Kärnkraftverk genererar i första hand elektricitet genom en process som kallas kärnklyvning, där kärnorna av atomer delas för att frigöra en betydande mängd energi. Här är en förenklad förklaring av hur ett kärnkraftverk fungerar:
1. Kärnreaktor:Kärnan i kärnkraftverket inrymmer kärnreaktorn, där klyvningsreaktionen sker. Uranbränslestavar, som innehåller klyvbara uranatomer, är anordnade i en gitterstruktur i reaktorn.
2. Fissionsreaktion:Neutroner skjuts in i uranbränslet, vilket gör att en del av uranatomerna splittras till mindre atomer, vilket frigör en stor mängd värmeenergi och fler neutroner i en kedjereaktion.
3. Värmeöverföring:Värmen som produceras i reaktorhärden överförs till vatten, som fungerar som kylvätska. Det uppvärmda vattnet, som kallas primär kylvätska, strömmar genom rör som omger bränslestavarna.
4. Ånggenerering:Den primära kylvätskan strömmar till en värmeväxlare, där den överför sin värme till en sekundär vattenslinga. Detta vatten förvandlas till högtrycksånga när det passerar genom värmeväxlaren.
5. Turbinaktivering:Högtrycksångan från värmeväxlaren riktas mot turbinbladen, vilket får dem att snurra snabbt. När ångan expanderar genom turbinen omvandlas dess kinetiska energi till mekanisk energi.
6. Elproduktion:Den snurrande turbinen är kopplad till en generator, som omvandlar den mekaniska energin från turbinen till elektrisk energi genom elektromagnetisk induktion. Generatorn producerar växelström (AC) el, som sedan distribueras till elnätet.
Geotermiska turbiner:
Geotermiska turbiner genererar också elektricitet men utnyttjar den värmeenergi som finns under jordens yta. Här är en översikt över hur geotermiska turbiner fungerar:
1. Geotermisk reservoar:Djupt inne i jorden finns reservoarer av varmt vatten eller ånga, ofta nära vulkaniska områden eller tektoniska plattgränser. Dessa naturliga reservoarer tjänar som värmekälla för geotermiska turbiner.
2. Geotermisk vätska:Brunnar borras djupt ner i jorden för att komma åt det varma vattnet eller ångan från den geotermiska reservoaren. Denna vätska extraheras och förs till ytan genom isolerade rör.
3. Vätskeseparering:Om den geotermiska vätskan är en blandning av vatten och ånga skickas den till en separator där de två komponenterna separeras. Ångan leds sedan till turbinen, medan vattnet återinjiceras tillbaka till reservoaren.
4. Turbinaktivering:Högtrycksångan från separatorn riktas mot turbinens blad, vilket får dem att snurra snabbt. Ångans kinetiska energi omvandlas till mekanisk energi när den expanderar genom turbinen.
5. Elproduktion:Den snurrande turbinen är kopplad till en generator, liknande kärnkraftverk. Den mekaniska energin från turbinen omvandlas till elektrisk energi genom elektromagnetisk induktion i generatorn. Den genererade elen matas sedan in i elnätet för distribution.
Sammanfattningsvis använder kärnkraftverk processen med kärnklyvning för att generera värme och producera ånga, som driver en turbin ansluten till en generator för att producera elektricitet. Geotermiska turbiner utnyttjar den naturliga värmen från jordens inre för att skapa ånga, som sedan används för att snurra en turbin och generera elektricitet. Båda teknikerna genererar elektricitet genom omvandling av värmeenergi till mekanisk energi och därefter till elektrisk energi.
