Tuumaelektrijaam

Allikas: Vikipeedia
Jump to navigation Jump to search

Tuumaelektrijaam ehk tuumajõujaam (ka aatomielektrijaam) on selline elektrijaam, kus elektrienergiat saadakse tuumareaktoris aatomituuma lõhustumise tulemusel vabaneva soojusenergia arvel.

Soojusenergia allikaks on tuumareaktor. Kõige laialdasemalt on kasutusel kahekontuurilised ehk kahe soojuskandjatorustikuga elektrijaamad. Esimeses kontuuris ringlev soojuskandja (vesi, raskevesi, gaas, vedelmetall) annab reaktoris saadud soojuse aurugeneraatoris üle teise kontuuri (torustiku) soojuskandjale (enamasti veeaurule) ja edasi auruturbiini. Turbiin ja sellega sidurdatud elektrigeneraator (turbogeneraator) moodustavad turbogeneraatoragregaadi, mis annab elektrienergiat elektrivõrku. Töötanud aur jõuab turbiinist kondensaatorisse, kus jahutatakse ja pumbatakse tagasi reaktorianumasse.

Grafenrheinfeldi tuumaelektrijaam (Saksamaal)
Betoonkupli all paikneb tuumareaktor, sellest mõlemal pool on jahutustornid

Survevesireaktoriga aatomielektrijaam[muuda | muuda lähteteksti]

Survevesireaktor (ehk surveveereaktor) on tuumajaamades kõige laialdasemalt kasutatava tuumareaktori tüüp. Reaktori jahutusvesi ringleb siin suletud (esimeses kontuuris) ja aurugeneraatorist väljuv aur (teises kontuuris) ei ole mingil määral radioaktiivne. Ka on tagatud stabiilne talitlus reaktori võimsuse juhuslikul suurenemisel tänu negatiivsele temperatuurilisele tagasisidele.

Esimeses kontuuris võib vee rõhk olla 16 MPa (ca150 ja reaktorist väljuva vee temperatuur 325 °C. Aurugeneraator annab teise kontuuri auru parameetritega keskmiselt 6 MPa ja 275 °C.[1]

Survevesireaktoriga kahekontuurilise tuumaelektrijaama tööpõhimõtte illustratsioon
Varjestavas betoonehitises (Containment Structure) paikneva reaktori (Reactor Vessel) südamikuss – rikastatud uraanist kütusevarraste ja pidurdus- ehk juhtvarraste (Control Rods) tsoonis − eralduv soojus kandub esimese ringluskontuuri soojuskandjale ja sealt soojusvahetisse, mida nimetatakse aurugeneraatoriks (Steam Generator). Siin vesi teises ringluskontuuris aurustub ning kõrge rõhu ja temperatuuriga aur paneb pöörlema turbiini (Turbine), samuti sellega samal võllil oleva rootori elektrigeneraatoris (Generator); selle staatorimähistest läheb elektrivool elektriliini kaudu tarbijatele. Turbiinist väljuv aur läheb kondensaatorisse (Condenser), kus seda jahutatakse ja pumbatakse veena teise kontuuri tagasi. Kondensaatori jahutusvesi ringleb läbi jahutustorni või veehoidla. Paisupaak (Pressurizer) ühtlustab reaktori töötamisel tekkivaid vee rõhu võnkumisi

Tuumareaktori võimsus ja tuumajaama kasutegur[muuda | muuda lähteteksti]

Tuumareaktori võimsust väljendab otseselt reaktorist auruga väljaviidav soojusvõimsus. Et aga võimsust kasutatakse auruturbiini abil elektrigeneraatori käitamiseks, iseloomustatakse energiatehnikas reaktorit elektrigeneraatori nimivõimsusega. Seda võimsust nimetatakse reaktori elektriliseks võimsuseks. Seejuures kasutatakse sageli tähist MWe või GWe (näiteks reaktori võimsus 500 MWe); soojusvõimsuse korral vastavalt MWt või GWt. Elektrotehnikas kasutatavate tähiste standardi[2] kohaselt ei või siiski ühiku tähist mingil viisil muuta ega sellele märke või indekseid lisada.

Reaktori elektriline võimsus on soojusvõimsusest keskmiselt 3−4 korda väiksem. Näiteks survevesireaktorite soojusvõimsusest 6 GW suudab tuumajaam elektrienergiaks muundada kuni 1,6 GW. Ülejäänud soojus väljub keskkonda jahutustornis (suures korstnas) või jahutusbasseinis.

Tuumaelektrijaamade kasutamise eelised[muuda | muuda lähteteksti]

  • Tuumaelektrijaamad ei eralda kasvuhoonegaase ega pruugi saastata õhku.
  • Normaalse töö korral tekib vähe tahkeid jäätmeid ja kütust kulub samuti vähe.
  • Maailmas on suured tuumakütuse potentsiaalsed varud, kuid praegusaegse tehnoloogiaga kasutatavate varude hulk on piiratud ja ammendub erinevatel hinnangutel 70–200 aastaga.

Tuumaelektrijaamade kasutamise ohud[muuda | muuda lähteteksti]

  • Tuumakütuse jäägid on radioaktiivsed, kõigile elusorganismidele väga ohtlikud. Nende lagunemiseks kulub sadu tuhandeid aastaid, seetõttu tuleb kütusejääkide ladustamisel arvestada nende ohutu hoidmiskohale (matmiskohale) tehtavate suurte kulutustega.
  • Tuumaelektrijaamad on ohtlikud riigikaitseliselt, kuivõrd on potentsiaalseks märklauaks riigi vastu suunatud rünnakute korral. See on tinginud väga kalliste turvarajatiste ehitamise tuumajaamade kaitseks.
  • Õnnetuste puhul tuumaelektrijaamades võivad radioaktiivselt reostuda väga suured alad, nagu näiteks juhtus Tšornobõli tuumaelektrijaamas ja Fukushima tuumajaamas toimunud õnnetuste tagajärjel.
  • Traditsiooniliselt saadakse tuumaelektrijaamade kasutamise kaasproduktina plutooniumi tuumarelvade valmistamiseks.
  • Tuumakütus ei kuulu taastuvate kütuste hulka. Seetõttu võib tuumaelektrijaamade kasutamine muuta ökosüsteemi energiabilanssi ning rikkuda ökoloogilist tasakaalu.

Eestile lähimad tuumaelektrijaamad[muuda | muuda lähteteksti]

Allikas: Wikidata. Eestile lähimad tuumaelektrijaamad, allikas: Wikidata

Tuumareaktorite arv ja elektrienergia tootmine riigiti[muuda | muuda lähteteksti]

2018. aasta alguse seisuga oli maailma tuumaelektrijaamades 450 tegutsevat reaktorit[3], mis kokku tootsid 17 % maailma elektrienergiast. Kõige rohkem on tuumareaktoreid USAs (99), järgnevad Prantsusmaa (58), Jaapan (42) ja Venemaa (37).[4]

Tänapäeval töötavatavate tuumaelektrijaamade võimsus ulatub 1,5 gigavatini.

Vaata ka[muuda | muuda lähteteksti]

Viited[muuda | muuda lähteteksti]

Välislingid[muuda | muuda lähteteksti]