes on peamine erinevus selles, et keevveereaktorites tekitatakse aur otse kütuse ümber, samas kui surveveereaktorites tekitatakse aur väljaspool kütust ja jahutusvedelikku sisaldavaid torusid. See erinevus tuleneb kahe reaktoritüübi konstruktsioonist ja tööpõhimõtetest ning kumbki lähenemisviis võib olla konkreetses olukorras kasulik. Keevveereaktoritel võivad olla madalamad esialgsed ehituskulud tänu nende suhteliselt lihtsale konstruktsioonile, samas kui surveveereaktorite eeliseks on stabiilsem termiline haldamine.
Seega mõjutavad kaks peamist tuumaelektrijaama reaktoritüüpi – keev vesi ja survevesi – oma vastavate omaduste põhjal oluliselt jaama efektiivsust ja ohutust. Tänapäeva tehnoloogia arenguga muutuvad need reaktorite konstruktsioonid üha keerukamaks ja elektrijaamad kogu maailmas jätkavad nende tehnoloogiate täiustamist.
